Reliable Wolf-Dog Hybrid Detection in Europe Using a Reduced SNP Panel Developed for Non-Invasively Collected Samples

Abstract

BackgroundUnderstanding the processes that lead to hybridization of wolves and dogs is of scientific and management importance, particularly over large geographical scales, as wolves can disperse great distances. However, a method to efficiently detect hybrids in routine wolf monitoring is lacking. Microsatellites offer only limited resolution due to the low number of markers showing distinctive allele frequencies between wolves and dogs. Moreover, calibration across laboratories is time-consuming and costly. In this study, we selected a panel of 96 ancestry informative markers for wolves and dogs, derived from the Illumina CanineHD Whole-Genome BeadChip (174K). We designed very short amplicons for genotyping on a microfluidic array, thus making the method suitable also for non-invasively collected samples. ResultsGenotypes based on 93 SNPs from wolves sampled throughout Europe, purebred and non-pedigree dogs, and suspected hybrids showed that the new panel accurately identifies parental individuals, first-generation hybrids and first-generation backcrosses to wolves, while second- and third-generation backcrosses to wolves were identified as advanced hybrids in almost all cases. Our results support the hybrid identity of suspect individuals and the status of individuals regarded as wolves to be wolves. We also show the adequacy of these markers to assess hybridization at a European-wide scale and the importance of including samples from reference populations, as migrants are increasingly more common.ConclusionsCompared to microsatellites, this method is faster to implement, economically more feasible and results are directly comparable across laboratories. The new panel is thus suitable as a new tool for wolf-dog hybrid assessments and monitoring on a continental scale.

De wolf terug in Nederland : Een factfinding study

“…Er kunnen echter ook tussen zulke 1 e , 2 e en 3 e generaties terugkruisingen voorkomen, wat uiteindelijk een kluwen van mogelijke percentages wolf versus hond oplevert. Met de huidige technieken kunnen we het equivalent van een derde-generatie terugkruising (6% hond, 94% wolf) relatief eenduidig onderscheiden van een zuivere wolf (Harmoinen et al, 2021).…”

“…Een eerste mogelijkheid is een onjuiste interpretatie van de mtDNA-sequenties die veelal voor zuivere wolf van de Centraal-Europese populatie (Harmoinen et al, 2021). Ook wanneer de referentiepopulatie 'wolf' bestaat uit een mix van wolven afkomstig uit verschillende populaties is de kans op een foutieve toewijzing als hybride zeer groot.…”

“…Recentelijk hebben Harmoinen et al (2021) een verbeterde toewijzingsmethodiek ontwikkeld voor hybriden, waarbij ze gebruikmaken van genetische merkers die specifiek geïdentificeerd zijn op basis van het onderscheid tussen honden en wolven. Met die methodiek, die volledig openbaar toegankelijk is, is het mogelijk om hybriden tot in de derde-generatie terugkruising met hoge zekerheid te onderscheiden van wolven.…”

“…Hedendaagse hybridisatie tussen wolven en honden wordt op vele plaatsen in Europa intensief gemonitord, teneinde snel in te grijpen op de samenstelling van de populatie waar mogelijk. In Scandinavische wolven is er evenmin bewijs voor hybridisatie (Smeds et al, 2021) en ook in de Centraal-Europese populatie is het belang marginaal, met twee gevallen op een totaal van >2000 genotypes (Harmoinen et al, 2021). In Duitsland zijn in totaal drie gevallen van wolf-hondhybridisatie vastgesteld.…”

“…Recent (Harmoinen et al, 2021) is een vergelijkbaar gericht SNP-panel ontwikkeld voor een gedetailleerde detectie van wolf-hond-hybriden, waarbij onderscheid kan worden gemaakt tussen een eerste generatie hybride (F1) en diverse niveaus van terugkruising met hond of wolf. Implementatie van dit panel zou op korte termijn ook in Nederland al waardevol zijn.…”