Caracterização genética do jundiá (Rhamdia quelen) por meio do DNA barcode e marcadores microssatélites

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Aquicultura, Florianópolis, 2017.O gênero Rhamdia é composto por espécies morfologicamente semelhantes e com ampla distribuição geográfica. O jundiá Rhamdia quelen destaca-se entre elas, com grande participação na piscicultura do Sul do Brasil. A despeito de sua relevância para o cultivo, a identificação atualmente é incerta, e comercialização é feita normalmente pela denominação jundiá. A caracterização genética através do DNA barcode e de marcadores microssatélites é de grande importância para o crescimento da piscicultura continental. O presente estudo teve como objetivo utilizar o gene COI para investigar o número de unidades taxonômicas operacionais moleculares (MOTUs), definir o ótimo threshold (OT) a partir do conjunto de dados analisados, e determinar a diversidade e a estrutura genética através de marcadores microssatélites. Para análise do gene COI foram utilizadas 85 indivíduos oriundos de cultivos comerciais de Santa Catarina (SC), Paraná (PR) e Rio Grande do Sul (RS), selvagens do rio Uruguai além de sequências referência do BOLD. Três MOTUs foram definidas a partir do OT (1,73%). O número de clados obtidos pela árvore NJK2P corroborou com o número de MOTUs obtidas. As análises dos marcadores microssatélites foram realizadas com 90 indivíduos de jundiá de cultivos comerciais e selvagens do sul do Brasil. As análises de estrutura genética populacional suportam existência de três unidades genéticas distintas, sendo uma formada por indivíduos provenientes de cultivos dos estados de SC e PR, outra de indivíduos oriundos do rio Uruguai, e uma terceira de indivíduos de cultivo oriundas do RS. A análise bayesiana indicou que alguns indivíduos analisados representam o resultado cruzamentos entre indivíduos de distintas unidades genéticas. Os resultados indicaram que R. quelen é formada por diferentes MOTUs, sugerem que ocorre intercâmbio de indivíduos correspondentes às distintas unidades moleculares dos diferentes locais de cultivo analisados e alta diversidade genética. Os marcadores moleculares utilizados neste estudo se mostraram eficientes para definição de grupos genéticos, o que possibilita que os cultivos analisados a partir dos resultados obtidos neste estudo comecem a desenvolver programas de melhoramento genético. Este trabalho sugere que não sejam feitos programas de repovoamentos com peixes oriundos de cultivos comerciais.Abstract : The Rhamdia genus is composed by morphologically similar species with wide geographic distribution. The Rhamdia quelen jundiá stands out with a great participation in fish-farm of the South of Brazil. Despite its relevance for cultivation, currently the identification is uncertain, and its commercialization is usually done just by the denomination jundiá. The genetic characterization through DNA barcode and microsatellite markers has great importance for the growth of continental fish farming. The aim of the present study was to use the Mitochondrial Cytochrome Oxidase I (COI) gene to investigate the number of molecular operational taxonomic units (MOTUs), to define the optimal threshold (OT) from the analyzed data set and to determine the diversity and the genetic structure through microsatellite markers. In order to analyze the COI gene 85 individuals were used in this study coming from commercial cultivation from states of Santa Catarina (SC), Paraná (PR) and Rio Grande do Sul (RS), savages from Uruguai river. Three MOTUs were defined from OT of 1,73%. The number of clades obtained by NJK2P tree has corroborated with the number of obtained MOTUs. The analyses of the microsatellite markers were realized with 90 individuals of jundiás from commercial cultivation and wild from the south of Brazil. The analyses of population genetic structure support the existence of three distinct genetic units, one from individuals from SC and PR cultivation, another from Uruguai river and a third composed by individuals coming from RS. The bayesian analysis has indicated that some analyzed individuals represent the result of the crossing of individuals from distinct genetic units. The results indicated that R. quelem is formed by different MOTUs and suggest that occurs an interchange of individuals coming from distinct molecular units belong to different analyzed cultivation sites and high genetic diversity. The molecular markers used in this study has proved to be efficient for definition of genetic groups, and this enables that analyzed cultures from the obtained results in this study start to develop genetic breeding programs. This paper suggests that restocking programs with fishes coming from commercial cultivations does not be done

Genetic evidence supports polygamous mating system in a wild population of Prochilodus lineatus (Characiformes: Prochilodontidae), a Neotropical shoal spawner fish

Behavioral observations made on fish have revealed remarkably diverse reproductive strategies, including polygamy by both sexes. Still, to date, most Neotropical species remain unstudied as to whether the observed reproductive behavior in natural populations correlates with their genetic mating systems. Here, we investigated the genetic mating system of a wild population of Prochilodus lineatus settled in the Middle Uruguay River basin. By using sibship reconstruction and parental inference methods based on microsatellites? genotypes, we inferred 45 females and 47 males as potential parents of the 87 larvae analyzed. We found evidence supporting polygamous mating in both sexes: while a high percentage of males (44.7%) fertilized the eggs of one female, 55.3% of the inferred males fertilized eggs of up to four females. Likewise, while 44.5% of the inferred females had their eggs fertilized by one only male, 55.5% of females were fertilized by multiple males. The estimated proxy of the effective population size (Nb) was 126, exhibiting moderate to high levels of genetic diversity. The genetic evidence contributed in this study complements earlier behavioral observations of formation of spawning nuclei of aggregating breeders, which may be promoting a polygamous mating strategy in this long-distance migratory fish.Observações do comportamento de peixes neotropicais têm revelado estratégias reprodutivas marcadamente variáveis, incluindo poligamia nos dois sexos. Ainda assim, até então, a correlação entre comportamento reprodutivo observado em populações naturais e sistemas de acasalamento genético permanece pouco explorada para maioria de espécies Neotropicais. Neste estudo investigamos o sistema genético de acasalamento de Prochilodus lineatus em uma população natural estabelecida no Médio rio Uruguai. Utilizando métodos de reconstrução de grupos familiares e inferências parentais baseados em genótipos de microssatélites, inferimos 45 fêmeas e 47 machos como os possíveis parentais das 87 larvas amostradas. Encontramos evidência que permite apoiar a ocorrência de acasalamento poligâmico em ambos os sexos: enquanto uma percentagem alta de machos (44,7%) fertilizou somente uma fêmea, 55,3% dos machos inferidos fertilizaram mais de uma fêmea (até quatro por macho). Da mesma forma, enquanto que 44,5% das fêmeas inferidas tiveram seus ovos fertilizados por apenas um único macho, 55,5% das fêmeas tiveram ovos fertilizados por múltiplos machos. A estimativa do tamanho populacional efetivo (Nb) foi 126, exibindo níveis entre moderados e altos de diversidade genética. A evidência genética que apresentamos nesse estudo complementa observações iniciais da formação de núcleos de desova que podem promover estratégias de acasalamento poligâmico nessa espécie migratória de longa distância.Fil: Ribolli, Josiane. Universidade Federal Da Santa Catarina. Centro de Ciencias Biológicas; BrasilFil: Miño, Carolina Isabel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Biología Subtropical. Instituto de Biología Subtropical - Nodo Posadas | Universidad Nacional de Misiones. Instituto de Biología Subtropical. Instituto de Biología Subtropical - Nodo Posadas; ArgentinaFil: Scaranto, Bianca Maria Soares. Universidade Federal Da Santa Catarina. Centro de Ciencias Biológicas; BrasilFil: Reynalte Tataje, David Augusto. Universidade Federal Da Fronteira Sul; BrasilFil: Zaniboni Filho, Evoy. Universidade Federal Da Santa Catarina. Centro de Ciencias Biológicas; Brasi

DNA barcoding confirms the occurrence of Rhamdia branneri and Rhamdia voulezi (Siluriformes: Heptapteridae) in the Iguaçu River Basin

ABSTRACT DNA barcoding is a widely utilized molecular-based identification of species and taxonomic resolutions. Until recently, Rhamdia voulezi and Rhamdia branneri were considered species synonyms of Rhamdia quelen; however, morphological and cytogenetic analyses have suggested the validity of distinct species. Due to the absence of molecular taxonomy of R. voulezi and R. branneri, the objective of this study was to test its validity through traditional DNA barcoding and the GMYC (General Mixed Yule Coalescent) COI-based analyses in 19 specimens from the Iguaçu River Basin. In both methodologies, three MOTUs (Molecular Operational Taxonomic Units) were identified based on the estimated optimum threshold (OT = 0.77). The average inter-MOTU distance (NJ, K2P) between R. branneri and R. voulezi was 1.4%, and 0% intra-MOTU distance in both species. The two species identified as R. branneri and R. voulezi showed correspondence with taxonomic and morphological identifications. With regard to R. quelen, the average intra-MOTU distance was greater than OT (2.7%), indicating that this species can be formed by different MOTUs. We suggest that molecular and taxonomic studies should be employed concurrently in R. quelen, to prevent contamination of wild species by hybridizations