Arena, L.

Camarena, F.

Juárez, O.

Rosas, C.

Shaw, P.

Spanish

Aquatic Commons

Proceedings of the 64th Gulf and Caribbean Fisheries Institute     October 31 - November 5, 2011   Puerto Morelos, Mexico 
Variabilidad Genética e Identificación de la Unidad de Manejo  
de Octopus maya Usando Microsatélites Específicos 
 
Genetic Variability and Management Unit Identification  
of Octopus maya Using Specific Microsatellite Markers 
 
Variabilité Génétique et Identification de l'Unité de Gestion  
de Octopus maya à l’Aide de Marqueurs Microsatellites Spécifiques 
OSCAR JUAREZ1*, FAUSTINO CAMARENA1, CARLOS ROSAS1, PAUL SHAW1, y LETICIA ARENA2 
1UABC Km. 103 Carretera Tijuana - Ensenada Ensenada, Baja California, Ensenada C.P. 22860, Baja California, 
México.  *peace.is.my.name@gmail.com.  2UMDI-Sisal, UNAM Puerto de Abrigo S/N , Yucatan, México. leti-
cia.arena@ciencias.unam.mx. 
 
ABSTRACT 
The endemic Octopus maya represents one of the most important fisheries in Yucatan peninsula, since mayor octopus catches 
in Mexico belong to this species. The fishery has been managed as a single unit, but some signs suggest that there could be different 
units and that the resource could be overexploited. Genetic markers could be the correct instrument to identify populations and 
define management units due to octopus’s morphologic plasticity. Microsatellites show the mayor intraspecific variation among 
molecular markers, and have been efficient for population discrimination. This study had two objectives: the isolation of microsatel-
lite markers specifically for O. maya; and the evaluation of the population genetic structure and variability using the microsatellites 
for management optimization. The analysis of eight microsatellites shows no significant differences between localities, and high 
migration of octopuses between localities in an evolutionary time frame. Considering the principal components analysis of genetic 
distances, the spatial pattern of genetic variability, and the fact that its reproductive behavior is influenced by temperature, raises the 
hypothesis about possible migratory patterns delineated by changes in sea temperature over Yucatan’s peninsula along the year. 
According to Hardy Weinberg equilibrium analysis, two loci showed heterozygote deficiency and Fis  was significant suggesting 
inbreeding at population level, where Dzilam contributing the largest part. Since inbreeding tends to reduce fitness in natural 
populations, the fishery may not be optimized. In that sense, the genetic monitoring of inbreeding and heterozygosity levels within 
localities, as well as promoting habitat connectivity are proposed actions to improve management.  
 
KEY WORDS:  Octopus, genetics, variability, management, microsatelite 
 
INTRODUCCIÓN 
El pulpo Octopus maya, endémico de la Península de Yucatán es uno de los principales recursos pesqueros de tal 
región, y representa la mayor parte de las capturas de pulpo en México.  Históricamente la pesquería se ha manejado como 
una sola unidad de pesca, sin embargo existen indicios de que la especie podría constar de más de una población (Juárez, 
2010) y de que el recurso esta sobreexplotado (Norman, 2003), por lo que la situación actual de su variabilidad y estructura 
genética, requiere ser revisada.  
La identificación de las unidades de manejo es central para el aprovechamiento de las poblaciones naturales y es crucial 
para el monitoreo de los efectos de las actividades humanas sobre la abundancia de las especies (Palsbøll et al. 2006).  Los 
caracteres fenotípicos no son adecuados para identificar poblaciones, debido a la plasticidad morfológica de los pulpos. Para 
propósitos de las pesquerías se recomienda que en su identificación se utilicen marcadores heredables (Begg et al. 1999).  
Los marcadores genéticos puede ser una herramienta adecuada para discriminar poblaciones y definir unidades de manejo. 
Los microsatélites presentan la mayor variabilidad intraespecífica entre los marcadores moleculares y han sido eficientes 
para identificar poblaciones en otros estudios (Shaw et al, 1999), sin embargo O. maya no cuenta con loci de microsatélites 
específicos a la fecha.   
 
OBJETIVOS 
Este estudio tuvo dos objetivos principales.  El primero fue el aislamiento de microsatélites específicos para O. maya. 
El segundo objetivo fue el análisis de los microsatélites aislados para evaluar la estructura y variabilidad genética de la 
población, para coadyuvar en la optimización de la gestión pesquera.  
 
MÉTODO 
Se extrajo el ADN genómico de dos ejemplares de O. maya utilizando fenol:cloroformo, posteriormente se combinó el 
ADN de ambos y se mezclo en un mismo tubo de 1.5 mL donde se procedió a la digestión con enzimas de restricción.  
Se utilizaron 20 µL de ADN a una concentración de 100 ng/µL para cortarlo con la enzima Rsa I, en una reacción 
compuesta por: 2.5 µL de 10x Ligase Buffer (NEB®), 0.25 µL 5M NaCl, 1 µL Rsa I 10 u/µL (NEB®) y el ADN 100 ng/
µL. La reacción se llevó a cabo en un termociclador a 37°C por una hora. A partir de estos fragmentos, los microsatélites 
fueron aislados por el método de hibridación selectiva (Glenn y Schable 2005).  Los fragmentos de ADN hibridados con 
    Juárez, O.E.  et al.    GCFI:64   (2012)        Page 487 
 
oligos biotinados fueron capturados selectivamente con 
streptavidina usando Dynabeads kilobase BINDER kit 
(Dynal Biotech®) siguiendo el protocolo del fabricante.  
Posteriormente los fragmentos seleccionados fueron 
clonados en células E. coli competentes, en un medio 
selectivo.  Finalmente su secuencia se determinó en 
secuenciador automático (Hitachi 3500 ®).  A partir de las 
secuencias obtenidas se diseñaron los cebadores para la 
amplificación de los microsatélites.  Se probaron los 
cebadores diseñados en reacciones PCR, mediante las 
cuales se identificaron los loci polimórficos, así como sus 
condiciones óptimas de amplificación. 
Para el análisis de la variabilidad y estructura genética 
de la población fueron capturados 40 ejemplares de O. 
maya de los puertos de Sabancuy, Campeche, Sisal y 
Dzilam, y 26 ejemplares de Río Lagartos en la Península 
de Yucatán (Figura 1). 
Se eligieron ocho microsatélites para calcular el 
equilibrio de Hardy – Weinberg y estimar los índices Fis, 
Fst, Fit a nivel poblacional, así como las distancias genéti-
cas y diferenciación (Dst) entre pares de localidades.  Estas 
distancias fueron utilizadas para realizar el análisis de 
componentes principales, para identificar diferencias entre 
las localidades.  
Figura 1. Localidades muestreadas y temperatura 
superficial del Golfo de México en diciembre.  En diciembre 
da inicio la veda de Octopus maya, lo que corresponde a la 
principal época reproductiva de esta especie. 1) Sabancuy, 
2) Campeche, 3) Sisal, 4) Dzilam, 5) Río Lagartos. 
Tabla 1.  Condiciones de amplificación de los loci estandarizados 
Loci Repetición Temp. MgCl2 
conc. 
Tamaño de 
alelo 
Número de 
alelos 
O2-02 GT x 17 60 1.5mM 209-251 21 
O2-07 GAT x 18 60 1.5mM 181-208 9 
O2-27 GT x 21 40 1.5mM 254-274 10 
O2-37 ATG x 18 60 1.5mM 136-175 13 
O4-01 TATG x 9, TATC x 8 60 1mM 207-263 14 
O4-10 TAGA x 9, TAGA x 14 62 2mM * * 
O4-11 GT x 10, GA x 6 60 1.5mM 240-258 9 
O4-18 ATGT x 9 60 1.5mM 140-194 11 
O4-20 GATA x 18 56.8 1.5mM 184-244 15 
O4-29 TACA x 10, TACA x 13 56.8,60 1.5mM 227-251 6 
O4-40 CATA x 14 56.8 1.5mM 165-209 11 
Los loci en negritas fueron seleccionados para el genotipado de la muestra de O. maya. El locus O4-10 
fue amplificado 
Tabla 2.  Equilibrio de Hardy – Weinberg, para todas las localidades en conjunto. 
Locus Obs. Het. Exp. Het. p-value s.d. Steps done 
    O2-18 0.53988 0.50263 0.36663 0.00166 10100 
    O4-20 0.85625 0.88676 0.82782 0.00193 10100 
    O4-11 0.66667 0.68132 0.00495 0.00055 10100 
    O2-02 0.79730 0.85394 0.00000 0.00000 10100 
    O2-37 0.73743 0.78574 0.36010 0.00181 10100 
    O2-07 0.56111 0.57409 0.72703 0.00183 10100 
    O4-40 0.86420 0.84914 0.05287 0.00111 10100 
    O4-01 0.74691 0.79928 0.14772 0.00207 10100 
Los loci  O4-11, O2-02, muestran déficit significativo de heterocigotos, mientras que el resto de los 
loci se encuentran en equilibrio H-W  
Page 488  64th Gulf and Caribbean Fisheries Institute  
Tabla 3.  Índices de Fijación promedio de la población 
(AMOVA locus por locus) 
Índice p-value 
Fis= 0.02353 
  
0.04583 
Fst = 0.00296 
  
0.99940 
  
Fit= 0.02642 0.03849 
  
Fis como el Fit resultaron positivos significativos a nivel 
poblacional, mientras que el Fst entre las localidades no 
Tabla 4.  Heterocigosis Observada promedio y Fis promedio por localidad. 
  Sabancuy Campeche Sisal Dzilam Río Lagartos 
  Heterocigosis 
Observada 
0.718 0.746 0.712 0.684 0.749 
Fis 0.035865 -0.028325 0.0232425 0.07125375 -0.0099925 
La menor heterocigosis se observa en Dzilam, en donde el Fis resultó mayor. Los mayores valores de 
heterocigosis se observan en Campeche y Río Lagartos, las cuales presentan valores negativos de Fis. 
  
Tabla 5.  Comparación entre localidades: Diferenciación (Dst) promedio sobre la diagonal, Distancia Genética de 
Nei (unbiased) bajo la diagonal. 
 Campeche Dzilam Río Lagartos Sabancuy Sisal 
Campeche -- 0.01668 0.02151 0.00837 0.02781 
Dzilam 0.01120 -- 0.01988 0.02246 0.00985 
Río Lagartos 0.01136 0.01108 -- 0.03923 0.03409 
Sabancuy 0.00000 0.01788 0.01968 -- 0.02020 
Sisal 0.01623 0.00530 0.01695 0.00823 -- 
La mayor diferenciación (Dst), así como la mayor distancia genética la muestra el par Río Lagartos – Sabancuy, 
que son las localidades que se encuentran a mayor distancia geográfica. 
  
Figura 2.  Análisis de componentes principales, de distan-
cias genéticas multilocus individuales. A) Campeche, B) 
Dzilam, C) Río Lagartos, D) Sabancuy, E) Sisal.  
Los cuadrantes representados muestran una mezcla de 
genotipos que pertenecen a distintas localidades. No se 
observa estructura poblacional. 
Figura 3.  Análisis de componentes principales, distancias 
genéticas multilocus promedio por población.    
Se observa que las distancias genéticas promedio colocan 
las localidades con una distribución similar a la de su ubi-
cación geográfica, con excepción de Campeche cuyo pa-
trón de distancias genéticas no corresponde al de sus 
distancias geográficas. 
RESULTADOS 
Se estandarizaron las condiciones de amplificación de 
once loci de microsatélites (Tabla 1), de los cuales se 
eligieron ocho microsatélites para realizar el genotipado de 
la muestra.  
Según el análisis del equilibrio Hardy-Weinberg, dos 
de ocho loci mostraron déficit de heterocigotos a nivel 
poblacional (Tabla 2).  El índice Fst sugiere que la 
población carece de estructura genética significativa, 
mientras que el índice Fis muestra endogamia significativa  
    Juárez, O.E.  et al.    GCFI:64   (2012)        Page 489 
 
a nivel local y poblacional (Tabla 3), siendo Dzilam la 
localidad que contribuye en mayor medida a esta endoga-
mia (Tabla 4).  Las localidades con mayor diferenciación 
entre si son Sabancuy y Río Lagartos (Tabla 5) que son las 
más distantes.  
El análisis de componentes principales muestra que las 
distancias genéticas individuales son similares, sin 
importar la localidad en la que fueron capturados los 
individuos (Figura 2), y que las distancias genéticas 
promedio por localidad colocan a las localidades en una 
disposición distinta a su ubicación geográfica (Figura 3). 
 
DISCUSIÓN Y RECOMENDACIONES 
Los microsatélites obtenidos resultan los primeros loci 
específicos de O. maya, resultando útiles para obtener los 
genotipos de la muestra, así como el cálculo preciso de 
índices de variabilidad y estructura genética.    
Se considera que la pesquería de O. maya consta de 
una sola unidad de manejo, que abarca toda la Península de 
Yucatán, debido a que no se observaron diferencias 
significativas entre las localidades muestreadas.  Estos 
resultados indican que todas las localidades muestreadas 
han mantenido cierto flujo genético en tiempos evolutivos.  
Esto concuerda con los resultados obtenidos en esta 
especie utilizando microsatélites heterólogos (Juárez et al. 
2010).  
Considerando que las distancias genéticas promedio 
entre las localidades no concuerdan exactamente con sus 
distancias geográficas; que hay variaciones espaciales en la 
heterocigosis, y que la temperatura más favorable para la 
reproducción de la especie está alrededor de los 26°C 
(Rosas et al. 2006); surge la hipótesis de que exista un 
patrón migratorio delineado por el cambio en la temperatu-
ra oceánica sobre la plataforma continental de la península 
de Yucatán, principalmente en la época reproductiva.  Tal 
migración hacia posibles zonas reproductivas, sería 
fundamental para el mantenimiento de la unidad de la 
población, resaltando la importancia de la conectividad 
entre las localidades.  
Por otro lado, la presencia de endogamia y déficit de 
heterocigotos en ciertos loci podría ser indicio de que el 
manejo de la pesquería no es el óptimo.  Dado que la 
endogamia tiende a reducir la adecuación de las poblacio-
nes naturales (Avise 2004) es importante darle un monito-
reo con estudios más robustos que incluyan más ejempla-
res y tomar medidas necesarias para evitarla.  
El futuro enfoque del manejo de la pesquería requiere 
preservar la variabilidad genética para la conservación del 
recurso, monitoreando a largo plazo los índices de 
endogamia y la heterocigosis dentro de las localidades, así 
como fomentar la conectividad y el flujo génico entre 
éstas.  El manejo a largo plazo debe considerar los posibles 
efectos del incremento en la temperatura oceánica sobre 
los patrones de distribución, desplazamiento y reproduc-
ción de esta especie. 
 
LITERATURA CITADA 
Avise, J.  2004.  Molecular Markers, Natural History and Evolution. 
Second Edition. Sinauer Associates, Sunderland, Massachusetts 
USA. 684 pp. 
Begg, G., K. Friedland, and J. Pearce.  1999.  Stock identification and its 
role in stock assessment and fisheries management: an overview. 
Fisheries Research 43:1–8. 
Glenn, T.C. and N.A. Schable.  2005.  Isolating microsatellite DNA loci. 
Method. Enzymology 395:202-222. 
Juárez, O.E., C. Rosas, and L. Arena.  2010.  Heterologous microsatellites 
reveal moderate genetic structure in the Octopus maya population. 
Fisheries Research 106(2):209-213. 
Norman, M.  2003.  Cephalopods a World Guide: Octopuses, Argonauts, 
Cuttlefish, Squid and Nautilus. Conch Books. Berlin, Germany. 274 
pp. 
Palsbøll, J., M. Bérubé, and F.W. Allendor.  2006.  Identification of 
management units using population genetic data. Trends in Ecology 
and Evolution 22(1):11-16.  
Rosas, C, C. Caamal, R. Cázares, D. Rodríguez, M. Romero, and D. 
Chay.  2006.  Manual preliminar para el cultivo del pulpo Octopus 
maya. Secretaría de Desarrollo Rural y Pesca, Gobierno de Yucatán, 
México.  
Shaw, P.W., G.J. Pierce, and P.R. Boyle.  1999.  Subtle population 
structuring within a highly vagile marine invertebrate, the veined 
squid Loligo forbesi demonstrated with microsatellite markers. 
Molecular Ecology 8:407-417. 
 
 


Variabilidad Genética e Identificación de la Unidad de Manejo de Octopus maya Usando Microsatélites Específicos

http://aquaticcommons.org/21401/1/GCFI_64-88.pdf

Variabilidad Genética e Identificación de la Unidad de Manejo de Octopus maya Usando Microsatélites Específicos

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