Variabilidad genética del pez Lutjanus guttatus (Perciformes: Lutjanidae) mediante el uso de microsatélites en Costa Rica / Genetic variability of the fish Lutjanus guttatus (Perciformes: Lutjanidae) using microsatellites in Costa Rica

Introducción: El pargo mancha es un pez marino de alto consumo e interés comercial en Costa Rica que está sometido a una fuerte presión pesquera, la cual puede afectar la diversidad genética y generar problemas por depresión endogámica. Objetivo: Evaluar el estado genético de la población de Lutjanus guttatus mediante el uso microsatélites. Métodos: Se recolectaron muestras entre el 2018 y 2019 y se estudiaron 44 individuos de cada una de las localidades del Golfo de Nicoya y Golfo Dulce. Se realizó la extracción de ADN y la amplificación de diez loci con microsatélites mediante PCR, para la determinación del genotipo, análisis de diversidad genética y estructura poblacional. Resultados: Los parámetros de diversidad indican un elevado polimorfismo asociado con un alto número de alelos obtenidos por locus, pero con bajos niveles de heterocigosidad observada en comparación con la esperada (Ho= 0.774 y 0.800 y He= 0.948 y 0.954 para Golfo de Nicoya y Golfo Dulce, respectivamente). No hay evidencia suficiente para decir que las dos poblaciones son distintas (FST= 0.00264, P > 0.05). La desviación del Equilibrio de Hardy-Weinberg indica la posible mezcla de organismos de origen distinto a los del medio silvestre. Conclusiones: L. guttatus tiene niveles altos de diversidad genética, no hay evidencia de diferenciación en subpoblaciones genéticas, lo que en manejo pesquerías se considera una sola población panmíctica. La posible mezcla de individuos de origen distinto al silvestre sugiere la presencia de organismos de un programa de repoblación o de cultivos comerciales en la región. El uso de marcadores genéticos se recomienda para el monitoreo, además, en programas de repoblación y evaluar su efecto.

Introduction: The spotted snapper is a high-consumption and commercially important marine fish in Costa Rica, subjected to heavy fishing pressures, which can affect genetic diversity and generate problems due to inbreeding depression. Objective: To evaluate the genetic status of the population of Lutjanus guttatus using microsatellites. Methods: Samples were collected between 2018 and 2019, and 44 individuals from each of the localities of the Gulf of Nicoya and the Gulf of Dulce were studied. DNA extraction and amplification of ten loci with microsatellites using PCR were performed, followed by genotyping, analysis of genetic diversity, and population structure. Results: Diversity parameters indicate a high polymorphism associated with a high number of alleles obtained per locus, but with low levels of observed heterozygosity compared to expected (Ho= 0.774 and 0.800, and He= 0.948 and 0.954 for the Gulf of Nicoya and Gulf of Dulce, respectively). There is not enough evidence to say that the two populations are distinct (FST= 0.00264, P > 0.05). Deviation from Hardy-Weinberg equilibrium was recorded, indicating possible mixing of organisms of different origin from the wild environment. Conclusions: L. guttatus presents high levels of genetic diversity, without evidence of differentiation in genetic subpopulations. For fisheries management purposes, they would be considered a single panmictic population. The possible mixing with wild individuals suggests the presence of organisms derived from a restocking or commercial cultivation program carried out in the region. The use of genetic markers is recommended to maintain monitoring, follow up on restocking programs and evaluate their effect.

Genetic tracing of farmed shrimp (Decapoda: Penaeidae) in wild populations from a main aquaculture region in Mexico / Rastreo genético de camarón de cultivo (Decapoda: Penaeidae) en poblaciones silvestres de la principal región de cultivo de México

Abstract Release or escapes of aquaculture organisms may impact the genetic composition and variability of wild populations, leading to diverse issues that may compromise long-term wild stock fitness. Therefore, it is relevant to determine if farmed stocks are currently interacting with wild populations. Shrimp farming is an aquaculture activity taking place along the tropical Pacific coast of the Americas, and represents the most important culture business of Northwestern Mexico. In this study, wild and farmed whiteleg shrimp Litopenaeus vannamei from the State of Sinaloa were genetically evaluated to determine admixture levels. A newly developed set of 14 microsatellite markers (mean number of alleles per locus 11.8, and 0.836 expected heterozygosity) was obtained by Next Generation Sequencing to characterize samples. Sampling consisted of 32 wild shrimps collected during three years (2002, 2012, and 2013) and three different sites, and two hatchery stocks from 2007. No significant differences were observed among years in the wild samples, but cluster analyses showed that hatchery-produced individuals were different from wild specimens. Deviations from Hardy-Weinberg Equilibrium and genotype assignment tests indicated that a fraction from each sample could contain individuals from hatchery origin. Even though the estimated fraction of escaped farmed individuals in the most recent samples (2012-2013; mean = 7.1 %) is considered of low genetic risk, management recommendations for hatcheries and farms were provided. Besides, the reasons that explain the intended and unintended farmed shrimp release into the wild were discussed. Rev. Biol. Trop. 66(1): 381-393. Epub 2018 March 01.

Resumen La liberación o escape de lotes de cultivo pueden impactar la composición y variabilidad genética de las poblaciones silvestres, dando lugar a diversos problemas que pueden comprometer la eficacia biológica a largo plazo. Por lo tanto, es relevante determinar si las poblaciones de cultivo se encuentran actualmente interactuando con las poblaciones silvestres. El cultivo de camarón es una actividad de acuicultura que tiene lugar a lo largo de la costa del Pacífico tropical de América, y es la más importante en el noroeste de México. En este estudio, el camarón blanco Litopenaeus vannameisilvestre y de cultivo proveniente del Estado de Sinaloa, México, fueron evaluados genéticamente para determinar los niveles de mezcla. Se desarrolló un lote de 14 marcadores microsatélites nuevos (número de alelos promedio por locus de 11.8 y heterocigosidad esperada promedio de 0.836), mediante secuenciación de nueva generación, para la caracterización de las muestras. El muestreo consistió en camarón silvestre recolectado durante tres años (2002, 2012 y 2013) y dos lotes de unidades productoras de larva del 2007. No se observaron diferencias significativas entre años en las muestras silvestres, pero el análisis de agrupamiento indicó que los lotes de las unidades productoras de larva fueron distintos a los ejemplares silvestres. Desviaciones del equilibrio de Hardy-Weinberg y los análisis de asignación de genotipos indicaron que una fracción de cada una de las muestras silvestres podría contener individuos originados del larvicultivo. Se discuten las razones que explican la liberación de camarón de cultivo intencional y no intencional al medio silvestre. Aun cuando la fracción estimada de individuos de origen de cultivo en las muestras silvestres más recientes (2012-2013; promedio = 7.1 %) se considera de bajo riesgo, se dan recomendaciones de manejo para unidades de larvicultura y granjas de cultivo.

Relationship between apoptosis and the BH2 domain sequence of the VP5 peptide of infectious pancreatic necrosis virus / Relación entre apoptosis y secuencia del dominio BH2 del peptido VP5 del virus de la necrosis pancreatica infecciosa

Objective. To determine whether the level of apoptosis induced by infectious pancreatic necrosis virus (IPNV) is related to the amino acid sequence of the BH2 domain of the VP5 protein and the level of infectivity. Materials and methods. Three IPNV strains were used, the VP2 protein gene was amplified for genotyping and the VP5 sequence was also obtained. The infectivity of the strains was calculated using the viral titer obtained at 12, 24, 36 and 45 hpi in CHSE-214 cells. The percentage of apoptosis in infected cells was visualized by TUNEL assay and immunohistochemistry (caspase 3 detection). Results. The V70/06 and V33/98 strains corresponded to genotype Sp, while V112/06 to VR-299; the amino acid analysis of the V70/06 strain allows its classification as middle virulent strain and V33/98 and V112/06 strains as low virulent ones; infection with the V112/06 strain produced a lower viral titer (p<0.05). The VP5 gene of the 3 strains showed four homologous domains to Bcl-2, however, the BH2 domain was truncated in V70/06 and V33/98 (12 kDa), being complete (15kDa) in V112/06, which also showed the Trp155 residue, equivalent to Trp188 considered as a critical factor for the function of Bcl-2. The average apoptosis was below 12%, showing no differences between strains (p>0.05). Conclusions. The results showed that the differences in the BH2 sequence of the VP5 protein, infectivity and the VP2 sequence are not associated with the modulation of apoptosis.

Objetivo. Determinar si el nivel de apoptosis inducido por cepas del virus de la necrosis pancreática infecciosa (IPNV) tiene relación con la secuencia aminoacídica del dominio BH2 de la proteína VP5 y el nivel de infectividad. Materiales y métodos. Se utilizaron tres cepas de IPNV; el gen de la proteína VP2 fue amplificado para genotipificación y se obtuvo la secuencia de VP5. La infectividad de las cepas se calculó mediante el título viral obtenido a 12, 24, 36 y 45 hpi en células CHSE-214. Los porcentajes de apoptosis en células infectadas se visualizaron mediante ensayo TUNEL e inmuno-histoquímica (detección de caspasa 3). Resultados. Las cepas V70/06 y V33/98 correspondieron a genotipo Sp, mientras que V112/06 a VR-299; el análisis aminoacídico relacionó a V70/06 como cepa de mediana virulencia y a V33/98 y V112/06 de baja virulencia; la infección con V112/06 produjo menor título viral (p<0.05). El gen VP5 de las 3 cepas presentó los cuatro dominios homólogos a Bcl-2; sin embargo, el dominio BH2 fue truncado en V70/06 y V33/98 (12 kDa); siendo completo (15kDa) en V112/06, que además, presentó el residuo Trp155, equivalente a Trp188 considerado factor crítico para la función de Bcl-2. El promedio de apoptosis fue inferior a 12%, no se observaron diferencias entre cepas (p>0.05). Conclusiones. Los resultados mostraron que las diferencias en la secuencia de BH2 de la proteína VP5, la infectividad y en la secuencia de la proteína VP2 no están asociadas con la modulación de apoptosis.

Geographical variation in the genetic diversity and composition of the endangered Queen Conch Strombus gigas (Mesogastropoda: Strombidae) from Yucatán, México

In Mexico and elsewhere in the Caribbean, the queen conch Strombus gigas is an endangered species. Understanding the genetic connectivity of their populations will support management strategies for long term conservation of the species. Genetic diversity and population differentiation was assessed from samples collected at Banco Chinchorro and Isla Cozumel in the Mexican Caribbean and at Arrecife Alacranes in the Gulf of Mexico. Samples were obtained from the commercial capture at Banco Chinchorro (n=50) and Isla Cozumel (n=40) on March 2004. On November 2004, a non-invasive method for the Arrecife Alacranes sampling was applied, taking the hemolymph of live animals (n=65) and releasing them to the wild. The mitochondrial DNA variation at two genes (COI and Cyt-b) was analyzed. Genetic diversity at the three locations ranged between 0.55-0.65 in COI and 0.87-0.94 in Cyt-b, showing no bottleneck evidences. A non-significant fixation index (F ST=0.019, p=0.161) and a Maximum Parsimony Network tree that did not show particular clades associated with any of the geographical locations, suggested a lack of statistically significant genetic differentiation among populations. Nevertheless, the cline patterns observed in both genetic diversity and haplotypic frequencies from Banco Chinchorro through Arrecife Alacranes, and the larger genetic distance between these locations from those between Isla Cozumel, Banco Chinchorro and Arrecife Alacranes, suggest the possibility of a pattern of isolation-by distance. The role of the main current systems over the potential genetic differences in S. gigas populations along the Mexican Caribbean, and the conservation management of S. gigas at these locations as discrete units is discussed. Rev. Biol. Trop. 59 (3): 1115-1126. Epub 2011 September 01.

El caracol rosado Strombus gigas es una especie amenzada en México y otros sitios del Caribe. Su conservación a largo plazo requiere la comprensión de la conectividad entre sus poblaciones. En este estudio se evaluó la diversidad y diferenciación genética de muestras recolectadas en tres sitios del Caribe y Golfo de México adyacentes a la Península de Yucatán. Las muestras se obtuvieron de la captura comercial en Banco Chinchorro (n=50) e Isla Cozumel (n=40) en marzo de 2004. En noviembre de 2004 se obtuvieron muestras de Arrecife Alacranes (n=65) de animales vivos, mediante un método no invasivo diseñado para la obtención de hemolinfa; los organismos muestreados se liberaron de vuelta al medio natural. Se analizó la diversidad genética de dos genes del ADN mitocondrial (COI y Cyt-b). La diversidad genética en las tres localidades varió entre 0.55 - 0.65 en COI y 0.87 - 0.94 en Cyt-b no indicando reducción por cuello de botella. Un índice de fijación no significativamente diferente de cero (F ST=0.019, p=0.161) y un árbol en Red de Máxima Parsimonia que no mostró clados particulares asociados con localidades específicas, sugiere que no hay diferencias genéticas significativas entre sitios. Sin embargo, los patrones clinales observados en la diversidad genética y en las frecuencias haplotípicas, así como la mayor distancia genética registrada entre las localidades más alejadas (Banco Chinchorro y Arrecife Alacranes) sugiere un posible un patrón de aislamiento por distancia. Se discute el papel de los sistemas de corrientes principales del Caribe mexicano sobre la posible diferenciación genética de S. gigas. Asimismo, se discute el manejo de las localidades estudiadas como unidades discretas.