ABSTRACT
Abstract Genetic and phylogenetic relationships among seven piranha species of the genera Serrasalmus and Pygocentrus from the Paraná-Paraguay, São Francisco and Tocantins River basins were evaluated in the present study by partial sequences of two mitochondrial genes, Cytochrome b and Cytochrome c Oxidase I. Phylogenetic analysis of Maximum-Likelihood and Bayesian inference were performed. Results indicated, in general, greater genetic similarity between the two species of Pygocentrus (P. nattereri and P. piraya), between Serrasalmus rhombeus and S. marginatus and between S. maculatus, S. brandtii and S. eigenmanni. Pygocentrus nattereri, S. rhombeus and S. maculatus showed high intraspecific genetic variability. These species have each one, at least two different mitochondrial lineages that, currently, occur in sympatry (S. rhombeus) or in allopatry (P. nattereri and S. maculatus). Species delimitation analysis and the high values of genetic distances observed between populations of S. rhombeus and of S. maculatus indicated that each species may corresponds to a complex of cryptic species. The non-monophyletic condition of S. rhombeus and S. maculatus reinforces the hypothesis. The geographic distribution and the genetic differentiation pattern observed for the piranha species analyzed herein are discussed regarding the geological and hydrological events that occurred in the hydrographic basins.
Resumo Relações genéticas e filogenéticas de sete espécies de piranhas dos gêneros Serrasalmus e Pygocentrus das bacias hidrográficas Paraná-Paraguai, São Francisco e Tocantins foram avaliadas com base em sequências parciais dos genes mitocondriais Citocromo b e Citocromo c Oxidase I. Foram realizadas análises filogenéticas de Máxima Verossimilhança e de inferência Bayesiana. Os resultados indicaram, em geral, maior similaridade genética entre as duas espécies de Pygocentrus (P. nattereri e P. piraya), entre Serrasalmus rhombeus e S. marginatus e entre S. maculatus, S. brandtii e S. eigenmanni. Pygocentrus nattereri, S. rhombeus e S. maculatus revelaram ter alta variabilidade genética intraespecífica. Essas espécies têm, cada uma, pelo menos duas linhagens mitocondriais que, atualmente, ocorrem em simpatria (S. rhombeus) ou alopatria (P. nattereri e S. maculatus). Análises de delimitação de espécies e os altos valores de distância genética observados entre as populações de S. rhombeus e de S. maculatus indicam que cada espécie pode, na verdade, corresponder a um complexo de espécies crípticas. A condição não-monofilética de S. rhombeus e S. maculatus reforça essa hipótese. A distribuição geográfica e o padrão de diferenciação genética observados para as espécies de piranhas analisadas são discutidos com relação aos eventos geológicos e hidrológicos que ocorreram nas bacias hidrográficas.
Subject(s)
Animals , Characiformes , Paraguay , Phylogeny , Brazil , Bayes Theorem , RiversABSTRACT
Abstract Genetic and phylogenetic relationships among seven piranha species of the genera Serrasalmus and Pygocentrus from the Paraná-Paraguay, São Francisco and Tocantins River basins were evaluated in the present study by partial sequences of two mitochondrial genes, Cytochrome b and Cytochrome c Oxidase I. Phylogenetic analysis of Maximum-Likelihood and Bayesian inference were performed. Results indicated, in general, greater genetic similarity between the two species of Pygocentrus (P. nattereri and P. piraya), between Serrasalmus rhombeus and S. marginatus and between S. maculatus, S. brandtii and S. eigenmanni. Pygocentrus nattereri, S. rhombeus and S. maculatus showed high intraspecific genetic variability. These species have each one, at least two different mitochondrial lineages that, currently, occur in sympatry (S. rhombeus) or in allopatry (P. nattereri and S. maculatus). Species delimitation analysis and the high values of genetic distances observed between populations of S. rhombeus and of S. maculatus indicated that each species may corresponds to a complex of cryptic species. The non-monophyletic condition of S. rhombeus and S. maculatus reinforces the hypothesis. The geographic distribution and the genetic differentiation pattern observed for the piranha species analyzed herein are discussed regarding the geological and hydrological events that occurred in the hydrographic basins.
Resumo Relações genéticas e filogenéticas de sete espécies de piranhas dos gêneros Serrasalmus e Pygocentrus das bacias hidrográficas Paraná-Paraguai, São Francisco e Tocantins foram avaliadas com base em sequências parciais dos genes mitocondriais Citocromo b e Citocromo c Oxidase I. Foram realizadas análises filogenéticas de Máxima Verossimilhança e de inferência Bayesiana. Os resultados indicaram, em geral, maior similaridade genética entre as duas espécies de Pygocentrus (P. nattereri e P. piraya), entre Serrasalmus rhombeus e S. marginatus e entre S. maculatus, S. brandtii e S. eigenmanni. Pygocentrus nattereri, S. rhombeus e S. maculatus revelaram ter alta variabilidade genética intraespecífica. Essas espécies têm, cada uma, pelo menos duas linhagens mitocondriais que, atualmente, ocorrem em simpatria (S. rhombeus) ou alopatria (P. nattereri e S. maculatus). Análises de delimitação de espécies e os altos valores de distância genética observados entre as populações de S. rhombeus e de S. maculatus indicam que cada espécie pode, na verdade, corresponder a um complexo de espécies crípticas. A condição não-monofilética de S. rhombeus e S. maculatus reforça essa hipótese. A distribuição geográfica e o padrão de diferenciação genética observados para as espécies de piranhas analisadas são discutidos com relação aos eventos geológicos e hidrológicos que ocorreram nas bacias hidrográficas.
ABSTRACT
The objectives of this study were to standardize a PCR-RFLP genotyping method for the AY_731081:g.1900T>C SNP of the equine CD14 gene, and to characterize this SNP and two other polymorphisms (AY_005808: c.1530A>G of the TLR4 gene and AX_463789: g.133T>C of the Cε gene) in Mangalarga horses, in order to contribute to future studies investigating the association between DNA markers and traits related to immune system physiology in this breed. A total of 151 Mangalarga horses of both sexes and variable ages, representative of the population of São Paulo State, were used. PCR-RFLP was found to be adequate for genotyping of the AY_731081: g.1900T>C SNP of the equine CD14 gene. However, this polymorphism is probably not present in Mangalarga horses, thus impairing association studies using this marker in the breed. The population genetic parameters obtained for the TLR4 AY_005808:c.1530A>G and Cε AX_463789:g.133T>C polymorphisms suggest the use of these markers in association studies with immune system-related traits in Mangalarga horses.
Os objetivos deste trabalho foram a padronização da metodologia PCR-RFLP para genotipagem do SNP AY_731081:g.1900T>C do gene CD14 equino, bem como a caracterização em equinos da raça brasileira Mangalarga deste e de outros dois polimorfismos, o AY_005808: c.1530A>G do TLR4 e o AX_463789: g.133T>C do Cε, a fim de promover o embasamento necessário para futuras pesquisas visando à associação entre marcadores de DNA e características relacionadas à fisiologia do sistema imune na raça. Para tanto, foram utilizados 151 animais Mangalarga, de ambos os sexos e de idades variadas, representativos da população do estado de São Paulo. O método de PCR-RFLP mostrou-se adequado para a genotipagem do SNP AY_731081: g.1900T>C do gene CD14 equino. Entretanto, tal polimorfismo provavelmente não ocorre em equinos Mangalarga, impossibilitando estudos de associação com o marcador na raça. Os parâmetros genético-populacionais obtidos para os polimorfismos AY_005808:c.1530A>G do gene TLR4 e o AX_463789:g.133T>C do gene Cε demonstraram a possibilidade de realização de pesquisas.
Subject(s)
Animals , Horses/genetics , Polymorphism, Genetic , Genotyping Techniques/veterinary , Molecular Sequence Annotation/methods , Polymerase Chain Reaction/veterinaryABSTRACT
Pseudoplatystoma corruscans (Spix and Agassiz, 1829) and Pseudoplatystoma reticulatum (Eingenmann and Eigenmann, 1889) are large migratory catfishes of high biological importance and great commercial value in South America. Because fertile crossbreeds can be artificially produced in hatcheries, a high genetic proximity between these two Pimelodidae species is conceivable. Possible escape of crossbred specimens from pisciculture stations is a serious environmental concern. Despite their importance, knowledge of P. corruscans and P. reticulatum biology, ecology, population diversity and genetics is limited. In the present work, the genetic divergence between P. corruscans and P. reticulatum populations from the Paraná River Basin was analyzed on the basis of polymorphisms in ISSR fragments and in the hypervariable sequence of the mitochondrial DNA (mtDNA) control region. Estimates of intraspecific haplotype (h > 0.5) and nucleotide diversities (π < 0.01) indicate that P. corruscans and P. reticulatum have survived a historical population decline, followed by a demographic expansion. The interspecific polymorphisms within the mtDNA control region and ISSR fragments were suitable as diagnostic molecular markers and could be used to discriminate the two species. A unique Pseudoplatystoma specimen, captured in the Upper Paraná River Floodplain, was identified by these DNA diagnostic markers as a hybrid P. reticulatum x P. corruscans, which possibly escaped from pisciculture. The integrity of the natural population of P. corruscans in the Upper Paraná River is at risk of genetic introgression or homogenization due to the presence of hybrids and the transposition of P. reticulatum upstream through the Canal da Piracema at Itaipu Dam. Data presented herein improve the understanding of the genetic relatedness between P. corruscans and P. reticulatum and represent potential tools for future programs of conservation and surveillance of genetic ...
Pseudoplatystoma corruscans Spix e Agassiz, 1829 e Pseudoplatystoma reticulatum Eigenmann e Eigenmann, 1889 são peixes migratórios de grande porte, com alta importância biológica e elevado valor comercial na América do Sul. Híbridos férteis são obtidos em cativeiro e, portanto, é esperada alta proximidade genética entre essas duas espécies de Pimelodidae. Escapes de espécimes híbridos a partir de estações de piscicultura representam um sério problema ambiental. Apesar da sua importância, conhecimentos sobre a biologia, ecologia, diversidade de populações e genética de P. corruscans e P. reticulatum são escassos. No presente trabalho, foi avaliada a divergência genética entre P. corruscans e P. reticulatum da Bacia do Rio Paraná, com base em fragmentos ISSR e na seqüência D-loop do DNA mitocondrial (mtDNA). As estimativas das diversidades intra-específicas haplotípica (h > 0,5) e nucleotídica (π < 0,01) evidenciaram que P. corruscans e P. reticulatum sobreviveram a um declínio populacional histórico, seguido de expansão demográfica. Os polimorfismos interespecíficos no mtDNA e nos fragmentos ISSR foram eficientes para diagnósticos e discriminaram as duas espécies. Um espécime de Pseudoplatystoma capturado na planície de inundação do Alto Rio Paraná foi identificado com esses marcadores moleculares como híbrido P. reticulatum x P. corruscans, que possivelmente escapou de psicicultura. A integridade da população de P. corruscans no Alto Rio Paraná está ameaçada, por introgressão ou homogeneização genética, pela presença de híbridos e pela transposição para montante de P. reticulatum através do Canal da Piracema em Itaipu. Os dados apresentados constituem um avanço na compreensão do parentesco entre P. corruscans e P. reticulatum e representam ferramentas em potencial para programas de conservação biológica, incluindo o monitoramento de introgressão e de integridade genética das populações.