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
A diversidade genética entre três linhagens de codorna (Coturnix japônica) foi avaliada utilizando-se a técnica de random amplified polymorphic DNA (RAPD). As linhagens selecionadas para produção de ovos foram identificadas como amarela, azul e vermelha por meio de anilhas no pé esquerdo. Seis primers de RAPD amplificaram 55 loci, os quais geraram padrão de bandas intensa e reproduzível em gel de agarose. Os resultados indicaram polimorfismos dentro e entre as linhagens. A similaridade de Jaccard média e o índice de diversidade Shannon revelaram alta diversidade dentro das linhagens de codornas. O teste de Mantel por meio do algoritmo unweighted pair-group method using arithmetic average (UPGMA) e a dispersão de coordenadas principais indicaram diferenciação genética significativa, embora em baixo nível. Os resultados sugerem que a diversidade genética dentro e entre as linhagens de codornas da Universidade Estadual de Maringá são promissoras para uso em programas de melhoramento.
The genetic diversity among three lineages of quail (Coturnix japonica) was evaluated by the random amplified polymorphic DNA (RAPD) technique. The lineages were selected for egg production and identified with a yellow, blue, or red ring fasten on their left foot. Six selected RAPD primers amplified 55 loci, which generated intense and reproducible bands on agarose gel. The results indicated polymorphism within and among the lineages. The Jaccard similarity average and the Shannon diversity index revealed high diversity values within the quail lineages. The Mantel test, unweighted pair-group method using arithmetic average (UPGMA) algorithm and dispersion of principal coordinates indicated significant genetic differentiation, although at low levels. Overall, the results suggest that the genetic diversity within and among the quail lineags from the State Universidade Estadual de Maringá are promising for use in breeding programs.
Subject(s)
Animals , Coturnix/genetics , Genetic Variation , Random Amplified Polymorphic DNA TechniqueABSTRACT
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.
Subject(s)
Animals , Catfishes/genetics , DNA, Mitochondrial/genetics , Genetics, Population , Polymerase Chain Reaction , Polymorphism, Genetic/genetics , RiversABSTRACT
Brycon pesu is a small-sized fish distributed throughout the Amazon and Orinoco Basins and other coastal basins of northeastern South America. Brycon cf. pesu specimens from the Araguaia-Tocantins Basin are currently separated into two morphotypes, Brycon sp1 and Brycon sp2, owing to different coloration of their anal fin. Brycon sp2 has a reddish margin stripe on the anal fin which morphologically distinguishes it from Brycon sp1. In the present research, nuclear and mitochondrial markers were used to test the hypothesis that the Brycon sp1 and Brycon sp2 morphotypes are distinct species. Specimens from the two morphotypes were collected from the Lajeado Hydroelectric Plant and the Palmas River in the Araguaia-Tocantins Basin. Thirty-five loci obtained by the amplification of five inter-simple sequence repeat primers were analyzed but no species-specific bands were detected. Electrophoretic profiles obtained from 5S rDNA non-transcribed spacer amplification failed to show any differentiation in morphotypes. These results were corroborated by nucleotide sequence analysis of the mtDNA control region, in which 24 polymorphic nucleotide sites, representing a polymorphism rate of only 5%, were detected. The low rates of polymorphism detected by inter-simple sequence repeat, non-transcribed spacer and mtDNA D-loop markers strongly reject the hypothesis that the two morphotypes Brycon sp1 and Brycon sp2 represent distinct species within Brycon cf. pesu. Further studies are needed to obtain conclusive data on the notion that the coloration of the anal fin is an intraspecific polymorphism, possibly related to environmental factors.