Phylogeography of the banded butterflyfish, Chaetodon striatus, indicates high connectivity between biogeographic provinces and ecosystems in the western Atlantic

Among the four butterflyfishes of the genus Chaetodon present in the western Atlantic, the banded butterflyfish Chaetodon striatus has the largest distribution range, spanning 44 degrees of latitude (from Massachusetts, USA to Santa Catarina, Brazil). Although the ecology of the banded butterflyfish has been well studied over its entire range, nothing is known about its phylogeography and how biogeographic barriers structure its populations. To assess the level of genetic connectivity among populations from distinct biogeographic provinces and environmental conditions, we collected samples from seven localities: Puerto Rico, in the Caribbean, and Tamandaré, Salvador, Abrolhos, Trindade Island, Arraial do Cabo and Florianópolis, in Brazil. One nuclear (rag 2) and two mitochondrial (control region and cyt b) molecular markers were sequenced. Our findings are consistent with a recent population expansion, around 30-120 thousand years ago, which was found for all populations. Haplotype network analyses point to the Caribbean as a refugium before the population expansion. Results show no geographic pattern of genetic diversity. Indeed, a lack of population structure was found and no isolation was observed across oceanographic barriers, as well as between coral and rocky reef ecosystems. Furthermore, no directionality in the migration pattern was found among populations. Since ecological and environmental characteristics are very diverse across such a vast geographic range, the lack of genetic differentiation suggests that C. striatus evolved ecological plasticity rather than local adaptation in the western Atlantic.(AU)

O peixe-borboleta listrado, Chaetodon striatus, possui a maior distribuição geográfica dentre as quatro espécies de peixes-borboleta do gênero Chaetodon presentes no Oceano Atlântico Ocidental, abrangendo 44° de latitude (entre Massachusetts, EUA até o sul do Brasil). A ecologia alimentar desta espécie é bastante conhecida, considerando a ampla distribuição, porém, pouco se sabe sobre a filogeografia e como as barreiras biogeográficas estruturam as populações. Para acessar a conectividade genética entre as populações de diferentes províncias biogeográficas e diferentes condições ambientais, foram coletadas amostras de sete localidades: Porto Rico, no Caribe, e Tamandaré, Salvador, Abrolhos, Ilha da Trindade, Arraial do Cabo e Florianópolis, no Brasil. Foram sequenciados um gene nuclear (rag 2) e dois genes mitocondriais (região controle e cit B). Para todas as populações, foi identificada uma expansão populacional recente, em torno de 30-120 mil anos atrás. A análise de rede de haplótipos sugere que o Caribe serviu como refúgio antes desta expansão populacional. Os resultados indicam que não há padrão geográfico de diversidade genética. Apesar da existência de barreiras oceanográficas e diferenças na constituição dos recifes (rochosos e coralíneos), não foi encontrada estruturação populacional. Também, não encontramos padrão na direção de migração entre as populações. Os resultados sugerem que C. striatus apresenta plasticidade ecológica, uma vez que não há diferenciação genética entre as populações que habitam ecossistemas tão diferentes ao longo da ampla distribuição no Atlântico Ocidental.(AU)

Comparison on DNA barcodes of nuclear and chloroplast gene fragments in Rehmannia Libosch. ex Fisch. et Mey. (Rehmanniaceae) / 中草药

Objective: To compare the usage of single-copy nuclear genes (SCNGs), chloroplast gene fragments and internal transcribed spacer (ITS) as DNA barcodes in plants of Rehmannia Libosch. ex Fisch. et Mey. and elucidate the interspecific relationships in the genus. Methods: Distance and tree-based methods were performed to analyze 12 SCNGs, six cpDNA regions, and ITS fragment in 13 populations of Rehmannia Libosch. ex Fisch. et Mey. Neighbor-joining tree was constructed to investigate the relationships among the species. Results: CpDNA regions (matK and rbcL) and SCNGs had lower identification rates than others, especially ITS. Multiple DNA barcodes combination would be helpful to improve the species identification rate. The NJ tree indicated that R. glutinosa and R. solanifolia were clustered together, other species in the genus were monophyletic, and R. piasezkii was the basal group. Conclusion: ITS should be used as the core barcode in the genus while psbA-trnH, trnL-F, trnM-V, and trnS-G would be considered as the candidates, and nuclear genes R255 and R257 might be utilized as unique barcode for the identification of R. glutinosa. The origin of tetraploid species (R. glutinosa and R. solanifolia) still remains unknown and further works should be done to solve the question.

Molecular identification of intergenus crosses involving catfish hybrids: risks for aquaculture production

Monitoring of the interspecific hybrid production and trade is essential for the appropriate management of these animals in fish farms. The identification of catfish hybrids by morphological analysis is unreliable, particularly of juveniles and post-F1 individuals. Therefore, in the present study, we used five molecular markers (four nuclear genes and one mitochondrial gene) to detect hybrids in the trade of pimelodid juvenile fish from different stocks purchased of five seed producers in Brazil. Samples commercialized as pintado (pure species Pseudoplatystoma corruscans ) from three fish farms were genetically identified as hybrid cachapinta ( P. reticulatum x P. corruscans ). In the stocks purchased as cachandiá (hybrid between P. reticulatum x Leiarius marmoratus ) and cachapira (hybrid between P. reticulatum x Phractocephalus hemioliopterus ), we suggested the occurrence of intergenus crosses involving the hybrid cachapinta, which was used instead of the pure species P. reticulatum . The problems involving the hybrid cachapinta production were discussed in the present study, especially because these animals have caused genetic contamination and threatened the genetic integrity of natural and cultivated populations. In order to improve the surveillance of the production and provide criteria for the correct management of catfish hybrids, genetic markers has become an excellent alternative to the morphological identification, including juveniles or post-F1 generations.

O monitoramento da produção e comércio de híbridos interespecíficos é essencial para o manejo adequado desses animais em pisciculturas. A identificação de híbridos de bagres por análise morfológica não é confiável, especialmente de juvenis e indivíduos pós-F1. Portanto, no presente estudo, cinco marcadores moleculares (quatro genes nucleares e um gene mitocondrial) foram utilizados para detectar híbridos no comércio de juvenis pimelodídeos de diferentes estoques, comprados de cinco produtores de alevinos no Brasil. As amostras comercializadas como pintado (espécie pura Pseudoplatystoma corruscans ) foram geneticamente identificadas como híbrido cachapinta ( P. reticulatum x P. corruscans ). Nos estoques comprados como cachandiá (híbrido entre P. reticulatum x Leiarius marmoratus ) e cachapira (híbrido entre P. reticulatum x Phractocephalus hemioliopterus ), sugere-se a ocorrência de cruzamentos intergêneros envolvendo o híbrido cachapinta, que foi usado ao invés da espécie pura P. reticulatum . Os problemas envolvendo a produção de cachapinta foram discutidos no presente estudo, especialmente porque estes animais têm causado contaminação genética e ameaçado a integridade genética das populações naturais e cultivadas. Com o intuito de melhorar a fiscalização da produção e fornecer critérios para o manejo correto dos híbridos de bagre, marcadores genéticos têm se tornado uma excelente alternativa para a identificação morfológica, incluindo juvenis ou gerações pós-F1.