Genetic diversity of Piracanjuba populations in fish stocking programs in the Tietê River, Brazil / Diversidad genética de poblaciones de Piracanjuba del programa de repoblamiento del Río Tietê, Brasil / Diversidade genética de populações de Piracanjuba do programa de repovoamento do Rio Tietê, Brasil

Abstract Background: Piracanjuba (Brycon orbignyanus) is a fish species highly affected by anthropogenic actions such as overfishing, water pollution, and hydroelectric developments. This species is currently considered in danger of extinction. Objective: To analyze the genetic diversity of a natural population (NP) and two captive broodstocks (SA and SB) of B. orbignyanus. Methods: Samples of caudal fins (NP: 24, SA: 30, and SB: 30) were collected. DNA was extracted and amplified for six RAPD primers and four microsatellite loci. Results: Sixty polymorphic fragments and 17 microsatellite alleles were detected. High intrapopulation heterozygosity (NP: 0.692, SA: 0.724, and SB: 0.686) was observed. Thirty-eight fragments and six alleles were shared among NP, SA, and SB. The FIS and Shannon's Index of diversity revealed a lack of inbreeding within groups. AMOVA analyses and FST indicated very high (NP vs SA and SB) and small (SA vs SB) genetic differentiation, confirmed by genetic distance and identity, number of migrants and a dendrogram, which revealed the formation of two genetic groups. Conclusions: The two marker types showed similar variability. The groups have adequate genetic variability, with high differentiation between NP and SA-SB, and similarity between broodstocks.

Resumen Antecedentes: Piracanjuba (Brycon orbignyanus) es una especie de pez fuertemente impactada por acciones antrópicas como sobrepesca, contaminación del agua y proyectos hidroeléctricos. Esta especie está considerada en peligro de extinción. Objetivo: Analizar la diversidad genética de una población natural (NP) y de dos lotes de reproductores (SA y SB) de B. orbignyanus en cautiverio. Métodos: Se colectaron 84 muestras de aleta caudal (NP: 24, SA: 30 y SB: 30). El ADN fue extraído y amplificado para seis cebadores RAPD y cuatro loci microsatélites. Resultados: Se obtuvieron 60 fragmentos polimórficos y 17 alelos microsatélites. Se observó alta heterocigosidad intra-poblacional (NP: 0,692; SA: 0,724 y SB: 0,686). Treinta y ocho fragmentos y seis alelos fueron compartidos entre NP, SA y SB. Los valores de FIS e índice de Shannon mostraron ausencia de endogamia entre los grupos. Los análisis de ANOVA y FST indicaron alta (NP vs SA y SB) y pequeña (SA vs SB) diferenciación genética; resultados confirmados por la distancia e identidad genética, número de migrantes y dendograma, evidenciando la formación de dos grupos genéticos. Conclusiones: Los grupos poseen adecuada variabilidad genética, con alta diferenciación entre NP vs SA-SB y similitud entre los lotes de reproductores.

Resumo Antecedentes: Piracanjuba (Brycon orbignyanus) é uma espécie peixe fortemente impactada por ações antrópicas como sobrepesca, poluição e construção de hidrelétricas. Atualmente, essa espécie engloba a lista de peixes que correm perigo de extinção. Objetivo: Analisar a diversidade genética de uma população natural (NP) e de dois estoques de reprodutores em cativeiro (SA e SB) de B. orbignyanus. Métodos: Foram coletadas amostras de nadadeira caudal de 84 indivíduos (NP: 24, SA: 30 e SB: 30). O DNA foi extraido e amplificado para seis primers RAPD e quatro loci microssatélites. Resultados: Foram obtidos 60 fragmentos polimórficos e 17 alelos microssatélites. Foi observada uma alta heterozigosidade intra-populacional (NP: 0,692; SA: 0,724 e SB: 0,686). Trinta e oito fragmentos e seis alelos foram compartilhados entre NP, SA e SB. Os valores de FIS e índice de Shannon demonstraram ausência de endogamia entre os grupos. As análises de AMOVA e FST indicaram alta (NP vs SA e SB) e pequena (SA vs SB) diferenciação genética, resultados confirmados pela distância e identidade genética, número de migrantes e dendrograma, que evidenciaram a formação de dois grupamentos genéticos. Conclusões: Os grupos possuem adequada variabilidade genética, com alta diferenciação entre NP e SA-SB e similaridade entre os estoques de reprodutores.

Cross-amplification of heterologous microsatellite markers in Piracanjuba / Amplificação cruzada de marcadores microssatélites heterólogos em piracanjuba

ABSTRACT: Brycon orbignyanus, popularly known in Brazil as piracanjuba, is a fish with great economic value but whose natural population drastically decreased in number during the last years. In this context, genetic variability studies of natural stocks and in restocking programs are fundamental for the adoption of conservation measures. Current analysis verifies the cross-amplification of heterologous primers in B. orbignyanus. Fifty-two primers of the species Brycon opalinus, Brycon hilarii, Brycon insignis, Prochilodus sp., Piaractus mesopotamicus, Colossoma macropomum and Oreochromis niloticus were tested. Primers with the best reproducibility were applied to a sample of 20 individuals and the genetic parameters were calculated. Nine primers provided good results for cross-amplification with B. orbignyanus, involving (BoM5 and BoM13) of Brycon opalinus, (Bh5, Bh6, Bh8, Bh13 and Bh16) of Brycon hilarii, (Bc48-10) of Brycon insignis and (Par80) of Prochilodus argenteus. Primers of Piaractus mesopotamicus, Colossoma macropomum and Oreochromis niloticus failed to provide amplification or provided non-specificity. Results demonstrated the possibility of using primers of different species and genera of B. orbignyanus, facilitating genetic studies on the species.

RESUMO: A piracanjuba (Brycon orbignyanus) é um peixe de grande valor econômico que nos últimos anos tem apresentado uma redução drástica em suas populações naturais. Nesse contexto, estudos de variabilidade genética dos estoques naturais e nos programas de repovoamento são fundamentais para adoção de medidas conservacionistas. O objetivo do presente trabalho foi verificar a amplificação cruzada de primers heterologos em B. orbignyanus. Foram avaliados um total de 52 primers das espécies Brycon opalinus, Brycon hilarii, Brycon insignis, Prochilodus sp., Piaractus mesopotamicus, Colossoma macropomum e Oreochromis niloticus. Os primers com melhor reprodutibilidade foram aplicados a uma amostra de 20 indivíduos e os parâmetros genéticos foram calculados. Nove primers apresentaram resultados satisfatórios de amplificação cruzada com B. orbignyanus, sendo das espécies Brycon opalinus (BoM5 e BoM13), Brycon hilarii (Bh5, Bh6, Bh8, Bh13 e Bh16), Brycon insignis (Bc48-10) e Prochilodus argenteus (Par80). Os primers de Piaractus mesopotamicus, Colossoma macropomum e Oreochromis niloticus não apresentaram amplificação ou apresentaram inespecificidade. Os resultados revelaram a possibilidade da utilização de primers de diferentes espécies e gênero em B. orbignyanus, o que facilita a realização de estudos genéticos nessa espécie.

Genetic variability of broodstocks of restocking programs in Brazil / Variabilidad genética de lotes de reproductores de programas de repoblación en Brasil

Objective. The aim of this study was evaluate the genetic diversity of the following broodstocks: piapara (Leporinus elongatus), dourado (Salminus brasiliensis), jundiá (Rhamdia quelen) and cachara (Pseudoplatystoma fasciatum) already useful for restocking programs in the Paranapanema, Iguaçu and Paraná Brazilian Rivers. Materials and methods. Samples from the caudal fin of 122 fish were analyzed. DNA was extracted by NaCl protocol. PCR products were separated by a horizontal agarose gel electrophoresis. The fragments were visualized by staining with ethidium bromide. Results. The amplification of 25 primers generated different fragments in studied species that allowed characterizing 440 fragments of 100-2900 bp. High percentage of polymorphic fragments (66.67 to 86.29), Shannon index (0.365 to 0.486) and genetic diversity of Nei (0.248 to 0.331) were detected. Conclusions. The level of genetic variability in the broodstocks was adequate for allowing their use in restocking programs in the studied Rivers. However, periodical monitoring studies of genetic variability in these stocks, the mating system, reproductive system and general management must be made to guarantee the preservation of wild populations.

Objetivo. El objetivo de este estudio fue evaluar la diversidad genética de los siguientes lotes de reproductores: piapara (Leporinus elongatus), dourado (Salminus brasiliensis), jundiá (Rhamdia quelen) y cachara (Pseudoplatystoma fasciatum) utilizados para programas de repoblación en los ríos brasileños Paranapanema, Iguaçu y Paraná. Materiales y métodos. Muestras de aleta caudal de 122 peces fueron analizadas. El ADN fue extraído por el protocolo de NaCl. Los productos de PCR fueron separados por electroforesis horizontal en gel de agarosa. Los fragmentos fueron visualizados por marcación con bromuro de etidio. Resultados. La amplificación de los 25 iniciadores produjo diferentes fragmentos en las especies estudiadas que permitieron caracterizar 440 fragmentos de 100 a 2900 pb. Fueron detectados un alto porcentaje de fragmentos polimórficos (66.67 a 86.29), de índice de Shannon (0.365 a 0.486) y de diversidad genética de Nei (0.248 a 0.331). Conclusiones. El nivel de variabilidad genética en los lotes de reproductores fue adecuado para su utilización en programas de repoblación en los ríos estudiados. Sin embargo, estudios de monitoreo periódico de la variabilidad genética en esos lotes, del sistema de cruzamiento, del sistema reproductivo y del manejo general deben ser realizados para garantizar la preservación de las populaciones naturales.