Genetic diversity and aquaculture conservation for a threatened Neotropical catfish

Due to the ecological importance of Lophiosilurus alexandri, the present work evaluated its genetic representativeness by comparing wild stocks to broodstocks that were kept at three restocking hatcheries along the São Francisco River. A total of 97 samples were genotyped for newly developed microsatellite markers. Low levels of genetic diversity (average alleles number of 4.2 alleles) were detected in all cases, being more severe in captive groups. Significant pairwise FST and DEST values, Structure, and DAPC analyses showed that wild animals were structured in two groups, and a third group was formed by captive animals, evidencing the need to adopt genetic criteria to retain genetic diversity in the hatcheries. For this reason, three full-sib families were constructed to select the best relatedness estimator for L. alexandri and establish a cut-off value aimed to avoid full-sibling matings in the hatcheries. Two estimators, Wang (RW) and Lynch & Li (RLL), were accurate in reflecting the relatedness level for full-sibs in this species. According to them, less than 50% of the potential breeding matings in the three hatcheries are advisable. The innate low diversity of L. alexandri highlights the importance of minimizing inbreeding and retaining genetic diversity towards the species recovery.(AU)

Devido à importância ecológica de Lophiosilurus alexandri, o presente trabalho avaliou sua representatividade genética, comparando estoques selvagens com plantéis de reprodutores de três larviculturas ao longo do Rio São Francisco. Noventa e sete amostras foram genotipadas com marcadores microssatélites recém-desenvolvidos. Baixos níveis de diversidade genética (número médio de alelos de 4,2) foram detectados em todos os casos, sendo mais severo no cativeiro. Os valores de FST e DEST par a par, as análises do Structure e DAPC mostraram a estruturação dos animais selvagens em dois grupos, e um terceiro formado pelas larviculturas, evidenciando a necessidade de adoção de critérios genéticos para retenção da diversidade genética no cativeiro. Por essa razão, três famílias de irmãos completos foram construídas para selecionar o melhor estimador de parentesco para a espécie e estabelecer os valores mínimos de corte para evitar cruzamentos indesejados. Dois estimadores, Wang (RW) e Lynch & Li (RLL), foram eficientes em refletir as relações de parentesco para irmãos completos nessa espécie. Segundo eles, menos de 50% dos potenciais cruzamentos são recomendáveis nas três larviculturas. A baixa diversidade genética inerente ao L. alexandri destaca a importância de minimizar a consanguinidade e evitar perda de diversidade genética, visando a recuperação da espécie.(AU)

Gene floR e a resistência ao florfenicol em isolados de Aeromonas spp. autóctones de organismos aquáticos / Gene floR and resistance to florfenicol in isolated Aeromonas spp. indigenous aquatic organisms

O gene floR descrito é descrito pela literatura como o responsável pela resistência ao florfenicol, que é um antimicrobiano amplamente utilizado na aquicultura. Esse gene já foi relatado em muitas espécies de bactérias, inclusive no gênero Aeromonas. Essas bactérias causam alta mortalidade na piscicultura trazendo prejuízos econômicos. É importante que haja estudos sobre esse gene e possíveis mutações que possam levar a alterações na estrutura e função da proteína. Os objetivos desse estudo foram caracterizar o gene floR em isolados de Aeromonas spp. obtidas do Vale do São Francisco e verificar se a presença desse gene está associada com a resistência ao florfenicol. Foram realizadas reações em cadeia da polimerase (PCR) para a presença do gene floR em 27 isolados de Aeromonas spp.. Amostras positivas para a presença do gene foram sequenciadas e analisadas quanto à presença de polimorfismos por meio de alinhamentos. Os diferentes haplótipos detectados foram utilizados para análises com os programas SIFT e PolyPhen para predição de alteração de função proteica. A modelagem estrutural da proteina codificada pelo gene floR foi realizada com o programa Modeller e, os modelos foram avaliados pelo Procheck, Verify3D e Whatif. A similaridade da estrutura tridimensional da proteína referência com as estruturas tridimensionais das proteínas codificadas pelos diferentes haplótipos foi comparada através do TM-align. A resistência das bactérias ao florfenicol foi avaliada através do teste de microdiluição em caldo, o qual também foi realizado na presença do carbonil cianeto m-clorofenil hidrazona para verificar o efeito da inibição da bomba de efluxo sobre tal resistência. Dos vinte e sete isolados avaliados quanto a presença do gene floR, 14 isolados foram positivos e 10 foram sequenciados, o que permitiu a identificação de três polimorfismos no gene floR, que levaram a construção de três haplótipos diferentes (TAA, TTA e CTG). As análises realizadas com os programas SIFT e PolyPhen apontaram que os haplótipos TTA e TAA provavelmente poderiam alterar a estrutura e função da proteína. As proteínas modeladas para os três haplótipos demonstraram possuir praticamente a mesma conformação estrutural entre si. Todos os isolados que apresentaram o gene foram resistentes ao florfenicol e aqueles que não apresentavam foram sensíveis. O teste na presença do Carbonil Cianeto m-Clorofenil Hidrazona foi realizado para três isolados, cada isolado representando um haplótipo, sendo possível observar a inibição do crescimento bacteriano em todas as concentrações independente do haplótipo. Os resultados obtidos nesse estudo mostram que a resistência ao flofenicol em Aeromonas spp. pode ser explicada pela presença do gene floR, e que esse gene está relacionado com uma bomba de efluxo. As mutações verificadas no gene floR, parecem não estar envolvidas com alteração de estrutura e função da proteína codificada por esse gene.(AU)

The floR gene is described in related literature as responsible for resistance to florfenicol, which is a widely used antimicrobial agent in aquaculture. This gene has been reported in many species of bacteria, including the genus Aeromonas. These bacteria cause high mortality in fish farming bringing economic losses. It is important that studies of this gene and possible mutations that can lead to changes in the structure and function of the protein. The aim of this study was to characterize the floR gene in isolates of Aeromonas spp. and check if the presence of this gene is associated with resistance to florfenicol in Aeromonas spp. obtained from the San Francisco Valley. PCR (Polymerase Chain Reaction) were also performed to verify the presence of the floR gene in 27 isolates of Aeromonas spp. Positive samples for the presence of the gene were sequenced and analyzed for the presence of polymorphisms using alignments. Different haplotypes detected were used for analysis with the SIFT and PolyPhen programs for prediction of changes in protein function. The structural modeling of protein encoded by the floR gene was performed using the Modeller software, and the models were evaluated by Procheck, Verify3D and Whatif. The similarity of the dimensional structure of reference protein with the dimensional structures of the proteins encoded by the different haplotypes was compared by TM-align. Bacterial resistance to florfenicol was assessed by the microdilution test, which was also performed in the presence of carbonyl cyanide m-chlorophenyl hydrazone to verify the effect of inhibiting the efflux pump. 14 isolates were positive for the presence of floR gene and 10 were sequenced and allowed the identification of three polymorphisms in the floR gene, which led to construction of three different haplotypes (TAA TTA and CTG). The analyzes carried out with the SIFT and PolyPhen programs showed that the TTA and TAA haplotypes could probably change the protein structure-function. Proteins modeled for the three haplotypes were found to have substantially the same structural conformation with each other. All isolates presenting the gene were resistant to florfenicol and those who did not have were sensitive. The test in the presence of carbonyl cyanide m-chlorophenylhydrazone was conducted for three isolates, representing each single haplotype and was observed inhibition of bacterial growth at all concentrations independent of the haplotype. The results of this study show that resistance to flofenicol in Aeromonas spp. may be explained by the presence of floR gene and that this gene is associated with an efflux pump. Mutations observed in floR gene do not appear to be involved with chenges in structure and function of the protein encoded by gene.(AU)

Influência do tempo de transporte para juvenis de pacamã (Lophiosilurus alexandri) / Influence of transport time on pacama juveniles (Lophiosilurus alexandri)

The aim of this work was to evaluate different transport times for pacama juvenile (Lophiosilurus alexandri) previously trained to feed formulated diets. Four hundred and eighty-six pacama juveniles (2.52±0.71g) were submitted to 24 hours of fasting before transport. The animals were divided into nine plastic bags, with density of 54 juveniles in 5L of clean water for each bag after that inflated with pure oxygen and then sealed. Fish were transported for three hours and bags were open at 5, 6 and 7.5 hours after closing. For each time three replications were used. Survival was monitored for 96 hours post-transport. The longest time tested showed the lowest values of dissolved oxygen and pH, while the total ammonia was similar in the different treatments. Survival was 100% for different transport times after 96 hours. Some juveniles returned to feed 48 hours and the majority 72 hours after opening the bags, suggesting the efficiency of transport made at different times.

Larviculture of two neotropical species with different distributions in the water column in light- and dark-colored tanks

The influence of tank color on the visual perception of fish larvae and the success of their cultivation depends on the characteristics of each species combined with environmental factors. In this study, we determined the effect of light and dark tank colors on the larviculture of pacamã (Lophiosilurusalexandri), a species with a benthonic habit, and curimatá-pioa (Prochilodus costatus), which swims actively in the water column. Larvae of pacamã and curimatá-pioa were cultivated for 10 days in 5-L tanks, at a density of 15 larvae L-1 and luminosity of 141.7 ± 8.95 lux, and fed Artemia nauplii. Four tank colors were used: green, light blue, brown, and black (with four replications). Survival, biomass and Fulton's condition factor for pacamã larvae were similar in the different colored tanks. However, the larvae in the green tanks showed lower weight than those cultivated in black and brown tanks, as well as shorter total length than that of larvae in the brown-colored tanks. These results are probably due to the association between tank color and benthonic habitat of the pacamã. For the curimatá-pioa, survival and biomass were similar for the different colors. The weight and Fulton's condition factor were higher for the larvae cultivated in green and blue tanks. This result could be associated with the adaptation of curimatá-pioa larvae to active swimming in the water column, searching for prey.

A interferência da cor do tanque na percepção visual da larva de peixe e no sucesso do seu cultivo depende da caraterística de cada espécie combinada com fatores ambientais. Neste estudo foi investigado o efeito de tanques de cores claras e escuras na larvicultura do pacamã Lophiosilurusalexandri, espécie de hábito bentônico, e, curimatá-pioa Prochilodus costatus, que nada ativamente na coluna da água. Larvas de pacamã e de curimatá-pioa foram cultivadas por 10 dias, em tanques contendo 5 L de água, a uma densidade de 15 larvas L-1, luminosidade de 141.7 ± 8.95 lux, alimentados com náuplios de Artemia. Quatro cores de tanques foram usadas: verde e azul claras, marrom e preta (com quatro repetições). Para as larvas de pacamã, a sobrevivência, biomassa e o fator de condição de Fulton foram similares entre os tanques de diferentes cores. Entretanto, as larvas nos tanques verdes apresentara um peso menor do que as cultivadas nos tanques de cor preta e marrom, assim como um menor comprimento total, que as larvas cultivadas em tanque marrom. Estes resultados provavelmente têm origem da associação da cor do tanque com o hábito bentônico do pacamã. Para o curimatá-pioa, a sobrevivência e a biomassa foram similares entre as cores. O peso e o fator de condição de Fulton foram maiores para as larvas cultivadas nos tanques de cor verde e azul, seguidas pelo marrom e preto. Este resultado pode estar associado a adaptação das larvas de curimatá-pioa a natação ativa na coluna da água à procura de presa.

Effect of water flow rate and feed training on "pacamã" (Siluriforme: Pseudopimelodidae) juvenile production / Efeito do fluxo de água e do condicionamento alimentar na produção de juvenis de pacamã (Siluriforme: Pseudopimelodidae)

The effects of different water flow rates and feed training on the production of "pacamã" Lophiosilurus alexandri juveniles were evaluated. In the first experiment, nine day post-hatch larvae (n= 2,400) were stocked at a density of 5 larvae/L. Different water flow (F) rates were tested: F1 = 180; F2 = 600; F3 = 1,300; and F4 = 2,600mL/min. Artemia nauplii were offered as food during the first 15 days of active feeding. In the second experiment for feed training, 720 juveniles (total length of 22.2mm) were stocked at a density of 1.5 juveniles/L. A water flow rate similar to F1 was used. The use of extruded dry diet was tested, and feed training was done with and without other enhanced flavors (Artemia nauplii or Scott emulsion). The water flow rates did not influence the survival or growth of L. alexandri. Cannibalism occurred during feed training. The worst survival, specific growth rate and high mortality were found with the use of extruded dry diet, while similar values were registered with the different feed training diets used. Reduced water flow rate can be used to lower water consumption during larviculture and feed training of L. alexandri.

Avaliaram-se os efeitos de diferentes fluxos de água e do condicionamento alimentar sobre a produção de juvenis de pacamã Lophiosilurus alexandri. Larvas com nove dias pós-eclosão (n=2.400) foram estocadas na densidade de 5 larvas/L. Diferentes fluxos (F) de água foram testados: F1 = 180; F2 = 600; F3 = 1.300; e F4 = 2.600mL/min. Náuplios de Artemia foram usados como alimento nos primeiros 15 dias de alimentação ativa. No segundo experimento, para o condicionamento alimentar, 720 juvenis (comprimento total de 22,2mm) foram estocados na densidade de 1,5 juvenis/L. Fluxo de água similar a F1 foi utilizado. Foram testados o uso de dieta extrusada e o condicionamento alimentar adicionado ou não de náuplios de Artemia ou emulsão Scott. Os diferentes fluxos de água não afetaram a sobrevivência e o crescimento de L. alexandri. Durante o condicionamento alimentar foi registrada a ocorrência de canibalismo. Pior sobrevivência, taxa de crescimento específica e maior mortalidade foram registradas para o uso da dieta comercial, enquanto valores similares foram verificados para as diferentes dietas usadas no condicionamento alimentar. Fluxo de água reduzido pode ser empregado durante a larvicultura e condicionamento alimentar de L. alexandri.

Origins of sample mistakes in the measure of the length and weight of fish larvae - DOI: 10.4025/actascibiolsci.v30i3.393 / Fontes de erros na mensuração do comprimento e peso de larvas de peixes - DOI: 10.4025/actascibiolsci.v30i3.393

Experiments in the cultivation or ecological with fish larvae, invariably use the length and weight with parameters. Therefore, this experiment was accomplished with larvae of Lophiosilurus alexandri pacamã aiming at to determine some sources of mistakes sampling in the measurement of the size and of the weight of fish larvae. It was evaluated five possible sources of mistakes then. The first was the mistake in the measure of the lengths total and standard, due sharpness of two observers" measurement. The second the mistake in the measure of the lengths total and standard, due to the proportionate shrink for the fixative formomalin to 10%. The third party was the mistake due two forms of drying of the larvae in the obtaining of the biomass. The fourth experiment was on the influence of the size and of the grouping of the larvas in the obtaining of weights. Finally the last tested the alteration of the biomass due to the time of permanence of the larvae in the balance. The importance can be verified of to determine and to accomplish an sampling protocol for measurements of fish larvae. For they present size and weight reduced, a small variation in the condition of the mensure, it can alter the result significantly, because significant alterations were verified above for the tests referred.

Trabalhos com larvas de peixes, sejam de cultivo ou ecológicos invariavelmente empregam o comprimento e o peso como parâmetros. Assim sendo, este experimento foi realizado com larvas de Lophiosilurus alexandri pacamã objetivando determinar algumas fontes de erros amostrais na medição do tamanho e do peso de larvas de peixes. Avaliou-se cinco possíveis fontes de erros. O primeiro foi o erro na medida dos comprimentos total e padrão, devido a acuidade de medição de dois observadores. O segundo, foi o erro na medida dos comprimentos total e padrão, devido ao encolhimento proporcionado pelo fixador formalina a 10%. O terceiro foi o erro devido a duas formas de secagem das larvas na obtenção da biomassa. O quarto experimento foi sobre a influência do tamanho e do agrupamento das larvas na obtenção de pesos. Por fim, o quinto teste observou a alteração da biomassa devido ao tempo de permanência das larvas na balança. Pôde-se verificar a importância de se determinar e cumprir um protocolo de amostagem para medições de larvas de peixes. Por apresentarem tamanho e peso reduzidos, uma pequena variação na condição da mensuração, pode alterar substancialmente o resultado, pois alterações significativas foram verificadas para os testes acima referidos.