Vitrification protocol for immature Brycon orbignyanus ovarian tissue as an extinction escape strategy.

Piracanjunba (Brycon orbignyanus) is an endangered South American fish, and ovarian tissue cryopreservation is an alternative method for preserving maternal germplasm and genetic diversity. Therefore, our aim was to test a vitrification protocol for ovarian tissue containing primary growth (PG) oocytes of B. orbignyanus as a strategy to avoid the threat of extinction. Two vitrification solutions were evaluated (VS1: 1.5 M methanol + 4.5 M propylene glycol and VS2: 1.5 M methanol + 5.5 M Me2SO) and compared using control/fresh ovarian tissue. After vitrification, the following factors were analyzed: membrane integrity using trypan blue, morphology using a histological assessment, oxidative stress (total reactive antioxidant potential (TRAP) and reduced thiol [-SH]), mitochondrial activity using MTT, and DNA damage using a comet assay. The vitrified oocytes (VS1 = 24.3 ± 0.49% and VS2 = 24.8 ± 0.69%) showed higher DNA damage than the control group (control = 20.7 ± 1.03%) (P = 0.004). In contrast, in most evaluations (membrane integrity, membrane damage, oxidative stress, and mitochondrial activity), there were no discernible differences between the control group and the vitrified samples. In addition, oocyte (P = 0.883) and nuclear diameter (P = 0.118) did not change after vitrification. VS2 treatment resulted in higher nuclear damage (15.7 ± 1.45%) than in the control treatment (3.5 ± 1.19%); however, VS1 treatment did not result in significantly more damage (9.5 ± 3.01%) than in the control (P = 0.015). Therefore, the protocol for ovarian tissue vitrification tested in this study resulted in high maintenance of PG oocyte cell integrity, making it a promising alternative for B. orbignyanus maternal genome preservation.

Genetic diversity and paternity of Brycon orbignyanus offspring obtained for different reproductive systems / Diversidade genética e paternidade de progênies de Brycon orbignyanus obtidas por diferentes sistemas reprodutivos

The objective of this study was to estimate the genetic diversity and the paternity of Brycon orbignyanus offsprings obtained with the extrusion and semi-natural reproductive systems, by microsatellites markers. The four loci used produced 11 alleles, being observed three alleles (BoM1, BoM5 and BoM7) and two alleles (BoM2) for locus present in the parental and in the offspring of both reproductive systems. In the offspring of the extrusion system low frequency alleles was observed for the locus BoM5 (allele B = 0.095) and BoM7 (allele C = 0.059) and there was a decrease of genetic variability (observe heterozygosity-Ho = 0.900 and 0.823; Shannon index-IS = 0.937 and 0.886; Nei genetic diversity-DGN = 0.604 and 0.566, respectively). For the offspring of the semi-natural system the allele frequencies stayed stable being verified an unequal frequency for each locus. The genetic variability in the offspring was preserved, being corroborated by the Ho values (0.975 and 0.945), IS (0.927 and 0.924) and DGN (0.593 and 0.581) for parental and offspring, respectively. Deviations were observed (P 0.01) in the Hardy-Weinberg equilibrium and linkage disequilibrium for the two reproductive systems. The inbreeding coefficient (Fis) it showed deficit of heterozygote in the offspring of the extrusion system. Multiple paternity and differed reproductive contributions in the composition of the families in the offspring in the two reproductive systems was observed, with the presence of reproductive dominance in the semi-natural system.(AU)

O objetivo do presente estudo foi avaliar a diversidade genética e a paternidade de progênies de Brycon orbignyanus obtidas pelos sistemas reprodutivos por extrusão e seminatural, através do marcador microssatélite. Os quatro loci utilizados produziram 11 alelos, sendo observados três alelos (BoM1, BoM5 e BoM7) e dois alelos (BoM2) por locus presentes nos parentais e na progênie de ambos sistemas reprodutivos. Na progênie do sistema por extrusão foram observados alelos de baixa frequência para os locus BoM5 (alelo B = 0,095) e BoM7 (alelo C = 0,059) e houve uma diminuição da variabilidade genética (Heterozigosidade observada-Ho = 0,900 e 0,823; Índice de Shannon-IS = 0,937 e 0,886; diversidade genética de Nei-DGN = 0,604 e 0,566, respectivamente). Na progênie do sistema seminatural as frequências dos alelos se mantiveram estáveis, sendo verificada uma frequência desigual para cada locus. A variabilidade genética foi preservada, sendo corroborado pelos valores de Ho (0,975 e 0,945), IS (0,927 e 0,924) e DGN (0,593 e 0,581) para parentais e progênie, respectivamente. Observaram-se desvios (P 0.01) no equilíbrio de Hardy-Weinberg e desequilíbrio de ligação nos dois sistemas reprodutivos. O coeficiente de endogamia (Fis) mostrou déficit de heterozigotos na progênie do sistema por extrusão. Observou-se paternidade múltipla e contribuição reprodutiva diferenciada na composição das famílias na progênie nos dois sistemas reprodutivos, com a presença de dominância reprodutiva no sistema seminatural.(AU)

Genetic diversity and paternity of Brycon orbignyanus offspring obtained for different reproductive systems / Diversidade genética e paternidade de progênies de Brycon orbignyanus obtidas por diferentes sistemas reprodutivos

The objective of this study was to estimate the genetic diversity and the paternity of Brycon orbignyanus offsprings obtained with the extrusion and semi-natural reproductive systems, by microsatellites markers. The four loci used produced 11 alleles, being observed three alleles (BoM1, BoM5 and BoM7) and two alleles (BoM2) for locus present in the parental and in the offspring of both reproductive systems. In the offspring of the extrusion system low frequency alleles was observed for the locus BoM5 (allele B = 0.095) and BoM7 (allele C = 0.059) and there was a decrease of genetic variability (observe heterozygosity-Ho = 0.900 and 0.823; Shannon index-IS = 0.937 and 0.886; Nei genetic diversity-DGN = 0.604 and 0.566, respectively). For the offspring of the semi-natural system the allele frequencies stayed stable being verified an unequal frequency for each locus. The genetic variability in the offspring was preserved, being corroborated by the Ho values (0.975 and 0.945), IS (0.927 and 0.924) and DGN (0.593 and 0.581) for parental and offspring, respectively. Deviations were observed (P 0.01) in the Hardy-Weinberg equilibrium and linkage disequilibrium for the two reproductive systems. The inbreeding coefficient (Fis) it showed deficit of heterozygote in the offspring of the extrusion system. Multiple paternity and differed reproductive contributions in the composition of the families in the offspring in the two reproductive systems was observed, with the presence of reproductive dominance in the semi-natural system.

O objetivo do presente estudo foi avaliar a diversidade genética e a paternidade de progênies de Brycon orbignyanus obtidas pelos sistemas reprodutivos por extrusão e seminatural, através do marcador microssatélite. Os quatro loci utilizados produziram 11 alelos, sendo observados três alelos (BoM1, BoM5 e BoM7) e dois alelos (BoM2) por locus presentes nos parentais e na progênie de ambos sistemas reprodutivos. Na progênie do sistema por extrusão foram observados alelos de baixa frequência para os locus BoM5 (alelo B = 0,095) e BoM7 (alelo C = 0,059) e houve uma diminuição da variabilidade genética (Heterozigosidade observada-Ho = 0,900 e 0,823; Índice de Shannon-IS = 0,937 e 0,886; diversidade genética de Nei-DGN = 0,604 e 0,566, respectivamente). Na progênie do sistema seminatural as frequências dos alelos se mantiveram estáveis, sendo verificada uma frequência desigual para cada locus. A variabilidade genética foi preservada, sendo corroborado pelos valores de Ho (0,975 e 0,945), IS (0,927 e 0,924) e DGN (0,593 e 0,581) para parentais e progênie, respectivamente. Observaram-se desvios (P 0.01) no equilíbrio de Hardy-Weinberg e desequilíbrio de ligação nos dois sistemas reprodutivos. O coeficiente de endogamia (Fis) mostrou déficit de heterozigotos na progênie do sistema por extrusão. Observou-se paternidade múltipla e contribuição reprodutiva diferenciada na composição das famílias na progênie nos dois sistemas reprodutivos, com a presença de dominância reprodutiva no sistema seminatural.

Caracterização genética de Brycon orbignyanus utilizando o sistema seminatural / Genetic characterization of Brycon orbignyanus using the semi-natural system

Avaliou-se o efeito do sistema seminatural na diversidade genética de um estoque de Brycon orbignyanus, utilizado em programas de repovoamento, com o marcador molecular RAPD. Vinte e quatro reprodutores, 12 machos e 12 fêmeas e 95 larvas da progênie foram analisados. Os nove primers utilizados produziram 90 fragmentos, dos quais 94,4 por cento foram polimórficos. Houve diferença significativa na frequência de 20 dos 90 fragmentos entre os reprodutores e sua progênie sem a presença de fragmentos exclusivos. O índice de diversidade genética de Shannon, a porcentagem de fragmentos polimórficos e a diversidade genética de Nei foram mais altos nos indivíduos da progênie. A similaridade genética foi maior nos indivíduos do estoque de reprodutores. A análise de variância molecular mostrou que a maior parte da variação está dentro de cada grupo (89,1 por cento) e não entre os grupos (10,9 por cento). A identidade e a distância genética entre os estoques foram de 0,944 e 0,057, respectivamente. Assim, a utilização do sistema seminatural evitou a mortalidade de reprodutores B. orbignyanus e conservou a variabilidade genética da progênie.(AU)

The effect of the semi-natural system on the genetic diversity of a Brycon orbignyanus stock, used in stock enhancement programs, was evaluated with the RAPD molecular marker. Twenty-four broodstocks - 12 males and 12 females - and 95 larvae of the offspring were analyzed. The nine used primers produced 90 fragments, of which 94.4 percent were polymorphic. There was significant difference in the frequency of 20 out of the 90 fragments between the broodstocks and their offspring without the presence of exclusive fragments. The Shannon genetic diversity index, the percentage of polymorphic fragments and the Nei gene diversity were higher in the offspring individuals. Genetic similarity was higher in broodstock individuals. The analysis of molecular variance results showed that the major part of the genetic variation is within the groups (89.1 percent) and not between them (10.9 percent). The identity and genetic distance between the groups were 0.944 and 0.057, respectively. Like this, the use of the semi-natural system avoided the mortality of B. orbignyanus broodstocks and conserved the genetic variability of the offspring.(AU)

Caracterização genética de Brycon orbignyanus utilizando o sistema seminatural / Genetic characterization of Brycon orbignyanus using the semi-natural system

Avaliou-se o efeito do sistema seminatural na diversidade genética de um estoque de Brycon orbignyanus, utilizado em programas de repovoamento, com o marcador molecular RAPD. Vinte e quatro reprodutores, 12 machos e 12 fêmeas e 95 larvas da progênie foram analisados. Os nove primers utilizados produziram 90 fragmentos, dos quais 94,4 por cento foram polimórficos. Houve diferença significativa na frequência de 20 dos 90 fragmentos entre os reprodutores e sua progênie sem a presença de fragmentos exclusivos. O índice de diversidade genética de Shannon, a porcentagem de fragmentos polimórficos e a diversidade genética de Nei foram mais altos nos indivíduos da progênie. A similaridade genética foi maior nos indivíduos do estoque de reprodutores. A análise de variância molecular mostrou que a maior parte da variação está dentro de cada grupo (89,1 por cento) e não entre os grupos (10,9 por cento). A identidade e a distância genética entre os estoques foram de 0,944 e 0,057, respectivamente. Assim, a utilização do sistema seminatural evitou a mortalidade de reprodutores B. orbignyanus e conservou a variabilidade genética da progênie.

The effect of the semi-natural system on the genetic diversity of a Brycon orbignyanus stock, used in stock enhancement programs, was evaluated with the RAPD molecular marker. Twenty-four broodstocks - 12 males and 12 females - and 95 larvae of the offspring were analyzed. The nine used primers produced 90 fragments, of which 94.4 percent were polymorphic. There was significant difference in the frequency of 20 out of the 90 fragments between the broodstocks and their offspring without the presence of exclusive fragments. The Shannon genetic diversity index, the percentage of polymorphic fragments and the Nei gene diversity were higher in the offspring individuals. Genetic similarity was higher in broodstock individuals. The analysis of molecular variance results showed that the major part of the genetic variation is within the groups (89.1 percent) and not between them (10.9 percent). The identity and genetic distance between the groups were 0.944 and 0.057, respectively. Like this, the use of the semi-natural system avoided the mortality of B. orbignyanus broodstocks and conserved the genetic variability of the offspring.

Curvas de crescimento morfométrico de piracanjuba (Brycon orbignyanus) / Morphometric growth curves of piracanjuba (Brycon orbignyanus)

Conduziu-se um experimento no setor de piscicultura da Universidade Federal de Lavras M.G., com o objetivo de estabelecer curvas de crescimento morfométrico em função do peso corporal para a piracanjuba (Brycon orbignyanus). Alevinos de piracanjuba foram cultivados em viveiros de terra e alimentados com ração comercial até atingirem peso aproximado de 1 kg. Durante o período experimental realizaram-se amostragens aleatórias, onde foram avaliadas as medidas morfométricas comprimento da cabeça (CCAB), comprimento padrão (CP), altura (AND) e largura (LND) tomada no 1ºraio da nadadeira dorsal e as razões morfométricas (CCAB/CP, AND/CP, LND/CP, AND/LND) utilizando-se as funções de Brody, von Bertalanffy, Gompertz e Logística. As funções estudadas apresentaram bom ajuste para todas as medidas morfométricas e para a razão CCAB/CP. As funções de Brody, von Bertalanffy e Gompertz apresentaram qualidades de ajuste semelhantes e superiores à função Logística para as medidas morfométricas. Para a razão CCAB/CP a função Logística apresentou-se superior às demais. A taxa de crescimento da CCAB e LND foi superior às do CP e AND, indicando um crescimento mais rápido da cabeça e largura do que do comprimento padrão e altura. Conclui-se que todos os modelos estudados apresentaram bom ajuste, sendo o de Brody e o de von Bertalanffy os que descrevem melhor o crescimento morfométrico da piracanjuba.

An experiment was carried out at the fish farming sector of the Universidade Federal de Lavras M.G., with the objective of establishing morphometric growth curves as a function of the body weight of piracanjuba (Brycon orbignyanus). Fingerlings of piracanjuba were cultivated in earthen ponds and fed a commercial diet (ad libitum) until they reached weight of about 1 kg. During the experimental period, samplings were randomly selected to take morphometric measures of the head length (CCAB), standard length (CP), height (AND), and breadth (LND), taken at the first ray of the dorsal fin. Measures and the morphometric ratios CCAB/CP, AND/CP, LND/CP, AND/LND were evaluated by Brody, von Bertalanffy, Gompertz and Logistic functions. All models showed a good fit for morphometric measures and the CCAB/CP ratio. Brody, von Bertalanffy and Gompertz functions presented similar fit qualities when studying morphometric measures while the Logistic function provided poor fit. However, the Logistic function presented better fit quality for the CCAB/CP ratio than the other functions. Growth rate of the variables CCAB and LND was higher than CP and AND, indicating a faster growth of head and breadth in relation to standard length and height. All models studied presented good fit, but the Brody and von Bertalanffy functions better described the morphometric growth of the fish.