Genetic characterization of selected Nile tilapia in Santa Catarina / Caracterização genética de tilápia-do-nilo selecionadas em Santa Catarina

ABSTRACT

Different Nile tilapia stocks belonging to the fish breeding program of the Epagri (Empresa de Pesquisa Agropecuária e Extensão Rural de Santa Catarina) were characterized by microsatellite markers. A total of nine stocks (S1 to S9) were evaluated, and for each stock the caudal fin of 30 individuals were sampled. A total of 75 alleles were found at the 11 microsatellite loci used (UNH104, UNH108, UNH160, UNH208, UNH222, UNH848, UNH879, UNH898, UNH952, UNH998). Among the loci used, only UHN160 showed significance for null alleles in stocks S1, S2, S3 and S5. The average number of alleles per loci was 6.8, while the average number of alleles per tilapia stock was 4.4. Five unique alleles were identified between the stock S1 and S5. The observed heterozygosity values (Ho) exceeded the expected heterozygosity (He), resulting in a negative inbreeding coefficient (FIS = -0.092). FST for the total population was 0.109, demonstrating moderate genetic differentiation between the stocks. According to the Euclidean distance, three groups were formed as follows I - S6, S7 and S9; II - S2, S3 and S4; and III - S1, S5 and S8. However, the existence of two groups can be observed from the PCoA representation I - S6, S7, S8 and S9; and II - S1, S2, S3, S4 and S5. The formation of these two genetic groups is consistent with the genealogy of stocks. The formation of group III (S1, S5 and S8) in the dendrogram can be explained by the higher average observed heterozygosity values of these stocks. Bayesian analysis revealed the formation of 16 groups with an FST value of 0.2107. This result reinforces the existence of variability existing in the Epagri breeding program, from which it is possible to form heterotic groups to enable the direction of potential crosses to obtain genetic gain. The study enabled genotypic characterization of the tilapia brood stock used in the Epagri breeding program, determining the genetic distance between the stocks, which will enable more accurate selection of individuals for mating for the next generation. It was possible to verify that there is high heterozygosity within the stocks, and moderate genetic differentiation between the stocks. Furthermore, all evaluated markers were polymorphic for this brood stock and will be used to characterize the next generations.(AU)

RESUMO

Diferentes plantéis de tilápia-do-nilo pertencentes ao programa de melhoramento genético de peixes da Epagri (Empresa de Pesquisa Agropecuária e Extensão Rural de Santa Catarina) foram caracterizados por meio de marcadores microssatélites. Ao total foram avaliados nove plantéis (S1 a S9), e para cada foram amostrados nadadeira caudal de 30 indivíduos. O total de 75 alelos foram encontrados nos 11 loci microssatélites utilizados (UNH104, UNH108, UNH160, UNH208, UNH222, UNH848, UNH868, UNH879, UNH898, UNH952, UNH998). Entre os loci utilizados, apenas o UHN160 apresentou significância para alelos nulos nos estoques S1, S2, S3 e S5.A média do número de alelos por loci foi 6,8, enquanto a média do número de alelos por plantel de reprodutores foi 4,4. Foram encontrados cinco alelos exclusivos entre os plantéis S1 e S5. Os valores de heterozigosidade observada (Ho) foi maior do que a esperada (He), resultando em um coeficiente de endogamia (FIS) médio negativo (-0,092). O FST encontrado para a população total foi de 0,109, evidenciando moderada diferenciação genética entre os plantéis. De acordo com a distância euclidiana, três grupos foram formados da seguinte forma I - S6, S7 e S9; II - S2, S3 e S4; e III - S1, S5 e S8. Porém, a partir da representação do PCoA, observa-se a existência de dois grupos I - S6, S7, S8 e S9; e II - S1, S2, S3, S4 e S5. A formação desses dois grupos genéticos é consistente com a genealogia dos plantéis de reprodutores. A formação do grupo III (S1, S5 e S8) no dendrograma pode ser explicada pelos maiores valores médios de heterozigosidade observados desses plantéis. A análise bayesiana mostrou a formação de 16 grupos com um valor de Fst de 0,2107. Esse resultado reforça a existência de variabilidade existente no programa de melhoramento Epagri, a partir do qual é possível formar grupos heteróticos para permitir cruzamentos potenciais para obter ganho genético. O estudo permitiu a caracterização genotípica dos plantéis de reprodutores de tilápia utilizado no programa de melhoramento Epagri, determinando a distância genética entre eles, o que permitirá a seleção mais precisa dos indivíduos para os acasalamentos da próxima geração. Foi possível verificar que há alta heterozigosidade entre os plantéis de reprodutores e moderada diferenciação genética entre eles. Além disso, todos os marcadores avaliados foram polimórficos para este estoque de matrizes e serão utilizados para caracterizar as próximas gerações.(AU)