Estudos de variabilidade genética em lotes cultivados de tambaqui (Colossoma macropomum) na América do Sul
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Data
2020-03-02
Autores
Gómez Agudelo, John Fredy
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Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Resumo
RESUMO John F.G. Agudelo. Estudos de variabilidade genética em lotes cultivados de tambaqui (Colossoma macropomum) na América do Sul. 2020. Dissertação de mestrado – Centro de Aquicultura da Universidade Estadual Paulista, CAUNESP, Jaboticabal, 2020. Atualmente, os estoques de peixes têm sofrido altos níveis de sobreexplotação pela pesca e estão ameaçados de extinção devido às alterações dos habitats naturais. Portanto, a produção de pescado oriunda de uma aquicultura sustentável certamente poderá auxiliar a suprir a demanda de proteína animal. Programas de melhoramento genético podem garantir a maximização do desempenho produtivo nos sistemas de cultivo, pois são capazes de otimizar o rendimento da produção da espécie-alvo. Entretanto, é fundamental que se realize primeiramente estudos de variabilidade genética por meio de marcadores moleculares, de maneira a evitar o gargalo genético e depressão endogâmica. Para esta finalidade, SNPs (Single Nucleotide Polymorphisms) são considerados os marcadores moleculares mais apropriados, uma vez que constituem o polimorfismo mais abundante em qualquer organismo. O tambaqui (Colossoma macropomum) é um dos peixes de maior valor comercial e de potencial para a piscicultura da América do Sul, portanto, uma espécie-alvo para programas de melhoramento genético. O presente trabalho teve como objetivo analisar a variabilidade genética de estoques de tambaqui na América do Sul, utilizando marcadores SNPs obtidos por sequenciamento de nova geração. Inicialmente, foram sequenciados cerca de 350 reprodutores de tambaqui, sendo oriundos de pisciculturas de diferentes localidades: Sul e Norte do Brasil, Colômbia, Peru; e uma população selvagem (rio Amazonas) e a população base do núcleo de melhoramento do CAUNESP (Jaboticabal, SP). A estratégia de sequenciamento/genotipagem dos SNPs foi por meio da técnica ddRAD-seq (Double-digest RAD-sequencing). Após os filtros de qualidade, foram selecionados cerca de 1.440 SNPs de 220 amostras de tambaqui para os estudos de genômica populacional. Os valores de Ho variaram de 0.081 a 0.248; enquanto de He foram de 0.206 a 0.270. Os resultados da análise hierárquica de variância molecular (AMOVA) mostraram que a maior proporção da variância esteve presente dentro das populações (75.2%). Uma baixa diferenciação genética entre todas as populações foi detectada por análises de Fst global sobre os loci de SNPs (Fst = 0,05). A análise de estruturação genética identificou dois agrupamentos genéticos nas populações comerciais de tambaqui da América do Sul. Estudos genéticos enfocando um maior conhecimento do genoma dos estoques cultivados de tambaqui são considerados essenciais para aquicultura, principalmente no sentido de fornecer subsídios para o desenvolvimento de programas de manejo e melhoramento desta espécie.
ABSTRACT John F.G. Agudelo. Genetic variability studies in cultivated tambaqui (Colossoma macropomum) lots in South America. 2020. Master's dissertation - Aquaculture Center at Universidade Estadual Paulista, CAUNESP, Jaboticabal, 2020. Currently, fish stocks have suffered from high levels of overexploitation by fishing and are threatened with extinction due to changes in natural habitats. Therefore, the production of fish from sustainable aquaculture can certainly help to meet the demand for animal protein. Genetic improvement programs can guarantee the maximization of productive performance in cultivation systems, because they are able to optimize the production yield of the target species. However, it is essential that genetic variability studies be carried out first through molecular markers, in order to avoid the genetic bottleneck and inbreeding depression. For this purpose, SNPs (Single Nucleotide Polymorphisms) are considered the most appropriate molecular markers, since they constitute the most abundant polymorphism in any organism. Tambaqui (Colossoma macropomum) is one of the fish with the greatest commercial value and potential for fish farming in South America, therefore, a target species for breeding programs. The present work aimed to analyze the genetic variability of tambaqui stocks in South America, using SNPs markers obtained by new generation sequencing. Initially, about 350 tambaqui breeders were sequenced, coming from fish farms in different locations: South and North of Brazil, Colombia, Peru; and a wild population (Amazon River) and the base population of the CAUNESP improvement center (Jaboticabal, SP). The SNP sequencing / genotyping strategy was through the ddRAD-seq (Double-digest RAD-sequencing) technique. After the quality filters, about 1,440 SNPs from 220 tambaqui samples were selected for population genomics studies. Ho values ranged from 0.081 to 0.248; while from He they were 0.206 to 0.270. The results of the hierarchical analysis of molecular variance (AMOVA) showed that the highest proportion of variance was present within populations (75.2%). Low genetic differentiation among all populations was detected by global Fst analyzes on SNP loci (Fst = 0.05). The analysis of genetic structure identified two genetic groups in the commercial populations of tambaqui in South America. Genetic studies focusing on greater knowledge of the genome of cultivated stocks of tambaqui are considered essential for aquaculture, mainly in the sense of providing subsidies for the development of management and improvement programs for this species.
ABSTRACT John F.G. Agudelo. Genetic variability studies in cultivated tambaqui (Colossoma macropomum) lots in South America. 2020. Master's dissertation - Aquaculture Center at Universidade Estadual Paulista, CAUNESP, Jaboticabal, 2020. Currently, fish stocks have suffered from high levels of overexploitation by fishing and are threatened with extinction due to changes in natural habitats. Therefore, the production of fish from sustainable aquaculture can certainly help to meet the demand for animal protein. Genetic improvement programs can guarantee the maximization of productive performance in cultivation systems, because they are able to optimize the production yield of the target species. However, it is essential that genetic variability studies be carried out first through molecular markers, in order to avoid the genetic bottleneck and inbreeding depression. For this purpose, SNPs (Single Nucleotide Polymorphisms) are considered the most appropriate molecular markers, since they constitute the most abundant polymorphism in any organism. Tambaqui (Colossoma macropomum) is one of the fish with the greatest commercial value and potential for fish farming in South America, therefore, a target species for breeding programs. The present work aimed to analyze the genetic variability of tambaqui stocks in South America, using SNPs markers obtained by new generation sequencing. Initially, about 350 tambaqui breeders were sequenced, coming from fish farms in different locations: South and North of Brazil, Colombia, Peru; and a wild population (Amazon River) and the base population of the CAUNESP improvement center (Jaboticabal, SP). The SNP sequencing / genotyping strategy was through the ddRAD-seq (Double-digest RAD-sequencing) technique. After the quality filters, about 1,440 SNPs from 220 tambaqui samples were selected for population genomics studies. Ho values ranged from 0.081 to 0.248; while from He they were 0.206 to 0.270. The results of the hierarchical analysis of molecular variance (AMOVA) showed that the highest proportion of variance was present within populations (75.2%). Low genetic differentiation among all populations was detected by global Fst analyzes on SNP loci (Fst = 0.05). The analysis of genetic structure identified two genetic groups in the commercial populations of tambaqui in South America. Genetic studies focusing on greater knowledge of the genome of cultivated stocks of tambaqui are considered essential for aquaculture, mainly in the sense of providing subsidies for the development of management and improvement programs for this species.
Descrição
Palavras-chave
Melhoramento genético, Variabilidade genética, Gargalo genético, Marcadores moleculares