Produção de tetraploides e ginogenéticos em Siluriformes e Characiformes neotropicais
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Data
2023-03-01
Autores
Orientador
Yasui, George Shigueki
Nascimento, Nivaldo Ferreira do
Senhorini, José Augusto
Coorientador
Pós-graduação
Ciências Biológicas (Zoologia) - IBB
Curso de graduação
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Tipo
Tese de doutorado
Direito de acesso
Acesso restrito
Resumo
Resumo (português)
A aquicultura é a atividade de produção de alimentos que mais tem se expandido no mundo nas ultimas décadas. Atualmente, para atender à crescente demanda, o emprego da biotecnologia aplicada à reprodução é visto como uma das principais opções. O presente estudo teve como objetivo aplicar técnicas de manipulação cromossômica para obtenção de indivíduos tetraploides e ginogenéticos de mandi (Pimelodus maculatus) uma espécie da ordem dos Siluriformes e do curimbatá (Prochilodus lineatus) uma espécie da ordem dos Characiformes. Para tetraploidização no mandi (P. maculatus), foram aplicados choques de temperatura (38°C por 2 minutos) com 11, 13, 15, 17 e 19 minutos pós-fertilização (mpf) para inibição da clivagem. A análise de citometria de fluxo mostrou que o choque aplicado com 15 mpf garantiu a maior porcentagem de tetraploides (73,3%), sendo os resultados também confirmados citogenética. Porém, após o segundo dia após a eclosão, não houve sobrevivência das larvas tetraploides resultantes. Para indução de ginogenéticos no mandi P. maculatus, foi utilizado sêmen de lambari Astyanax altiparanae irradiado com luz UV (80 mJ/cm2) para inativação dos espermatozoides e posteriormente, para restaurar o estado diploide foi aplicado choque de temperatura (38°C por 2 minutos, 2 mpf) para evitar a liberação do segundo corpúsculo polar. A análise molecular confirmou que os peixes ginogenéticos apresentam herança exclusivamente materna e apresentam número de cromossomos idêntico ao grupo controle. Em relação à razão sexual, a grande quantidade de fêmeas obtidas sugere que o sistema genético de determinação sexual seja homogamético para fêmeas (XX; XY). Para tetraploidização no curimbatá (P. lineatus), foram aplicados choques de temperatura (40°C por 2 minutos) com 26, 28, 30, 32, 34, 36 e 38 mpf para inibição da clivagem. A análise de citometria de fluxo mostrou que o choque aplicado com 28 mpf garantiu a maior porcentagem de tetraploides (72,0%), sendo os resultados também confirmados por citogenética. Para indução de ginogenéticos no curimbatá (P. lineatus), foi primeiramente avaliada a melhor solução para imobilização do sêmen da espécie e o potencial de fertilização. Posteriormente, diferentes doses de irradiação UV (30, 60, 90 e 120 mJ/cm2) para inativação dos espermatozoides, sendo verificado que a dose de 60 mJ/cm2 foi suficiente para assegurar a ativação dos oócitos e obtenção de larvas 100% haploides. Para restauração da diploidia foi aplicado choque de temperatura (40°C por 2 minutos, 2 mpf) para evitar a liberação do segundo corpúsculo polar. A análise molecular confirmou que os peixes ginogenéticos apresentam herança exclusivamente materna e apresentam número de cromossomos idêntico ao grupo controle. Portanto, o protocolo estabelecido poderá ser aplicado em futuros trabalhos para avaliar a determinação sexual da espécie P. lineatus. Por fim, no presente estudo foi possível obter protocolos biotecnológicos promissores para produção de lotes triploides monossexuais em duas espécies (Pimelodus maculatus e Prochilodus lineatus) pertencentes às maiores ordens de peixes da região Neotropical.
Resumo (inglês)
Aquacultural production has expanded in in last decades. In order to supply the global demand for food, the use of reproductive biotechnologies is necessary to optimize food production. This study aimed to apply chromosomal manipulation to obtain tetraploid and gynogenetic individuals in the spotted catfish (Pimelodus maculatus), a catfish species, and the streaked prochilod (Prochilodus linetaus) a characin species. For tetraploidization in the spotted catfish different temperature shocks were used (38°C for 2 min) at 11, 13, 15, 17 and 19 minutes post-fertilization (mpf) to inhibit the cleavage. The flow cytometric analysis and cytogenetics showed that heat shock applied at 15 mpf provide the highest percentage of tetraploids (73.3 %). However, after the second day after hatching, there was no survival of the resultant tetraploid larvae. Gynogenetic induction in the same species was conducted by using semen from the yellowtail tetra Astyanax altiparanae irradiated with UV light (80 mJ/cm2) to inactivate sperm genome followed by diploidization by heat shock (38°C for 2 minutes, 2 mpf) to retention of the second polar body. Genotyping by microsatellite markers confirmed that that gynogenetic fish presented exclusive maternal inheritance and also showed the same number of chromosomes of the diploid control group. Sex ratio showed increased amount of females, which suggest XX/XY sex determination system. Tetraploidization in the streaked prochilod P. lineatus, was achieved using heat shocks (40°C for 2 min) at 26, 28, 30, 32, 34, 36 and 38 mpf to inhibit the cleavage. The flow cytometric analysis and cytogenetics showed that heat shock applied at 28 mpf gave the highest percentage of tetraploids (72.0%), the results also being confirmed by cytogenetics. For gynogenetic induction in streaked prochilod P. lineatus, firstly it was evaluated the best solution for semen immobilization and the fertilization ability. Using the best solution, UV-dosage for inactivation of sperm DNA (30, 60, 90 and 120 mJ/cm2) was evaluated and the dosage of 60 mJ/cm2 ensure oocyte inactivation and 100% haploid larvae. To restore diploid status, a temperature shock (40° for 2 min, 2 mpf) was used to avoid the extrusion of the 2nd polar body. Genotyping using microsatellite markers confirmed maternal inheritance and also showed the same number of chromosomes of the diploid control group. However, the established protocol can be applied in future works to evaluate the sexual determination of the P. lineatus species. Finally, in the present study, it was possible to obtain promising biotechnological procedures for production of monosex triploid individuals in the species (Pimelodus maculatus and Prochilodus lineatus) belonging to the largest orders of fish in the Neotropical region.
Descrição
Palavras-chave
Idioma
Português