análise mitocondrial de diferentes citótipos do lambari-do

XII CURSO DE INVERNO DE GENÉTICA – FCAV/UNESP
ANÁLISE MITOCONDRIAL DE DIFERENTES CITÓTIPOS
DO LAMBARI-DO-RABO-VERMELHO NO RIO MOGI
GUAÇU.
MITOCHONDRIAL ANALYSIS OF DIFFERENT CYTOTYPES OF
THE RED-TAILED PIABA IN MOGI-GUAÇU RIVER
Snaydia Viegas Resende(1)
Renan Rodrigues Rocha(2)
Rosana de Mesquita Alves(2)
Karine Frehner Kavalco(3)
Rubens Pazza(3)
Resumo
O Lambari-do-rabo-vermelho (Astyanax fasciatus) é um peixe de pequeno porte amplamente
distribuído do México à Argentina. Como outros exemplares do gênero Astyanax, estudos
citogenéticos que evidenciaram a existência de mais de um citótipo na espécie, sugerem que
seus espécimes podem representar mais de uma unidade taxonômica evolutiva. A fim de
testar essa hipótese em Astyanax aff. fasciatus coletados no rio Mogi Guaçu, onde são
encontrados dois citótipos padrão e alguns variantes, foram amplificados fragmentos dos
genes mitocondriais da citocromo oxidase 1 e citocromo b. As análises de Máxima
Verossimilhança realizadas com as sequencias da COI e CYT b, não estruturaram os citótipos
padrão 2n = 46 e 2n= 48 mas evidenciaram elevado fluxo gênico entre os mesmos. Os eventos
de diversificação recente na espécie podem explicar a falta de estruturação.
Palavras-chave: Neotropical. Peixes. Taxonomia.
Abstract
The red-tailed piaba (species Astyanax fasciatus) is a small fish widely distributed from
Mexico to Argentina. As has also been shown with other species of the genus Astyanax,
previous cytogenetic studies of A. Fasciatus revealed the existence of more than one cytotype,
thus suggesting that the specimens represented an evolutionary taxonomic unit. We sought to
test this hypothesis in Astyanax aff. fasciatus collected from the Mogi Guaçu river, and found
two standard cytotypes as well as some variants with amplified fragments of the
mitochondrial genes of cytochrome oxidase 1 (CO1) and cytochrome b. The Maximum
Likelihood analysis performed with the sequences of the CO1 did not set the standard
cytotypes 2n = 46 and 2n = 48 but showed high gene flow between them, as did the analysis
of the cytochrome b gene. The recent diversification events in the species may explain the lack
of structure.
Keywords: Fishes. Neotropical. Taxonomy.
_____________________________________________________________________
1
Bióloga pela UFV/Rio Paranaíba, Mestranda do Programa de Pós-Graduação em Manejo e Conservação de
Ecossistemas Naturais e Agrários na UFV/Florestal; 2 Bacharéis em Ciências Biológicas pela UFV/RP; 3
Professores Doutores orientadores do Laboratório de Genética Ecológica e Evolutiva UFV/RP.
Ciência & Tecnologia: Fatec-JB, Jaboticabal, v. 8, n.1, 2016. Número especial 2.
XII CURSO DE INVERNO DE GENÉTICA – FCAV/UNESP
1. Introdução
Lambari-de-rabo-vermelho é o nome pelo qual a espécie Astyanax fasciatus é
conhecida popularmente. As espécies do gênero Astyanax apresentam grande similaridade
morfológica (Da Silva et al., 2012) que não se reflete, por exemplo, em aspectos
citogenéticos. Em muitas espécies de A. fasciatus, é verificada a ocorrência de citótipos
variantes, com números diploides diferentes e fórmulas cariotípicas variáveis (Penteado,
2013).
Para Astyanax fasciatus, na região do rio Mogi-Guaçu, são encontrados, simpátrica e
sintópicamente, os citótipos 2n=46 e 2n= 48 e formas variantes numéricas e estruturais,
2n=47 e 2n= 45 (Pazza et al, 2007). O citótipo 2n = 48 foi predominantemente encontrado na
localidade de Ouro Fino-SP, na cabeceira do rio. Em Barrinha-SP, a jusante do rio, além do
primeiro citótipo citado, foi encontrado em grande quantidade indivíduos 2n = 46. Os
citótipos variantes 2n= 45 e 2n = 47, além daqueles padrões, foram encontrados apenas na
região de Cachoeira das Emas, trecho médio do rio, onde se encontra uma barragem (Pazza et
al., 2006).
O sequenciamento de genes mitocondriais tem sido amplamente utilizado para
solucionar problemas taxonômicos e filogenéticos, e tem sido pioneiramente aplicado em
complexos de espécies. O objetivo do presente trabalho é esclarecer se os indivíduos de
Astyanax fasciatus do rio Mogi-Guaçu caracterizam de uma unidade taxonômica evolutiva
utilizando como marcadores moleculares as sequencias dos genes mitocondriais.
2. Material e Métodos
O DNA total para as análises foi extraído de diferentes citótipos de Astyanax aff.
fasciatus de três localidades ao longo do rio Mogi-Guaçu, tombados no Banco de Tecidos do
Laboratório de Genética Ecológica e Evolutiva (LaGEEvo), da Universidade Federal de
Viçosa, campus Rio Paranaíba.
Os primers utilizados para amplificação do gene mitocondrial da citocromo oxidase I
foram Fish R1 e Fish F1 (Ward, 2005). Para amplificar o gene da citocromo b (Cyt B), foram
utilizados os primers H16460 e GluDG.L - 5’ (Perdices, 2002).
Após consulta do GenBank (http://www.ncbi.nlm.nih.gov), as sequencias foram
alinhadas com o algoritmo Clustal W (Thompson et al., 1994). No software MEGA v6.06
Ciência & Tecnologia: Fatec-JB, Jaboticabal, v. 8, n.1, 2016. Número especial 2.
XII CURSO DE INVERNO DE GENÉTICA – FCAV/UNESP
(Tamura et al, 2013) foi realizada análise estatística de Máxima Verossimilhança, utilizando o
modelo evolutivo de Jukes-Cantor para ambos os genes.
3. Resultados e Discussão
A análise de sequencias desse gene da citocromo oxidase I (Figura 1) não foi capaz de
estruturar os indivíduos de Astyanax aff. fasciatus dos citótipos padrão 2n = 46 e 2n = 48 do
rio Mogi-Guaçu. Os eventos de diversificação que deram origem aos citótipos padrão podem
ser muito recentes. Moritz & Cicero (2004), chamaram a atenção para o fato de que a análise
de sequências poderia não ser eficaz para grupos de diversificação muito recente, com
frequente hibridação (possivelmente crípticos) e com alta taxa de transferência de genes
mitocondriais.
FIGURA 1 - Dendrograma de Máxima Verossimilhança gerado a partir de sequências do gene
da citocromo oxidase I, com algoritmo Jukes-Cantor.
O dendrograma gerado a partir das sequencias do gene da citocromo b (Figura 2)
apresentou diferenças nos agrupamentos entre os indivíduos, apresentando maior estruturação
entre os citótipos padrão 2n = 46 e 2n = 48, principalmente da localidade de Cachoeira de
Emas.
O fluxo gênico elevado entre Astyanax aff. fasciatus do rio Mogi Guaçu, sinalizado
pela rara estruturação mitocondrial, também foi evidenciado por outros marcadores
moleculares em estudo de Pazza e colaboradores (2007). Os marcadores ISSR corroboraram
os resultados do presente trabalho, uma vez que indicaram que os dois citótipos padrão podem
representar formas divergentes de Astyanax aff. fasciatus, mas que ainda mantém razoável
Ciência & Tecnologia: Fatec-JB, Jaboticabal, v. 8, n.1, 2016. Número especial 2.
XII CURSO DE INVERNO DE GENÉTICA – FCAV/UNESP
identidade genética. O marcador RAPD, que teve o Nm calculado de 5,7826, evidencia que
ainda existe alto grau de miscigenação entre eles.
FIGURA 2 - Dendrograma de Máxima Verossimilhança gerado a partir de sequências do gene
da citocromo b, com algoritmo Jukes Cantor.
5. Conclusão
As técnicas baseadas em DNA mitocondrial não foram capazes de estruturar os
citótipos padrão 2n = 46 e 2n = 48 de Astyanax aff. fasciatus como unidades taxonômicas e
evolutivas diferentes, porém sinalizaram para o elevado fluxo gênico existente entre os
mesmos.
Referências
DA SILVA, S.A.; PENTEADO, P.R.; PAZZA, R.; KAVALCO, K.F. Avaliação da
transferibilidade de lócus de microssatélites em oito espécies de “Astyanax”. Evolução e
Conservação da Biodiversidade, v.2, n.1, p.104-109, 2012.
MORITZ, C.; CICERO, C. DNA barcoding: promise and pitfalls. PLoS biology, v.2, p.15291531, 2004.
PAZZA, R.; KAVALCO, K.F.; BERTOLLO, L.A.C. Chromosome polymorphism in
Astyanax fasciatus (Teleostei, Characidae). 1. Karyotype analysis, Ag-NORs and mapping of
the 18S and 5S ribosomal genes in sympatric karyotypes and their possible hybrid forms.
Cytogenet Genome Res, v.112, p.313–319, 2006.
PAZZA, R.; KAVALCO, K.F.; PRIOLI, S.M.A.P.; PRIOLI, A.J.; BERTOLLO, L.A.C.
Chromosome polymorphism in Astyanax fasciatus (Teleostei, Characidae), Part 3: Analysis
of the RAPD and ISSR molecular markers. Biochemical Systematics and Ecology, v.35, n.12,
p.843-851, 2007.
Ciência & Tecnologia: Fatec-JB, Jaboticabal, v. 8, n.1, 2016. Número especial 2.
XII CURSO DE INVERNO DE GENÉTICA – FCAV/UNESP
PENTEADO, P.R.; KAVALCO, K.F.; PAZZA R. Um terceiro citótipo de Astyanax aff.
fasciatus (TELEOSTEI, CHARACIDAE) da bacia do rio São Francisco. Evolução e
Conservação da Biodiversidade, v.4, n1, p1-7, 2013.
PERDICES, A.; BERMINGHAM, E.; MONTILLA, A.; DOADRIO, I. Evolutionary history
of the genus Rhamdia (Teleostei: Pimelodidae) in central America. Molecular Phylogenetics
and Evolution, v.25, n.1, p.172-189, 2002.
TAMURA K.; STECHER G.; PETERSON D.; FILIPSKI A.; KUMAR S. MEGA6:
Molecular Evolutionary Genetics Analysis Version 6.0. Molecular Biology and Evolution,
v.30, p.2725-2729, 2013.
THOMPSON, J.D.; HIGGINS D.G.; GIBSON T.J. CLUSTAL W: improving the sensitivity
of progressive multiple sequence alignment through sequence weighting, position-specific
gap penalties and weight matrix choice. Nucleic Acids Research, v.22, p. 4673-4680, 1994.
WARD, R.D.; ZEMLAK, T.S.; INNES, B.H.; LAST, P.R.; HEBERT, P.D.N. DNA barcoding
Australia's fish species. Philosophical Transactions of the Royal Society B, v.360, p1847–
1857, 2005.
Ciência & Tecnologia: Fatec-JB, Jaboticabal, v. 8, n.1, 2016. Número especial 2.