Genetic characteristics of Tambaqui broodstocks in the state of Rondônia, Brazil: implications on production and conservation

Abstract

In recent years, the genetic monitoring of broodstocks in fish farming has been greatly highlighted due to its importance in the management and improvement of their production and conservation. Current study evaluates the genetic diversity of four Tambaqui broodstocks (Colossoma macropomum) in the state of Rondônia (Brazil) and discusses activities towards the species´s correct production management and conservation. Nine primers were employed to analyze 94 specimens from four fish farms in the municipalities of Ji-Paraná (JP), Ouro Preto do Oeste (OP), Presidente Médici (PM) and Rolim de Moura (RM). Differences in the frequency of 38 fragments, with an exclusive fragment in JP and OP, were reported. High polymorphism (52.40 to 64.60%) and Shannon Index (0.313 to 0.382) rates were observed. The analysis of molecular variance (AMOVA) demonstrated that most variation is within each stock. The identity and genetic distance between the groups ranged between 0.927 and 0.954 and between 0.047 and 0.076 respectively, with shortest distance between the OPxPM and JPxRM groups. Genetic differentiation ranged from moderate to high (Fst = 0.081 to 0.179) and the number of migrants per generation was moderate (Nm = 3.83 to 6.24). As a rule, stocks showed high genetic variability and moderate / high differentiation and genetic distance between them. The results allowed direct conservation programs and increase the productivity of this species in fish farming through breeding programs. ResumoNos últimos anos, o monitoramento genético de estoques na piscicultura tem recebido grande destaque devido a sua importância no gerenciamento e melhora da sua produção e conservação. Dessa forma, o objetivo deste estudo foi avaliar de forma inédita a diversidade genética de quatro estoques de reprodutores Tambaqui (Colossoma macropomum) do estado de Rondônia (Brasil) e através dela, discutir ações que contribuam com o correto manejo produtivo e conservação dessa espécie. Utilizaram-se nove iniciadores para analisar 94 indivíduos de quatro pisciculturas dos municípios Ji-Paraná (JP), Ouro Preto do Oeste (OP), Presidente Medici (PM) e Rolim de Moura (RM). Foram encontradas diferenças nas frequências de 38 fragmentos, com um fragmento exclusivo em JP e OP. Altos valores de polimorfismo (52,40 a 64,60%) e índice de Shannon (0,313 a 0,382) foram observados. A análise de variância molecular (AMOVA) demostrou que a maior parte da variação está dentro de cada estoque. A identidade e distância genética entre os agrupamentos variou de 0,927 a 0,954 e 0,047 a 0,076, respectivamente, com menor distância entre os agrupamentos OPxPM e JPxRM. A diferenciação genética variou de moderada a alta (Fst = 0,081 a 0,179) e o número de migrantes por geração foi moderado (Nm = 3,83 a 6,24). De forma geral, os estoques apresentaram alta variabilidade genética e moderada/alta diferenciação e distancia genética entre eles. Os resultados permitirão direcionar programas de conservação e aumentar a produtividade dessa espécie na piscicultura através de program...

Loss of genetic variability in the captive stocks of tambaqui,Colossoma macropomum(Cuvier, 1818), at breeding centres in Brazil, and their divergence from wild populations

“…The results acquired for most of the breeding centres analysed in the present study contrast with those obtained in studies of the C. macropomum stocks of a number of different Brazilian farms using RAPD and ISSR (Lopes et al, 2009;Jacometo et al, 2010;Lopera-Barrero et al, 2015 e;Ribeiro et al, 2016), which revealed high levels of genetic variability. Similar results have been obtained for some populations using microsatellites (Santos et al, 2016) and…”

“…This reflects a number of sampling problems, such as the regional focus of many studies, the use of markers with a poor resolution, and the inadequate or indirect sampling of the broodstocks through the analysis of the fry. In addition, the studies often overlook important aspects of the captive environment, such as reproductive patterns, the effective population size of the farmed stocks, the risks of inbreeding depression, the potential for genetic improvement based on the existing broodstock, the differences in comparison with natural populations, and the associated chances of hybridization with these populations (Aguiar et al., ; Calcagnotto & Toledo‐filho, ; Gomes et al., ; Jacometo et al., ; Lopera‐Barrero et al., ; Lopes et al., ; Queiroz et al., ; Ribeiro et al., ; Santos et al., ; dos Santos et al., ).…”

Variabilidade genética de larvas e alevinos de piracanjuba (Brycon orbignyanus)

“…A manutenção da variabilidade genética é um aspecto fundamental nesse processo, uma vez que a maioria dos programas de repovoamento utiliza peixes de cativeiro, os quais são normalmente sustentados por muitas gerações (González-Wangüemert et al, 2012). Dessa forma, faz-se necessário o monitoramento tanto dos reprodutores utilizados na produção dos estoques quanto dos indivíduos que serão soltos nos rios, para garantir a variabilidade genética deles e evitar efeitos na ictiofauna devido à deriva genética e consequente diminuição da capacidade de adaptação ao novo ambiente (Rodriguez-Rodriguez et al, 2010;Lopera-Barrero et al, 2016;Ribeiro et al, 2016).…”

Cross-amplification of heterologous microsatellite markers in Piracanjuba

“…Consequently, genetic studies are greatly relevant to monitor the species since they may be the basis of conservation and production programs (RIBEIRO et al, 2016). Microsatellite markers are currently widely used for assessment since they provide a great amount of information due to high polymorphism and their co-dominant characteristics (ABDUL-MUNEER, et al, 2014).…”