Análise de parentesco e variabilidade genética de pacu (Piaractus mesopotamicus) por meio de marcadores SNPs: subsídios para o melhoramento genético

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Processo FAPESP: 2014/12412-4

Pós-graduação em Aquicultura - FCAV

Pacu (Piaractus mesopotamicus) é uma espécie de peixe Neotropical amplamente distribuída nas bacias dos rios Paraná e Paraguai, e uma das espécies de peixe neotropicais de maior valor para a aquicultura. Uma melhor compreensão do genoma do pacu é necessária para o manejo genético na conservação dos estoques naturais e cultivados. O principal objetivo foi identificar SNPs (Single Nucleotide Polymorphisms) gene-associados no transcriptoma de fígado do pacu e, em seguida, aplicar em análises de variabilidade genética e de parentesco visando um manejo adequado desta importante espécie não modelo na aquicultura. O sequenciamento do transcriptoma foi realizado por meio da plataforma Roche/454, que resultou na formação de 4.110 contigs não redundantes. Destes, 2.051 genes foram identificados e funcionalmente anotados a fim de revelar genes relacionados às características econômicas interessantes para a aquicultura. Foram encontrados 464 SNPs localizados em 5’UTR (10.0%), 3’UTR (17.2%) e em regiões CDS (71,1%), e classificados como sinônimos (70,6%) e não sinônimos (29,4%). Foram genotipados 32 SNPs por meio da técnica Sequenom MassARRAY, dos quais alguns estavam relacionados com sistema imune. A variabilidade genética foi estimada em populações de indivíduos selvagens (Rio Paraná) e de indivíduos cultivados em sete pisciculturas do estado de São Paulo (FF1, FF2, FF3, FF4, FF5, FF6 e FF7). Não foram observadas diferenças significativas entre heterozigosidade observada (Hobs) e esperada (Hexp) para cada população. Análises de diferenciação genética mostraram baixo nível de estruturação genética entre as populações (Fst = 0.064, AMOVA = 93,59% da variação dentro de populações, P<0,05). Análises de parentesco mostraram que a maioria das estações de piscicultura possuíam pelo menos 40% de indivíduos aparentados, com risco de endogamia e necessidade de realização de um programa de acasalamentos direcionados. Nossos resultados proporcionaram importantes recursos genéticos para o pacu, com aplicabilidade para a aquicultura.

Pacu (Piaractus mesopotamicus) is a Neotropical freshwater fish widely distributed in Parana, Paraguay Basin. Wild populations of pacu are threatened by overfishing and it is one of the fish species of highest commercial value for aquaculture. An understanding of the pacu genome is appropriate to genetic management in the conservation of wild and cultivated stocks. The main objective was identify gene-associated SNPs in liver transcriptome of pacu. We used SNPs (Single Nucleotide Polymorphisms) to perform genetic variability and kinship analysis for suitable management of this important non-model species in aquaculture. Transcriptome sequencing was done with the Roche/454 technology and yielded 4,110 non-redundant contigs. Of these, 2,051 genes were identified and functionally annotated to reveal genes correlated to economical traits in aquaculture. We found 464 SNPs in 5’UTR (10.0%), 3’UTR (17.2%) and CDS (71,1%), classified in synonymous (70,6%) and non-synonymous (29,4%). We genotyped 32 feasible SNPs through Sequenom MassARRAY platform and we obtained some SNPs related to immune system. Genetic diversity was estimated in wild individuals (Parana river) and in seven farm fish populations (FF1, FF2, FF3, FF4, FF5, FF6 and FF7). There were no significant differences between observed heterozygosity (Hobs) and expected (Hexp) for each population; and also between observed heterozygosity, expected heterozygosity and minimum allele frequency (MAF), when the population averages were compared (P <0.05). In addition, genetic differentiation analyzes showed low genetic structure of wild and cultivated populations of pacu (Fst = 0.064; AMOVA = 93.59% of the variation within populations; P<0,05). Kinship analysis showed most hatchery stations had at least 40% of related individuals, at risk of inbreeding and the need to perform a directed mating program. Our results showed unprecedented genomic resources for pacu.