Taxonomia, biologia reprodutiva e dieta da Raia Borboleta, Gymnura micrura (Myliobatiformes: Elasmobranchii)

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

Desempenho e hematologia de tilápias-do-nilo alimentadas com Saccharomyces cerevisiae e vacinadas contra Streptococcus agalactiae

The objective of this work was to evaluate the inter-relationship between dietary supplementation with Saccharomyces cerevisiae cell wall and vaccination against Streptococcus agalactiae, and its effect on the productive performance and hematological variables of Nile tilapia (Oreochromis niloticus). Eighty-four Nile tilapia were distributed in 12 fiber boxes (n=7), in a 2x2x3 factorial arrangement, corresponding to two levels of supplementation with yeast cell wall, two types of inoculation, and three evaluation times. Fish were fed during 77 days. Vaccination of fish was done 60 days after feeding started. Fifteen days after vaccination, all fish were subjected to challenge with live strain of S. agalactiae, and 6, 24, and 48 hours after the challenge, blood was collected from the caudal vein for evaluations. Fish fed with supplemented diets show greater weight gain and specific growth rate, and the interaction between the diet and vaccination effects results in higher hematocrit, hemoglobin, and leukocyte rates.

Aspectos reprodutivos, morfologia dos gametas e desenvolvimento embrionário de Astyanax altiparanae Garutti & Britski (Teleostei, Characidae)

Pós-graduação em Aquicultura - FCAV

Consolidation of the genetic and cytogenetic maps of turbot (Scophthalmus maximus) using FISH with BAC clones

Bacterial artificial chromosomes (BAC) have been widely used for fluorescence in situ hybridization (FISH) mapping of chromosome landmarks in different organisms, including a few in teleosts. In this study, we used BAC-FISH to consolidate the previous genetic and cytogenetic maps of the turbot (Scophthalmus maximus), a commercially important pleuronectiform. The maps consisted of 24 linkage groups (LGs) but only 22 chromosomes. All turbot LGs were assigned to specific chromosomes using BAC probes obtained from a turbot 5x genomic BAC library. It consisted of 46,080 clones with inserts of at least 100 kb and < 5 % empty vectors. These BAC probes contained gene-derived or anonymous markers, most of them linked to quantitative trait loci (QTL) related to productive traits. BAC clones were mapped by FISH to unique marker-specific chromosomal positions, which showed a notable concordance with previous genetic mapping data. The two metacentric pairs were cytogenetically assigned to LG2 and LG16, and the nucleolar organizer region (NOR)-bearing pair was assigned to LG15. Double-color FISH assays enabled the consolidation of the turbot genetic map into 22 linkage groups by merging LG8 with LG18 and LG21 with LG24. In this work, a first-generation probe panel of BAC clones anchored to the turbot linkage and cytogenetical map was developed. It is a useful tool for chromosome traceability in turbot, but also relevant in the context of pleuronectiform karyotypes, which often show small hardly identifiable chromosomes. This panel will also be valuable for further integrative genomics of turbot within Pleuronectiformes and teleosts, especially for fine QTL mapping for aquaculture traits, comparative genomics, and whole-genome assembly.

Diet and feeding strategy of smooth butterfly ray Gymnura micrura in northeastern Brazil

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

Influence of glyceryl guaiacolate ether on anesthetics in tilapia compared to benzocaine and eugenol

Objective. The study aimed to investigate the effectiveness of glyceryl guaiacolate ether (GGE) and compare the times of induction, recovery, hematological changes, total protein and glycaemia among anesthetics in Nile tilapia, Oreochromis niloticus. Materials and methods. A total of 60 tilapia distributed in 3 aquariums (N=20) were used, which formed the group benzocaine (100 mg/L), eugenol (50 mg/L) and guaiacol glyceryl ether (9.000 mg/L). After the induction of anesthesia fish blood samples were collected to determine the complete hemogram and glycemia. Then the animals were placed in aquariums with running water for assessing the anesthesia recovery. Results. It was verified that GGE showed longer induction and recovery times as well a significant increase (p<0.05) of glycemia, when compared with the other groups (p<0.05). The concentration of total protein did not differ between groups (p>0.05). An increase in the number of monocytes in the group treated with benzocaine (p<0.05) was observed in the analysis of the hematological parameters with no difference between groups for other variables. Conclusions. Eugenol and benzocaine allow rapid induction and recovery in Nile tilapia, without evidence of stress during handling and GGE showed high induction and recovery times, being inadequate for anesthetic use in Nile tilapia.

Os efeitos da alta temperatura e do myleran (busulfan) na espermatogênese de Devario aequipinnatus (teleostei, cyprinidae)

Pós-graduação em Ciência e Tecnologia Animal - FEIS

Isolamento de Streptococcus agalactiae em diferentes órgãos de tilápias do nilo (Oreochromis niloticus) criadas em tanques-rede

Streptococcosis is one of the major causes of mortality in tilapia's creation in Brazil, inducing great economic losses. As soon, the study objectived to determinate the frequency of isolation and identification the Streptococcus agalactiae in organs different of Oreochromis niloticus naturally infected, derived from eight fish farms in the northern region of the state of Parana, that presented clinical signs characteristics of streptococcal disease. However, blood samples and fragments (kidney, liver, spleen, heart and brain) were collected. These all samples were plated on solid medium of brain and heart infusion (BHI) added 5% ovine blood and incubated at 29 degrees C for 7 days in aerophilic conditions. Behind, the bacterial growth and from the macro and microscopic features, colonies compatibles with Streptococcus sp. gender, were selected. The species were identified by PCR reaction and confirmed by sequencing of 16S rDNA gene. The results exhibited that in tilapia of Nile infected with S. agalactiae the isolation is more common in brain, kidney and liver in descending order.

Ciclo reprodutivo de fêmeas de Devario aequipinnatus (Cypriniformes, Cyprinidae) submetidas a diferentes temperaturas

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

Immunohistochemical evidence for myofibroblastlike cells associated with liver injury induced by Aflatoxin B1 in rainbow trout (Oncorhynchus mykiss)

In mammalian species, profibrogenic cells are activated to become myofibroblasts in response to liver damage. Few studies have examined hepatic myofibroblasts and their role in liver damage in teleosts. The aim of the present study was to investigate the involvement of myofibroblast-like cells in rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) with hepatic damage induced by aflatoxin B1 (AFB1). Histopathological and immunohistochemical analyses characterized alterations in the liver stroma during the carcinogenic process. Anti-human a-smoothmuscle actin (SMA) and anti-human desmin primary antibodies were used in immunohistochemistry. Only the anti-SMA reagent labelled cells in trout liver. In the livers of control fish, only smooth muscle in blood vessels and around bile ducts was labelled. In the livers from AFB1-treated fish, SMA-positive cells were present in the stroma surrounding neoplastic lesions and in areas of desmoplastic reaction. These observations indicate that in teleosts, as in mammals, the myofibroblast-like cell is involved in fibrosis associated with liver injury. Chronic liver injury induced in trout by aflatoxin may provide a useful model system for study of the evolution of such mechanisms.

Das Globingen-Repertoire von Amphibien und Teleostiern

Im Rahmen der vorliegenden Dissertation wurde die molekulare Evolution von Globinen in Amphibien und Teleostiern untersucht und Analysen zur Genexpression ausgewählter Globine durchgeführt. Die bisher besonders für die neueren Mitglieder der Superfamilie der Globine – Neuroglobin und Cytoglobin – schwerpunktmäßig in Mammaliern erbrachten Daten sollten durch die Analyse in Amphibien und Teleostiern auf ihre generelle Gültigkeit für Vertebraten überprüft werden. Die Analysen zur Genexpression wurden sowohl in silico, basierend auf genomischen wie EST-Daten, als auch experimentell durch qualitative und quantitative RT-PCR-Nachweise durchgeführt. Die mRNA-Lokalisation wurde durch in situ-Hybridisierungen an Gewebeschnitten beziehungsweise durch Whole mount in situ-Hybridisierung an ganzen Embryonen detektiert. In einem ersten Teil der Arbeit wurde das Globin-Repertoire von Xenopus tropicalis umfassend analysiert. Die Expressionsanalyse der gefundenen Globine umfasste nicht nur adulte Tiere, sonder erstmals auch detailliert die Entwicklungsstadien eines Vertebraten. Dabei wurde festgestellt, dass die vorwiegend neuronale Expression des streng konservierten Neuroglobins ein generelles Charakteristikum aller Tetrapoden ist und bereits in der frühembryonalen Entwicklung auftritt. Auch für das als Einzelkopie im Amphibiengenom vertretene Cytoglobin konnte eine strenge Sequenzkonservierung gezeigt werden. Das Expressionsmuster des Amphibien-Cytoglobins stimmte mit dem aus Mammaliern bekannten überein und zeigte konservierte Charakteristika dieses Globins bei Tetrapoden auf. Die Analyse des Xenopus-Genoms ergab zudem, dass Krallenfrösche nicht über Myoglobin verfügen. Genomische Vergleiche syntäner Genregionen ließen auf Rearrangements in diesem Genombereich im Verlauf der Evolution schließen, in deren Folge das Myoglobingen in den Krallenfröschen deletiert wurde. Die Hämoglobine wurden in Xenopus tropicalis erstmals in einem Amphibium umfassend analysiert. Die Gene zeigten demnach eine geclusterte Anordnung: der tropische Krallenfrosch verfügte über je ein funktionelles α- bzw. β-adultes und sieben bzw. vier α- bzw. β-larvale Hämoglobine, die während der Entwicklung bzw. in adulten Tieren charakteristisch exprimiert wurden. Die Analyse der Hämoglobine hinsichtlich ihrer Lage in einem Cluster, ihrer phylogenetischen Relation zueinander und nicht zuletzt ihres Expressionsmusters ließen Rückschlüsse auf ihre Evolution zu. Zusätzlich zu diesen bereits bekannten Globinen konnte im Rahmen dieser Dissertation das Globingen-Repertoirs von Xenopus um zwei weitere, bisher unbekannte Globine erweitert werden. Diese wurden entsprechend ihrer bisher unbekannten Funktion als GlobinX und GlobinY bezeichnet. Während GlobinY bisher ausschließlich in Amphibien nachgewiesen werden konnte, wurde GlobinX zudem in Teleostiern detektiert und repräsentiert damit ein auf Anamnia beschränktes Globin. Die rekombinante Proteinexpression von Neuroglobin, Cytoglobin, GlobinX und GlobinY des tropischen Krallenfrosches zeigte ein hexakoordiniertes Bindungsschema dieser Globine in ihrem Deoxy-Zustand. In einem zweiten Teil dieser Dissertation wurden Neuroglobin und Cytoglobin in Teleostiern untersucht und die Analyse für diese zwei Gene somit über die Tetrapoden hinaus auf den gesamten Stammbaum der Vertebraten ausgedehnt. Dabei wurde deutlich, dass die vorwiegend neuronale Expression des seit 420 Millionen Jahren streng konservierten Neuroglobins ein generelles Merkmal dieses Globins in allen Vertebraten ist. Der in Amphibien und Teleostiern erbrachte und mit Ergebnissen in Mammaliern übereinstimmende Nachweis von Neuroglobin in neuronalen Geweben mit einem hohen Stoffwechsel lässt derzeit eine Funktion dieses Globins im Sauerstoffmetabolimus als wahrscheinlich erscheinen. Ob Neuroglobin dabei als kurzzeitiger Sauerstoffspeicher, O2-Transoprter oder aber in der Detoxifikation reaktiver Sauerstoff- bzw. Stickstoffspezies agiert, bleibt zu untersuchen. Für Cytoglobin konnte eine offenbar alle Teleostier betreffende Genduplikation nachgewiesen werden. Phylogenetische Analysen zeigen die Monophylie der Vertebraten-Cytoglobine. Der Vergleich der paralogen Cytoglobine der Teleostier mit dem syntänen Genombereich des humanen Cytoglobins zeigte die wahrscheinliche Entstehung der Fisch-Cytoglobine durch eine Genomduplikation in einem Vorfahren aller Teleostier vor etwa 300-450 Millionen Jahren. Die paralogen Cytoglobine zeigten in Danio rerio und Tetraodon nigroviridis differierende, charakteristische Expressionsmuster, die mit der Theorie der Subfunktionalisierung von Genen in Folge eines Duplikationsereignisses kompatibel sind. Die Analyse zeigte, dass Cygb-1 prädominant in Gehirn und Herz exprimiert wurde, Cygb-2 hingegen bevorzugt in Gehirn und Auge. Dies bestätigte indirekt die Hypothese, nach der das Cytoglobin der Mammalier zwei unterschiedliche Funktionen in differenten Geweben wahrnimmt. Die rekombinante Expression von Cygb-1 des Zebrabärblings zeigte zudem, das auch dieses Globin in seiner Deoxy-Form über ein hexakoordiniertes Bindungsschema verfügt.

Die Schleimkeratine TK-alpha and TK-gamma des Zebrabärblings Danio rerio

Die Schleimkeratine TKα und TKγ aus dem Schleimaal Eptatretus stoutii besitzten für Keratine außergewöhnliche Eigenschaften. In speziellen Drüsen reifen die Schleimkeratine zu 3 µm dicken und bis zu 60 cm langen kabelartigen Filamenten heran und werden anschließend zur Feindabwehr ins umgebende Wasser extrazellulär sezerniert, wodurch die viskoelastischen Eigenschaften des Schleims modifiziert werden. Mittlerweile wurden die Schleimkeratine auch in höheren Wirbeltiergruppen (Knochenfische und Amphibien) entdeckt. Zu Beginn meiner Promotion war jedoch bis auf EST-Verteilungsprofile noch nichts über die Expression und Funktion der Schleimkeratine in diesen Organismen bekannt. rnIm Rahmen meiner Arbeit wurden die Schleimkeratine TKα und TKγ erstmalig im Zebrabärbling Danio rerio identifiziert und näher charakterisiert. Mittels rekombinanter Expression wurden TKα und TKγ in ausreichenden Mengen hergestellt und auf ihre Bindungseigenschaften hin untersucht. Hierbei konnte ich zeigen, dass TKα und TKγ einerseits miteinander Heteromere formen und andererseits, dass das TKα in der Lage ist, auch homopolymere Strukturen auszubilden. Letztere Eigenschaft wurde bisher noch bei keinem bekannten cytoplasmatischen Keratin beschrieben. Ergänzend zu diesen Untersuchungen wurde eine Expressionsanalyse durchgeführt. Hierbei konnte gezeigt werden, dass die Schleimkeratine im Zebrabärbling nicht extrazellulär sezerniert werden und zum anderen keine höheren, kabelartigen Strukturen ausformen. Vielmehr werden die Schleimkeratine bei adulten Tieren in den basalen Zellschichten der Epidermis exprimiert, welche keinen mechanischen Schutz in Form von Schuppen aufweisen (Stirnhautepidermis, Epidermis in Geweben zwischen den Flossenstrahlen). Innerhalb dieser Zellen formen die Schleimkeratine ein filamentöses Netzwerk aus, dass sich an der basalen Zellseite konzentriert. Eine mögliche Funktion von TKα und TKγ könnte demnach in der Erhöhung der mechanischen Integrität von stark beanspruchten Geweben liegen, die keinen Schutz in Form von Schuppen aufweisen. So werden TKα und TKγ in larvalen Entwicklungsstadien in der Epidermis, sowie im mechanisch stark beanspruchten Notochord koexprimiert. rnDa das Notochord im Zebrabärbling auch in entwicklungsbiologischen Vorgängen eine entscheidende Rolle spielt und weiterhin in aktuellen Untersuchungen am glatten Krallen-frosch Xenopus laevis Funktionen der Schleimkeratine TKα und TKγ innerhalb von Degenerationsprozessen während der Metamorphose nachgewiesen werden konnten, sind auch im Zebrabärbling Danio rerio Funktionen der Schleimkeratine TKα und TKγ im Rahmen von Entwicklungsprozessen denkbar.rn

Interference of endocrine disrupting chemicals with aromatase CYP19 expression or activity, and consequences for reproduction of teleost fish

Many natural and synthetic compounds present in the environment exert a number of adverse effects on the exposed organisms, leading to endocrine disruption, for which they were termed endocrine disrupting chemicals (EDCs). A decrease in reproduction success is one of the most well-documented signs of endocrine disruption in fish. Estrogens are steroid hormones involved in the control of important reproduction-related processes, including sexual differentiation, maturation and a variety of others. Careful spatial and temporal balance of estrogens in the body is crucial for proper functioning. At the final step of estrogen biosynthesis, cytochrome P450 aromatase, encoded by the cyp19 gene, converts androgens into estrogens. Modulation of aromatase CYP19 expression and function can dramatically alter the rate of estrogen production, disturbing the local and systemic levels of estrogens. In the present review, the current progress in CYP19 characterization in teleost fish is summarized and the potential of several classes of EDCs to interfere with CYP19 expression and activity is discussed. Two cyp19 genes are present in most teleosts, cyp19a and cyp19b, primarily expressed in the ovary and brain, respectively. Both aromatase CYP19 isoforms are involved in the sexual differentiation and regulation of the reproductive cycle and male reproductive behavior in diverse teleost species. Alteration of aromatase CYP19 expression and/or activity, be it upregulation or downregulation, may lead to diverse disturbances of the above mentioned processes. Prediction of multiple transcriptional regulatory elements in the promoters of teleost cyp19 genes suggests the possibility for several EDC classes to affect cyp19 expression on the transcriptional level. These sites include cAMP responsive elements, a steroidogenic factor 1/adrenal 4 binding protein site, an estrogen-responsive element (ERE), half-EREs, dioxin-responsive elements, and elements related to diverse other nuclear receptors (peroxisome proliferator activated receptor, retinoid X receptor, retinoic acid receptor). Certain compounds including phytoestrogens, xenoestrogens, fungicides and organotins may modulate aromatase CYP19 activity on the post-transcriptional level. As is shown in this review, diverse EDCs may affect the expression and/or activity of aromatase cyp19 genes through a variety of mechanisms, many of which need further characterization in order to improve the prediction of risks posed by a contaminated environment to teleost fish population.

Thyroid signaling in immune organs and cells of the teleost fish rainbow trout (Oncorhynchus mykiss).

Thyroid hormones are involved in modulating the immune system in mammals. In contrast, there is no information on the role played by these hormones in the immune system of teleost fish. Here we provide initial evidence for the presence of active thyroid signaling in immune organs and cells of teleosts. We demonstrate that immune organs (head kidney and spleen) and isolated leukocytes (from head kidney and peripheral blood) of the rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) express both thyroid receptor α (THRA) and β (THRB). Absolute mRNA levels of THRA were significantly higher than those of THRB. THRA showed higher expression in immune organs and isolated immune cells compared to the reference organ, liver, while THRB showed the opposite. In vivo exposure of trout to triiodothryronine (T3) or the anti-thyroid agent propylthiouracil (PTU) altered THR expression in immune organs and cells. Effect of T3 and PTU over the relative expression of selected marker genes of immune cell subpopulations was also studied. Treatments changed the relative expression of markers of cytotoxic, helper and total T cells (cd4, cd8a, trb), B lymphocytes (mIgM) and macrophages (csf1r). These findings suggest that the immune system of rainbow trout is responsive to thyroid hormones.

The genomic substrate for adaptive radiation in African cichlid fish

Cichlid fishes are famous for large, diverse and replicated adaptive radiations in the Great Lakes of East Africa. To understand the molecular mechanisms underlying cichlid phenotypic diversity, we sequenced the genomes and transcriptomes of five lineages of African cichlids: the Nile tilapia (Oreochromis niloticus), an ancestral lineage with low diversity; and four members of the East African lineage: Neolamprologus brichardi/pulcher (older radiation, Lake Tanganyika), Metriaclima zebra (recent radiation, Lake Malawi), Pundamilia nyererei (very recent radiation, Lake Victoria), and Astatotilapia burtoni (riverine species around Lake Tanganyika). We found an excess of gene duplications in the East African lineage compared to tilapia and other teleosts, an abundance of non-coding element divergence, accelerated coding sequence evolution, expression divergence associated with transposable element insertions, and regulation by novel microRNAs. In addition, we analysed sequence data from sixty individuals representing six closely related species from Lake Victoria, and show genome-wide diversifying selection on coding and regulatory variants, some of which were recruited from ancient polymorphisms. We conclude that a number of molecular mechanisms shaped East African cichlid genomes, and that amassing of standing variation during periods of relaxed purifying selection may have been important in facilitating subsequent evolutionary diversification.