Assinaturas genéticas associadas à estrutura populacional em Salminus brasiliensis (Cuvier 1816) do alto e médio rio Uruguai

dc.contributor.advisor-co1Ramirez Malaver , Jorge Luis
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3073682959497475
dc.contributor.advisor1Galetti Junior, Pedro Manoel
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7398754661670478
dc.contributor.advisor1orcidhttps://orcid.org/0000-0001-5916-6126
dc.contributor.authorZavala, Enzo
dc.contributor.authorlatteshttps://lattes.cnpq.br/8511556979306379
dc.contributor.authororcidhttps://orcid.org/0009-0009-2624-391X
dc.date.accessioned2025-02-10T12:14:59Z
dc.date.issued2024-12-11
dc.description.abstractThe Neotropical region is recognized by its high biodiversity, from which Ostariophysian fish represent a group of wide diversifications. Among these fish, those that carry out long-distance migratory movements, that occur naturally during annual reproduction seasons in tropical basins, stand out. There is still much to investigate about how this behavior is reflected in the genetic structure of migratory freshwater fish, such as Salminus brasiliensis, a fish of economic and ecological importance popularly known as Dourado and whose natural populations have been reduced in the last years. Uruguay River represents an area subjected to intense environmental pressure caused by hydroelectrical dams, which constrain both the upstream movement to spawning areas and the passive downstream movement of egg and larvae to nursery and recruitment areas. Although the presence of dams could suggest the existence of a spatial population structure, previous genetic evidence of isolation by time suggests the hypothesis of the presence of reproductive shoals temporally different that could present genetic signatures of this isolation. Using a Genotyping-by-Sequencing (GBS) approach, Single Nucleotide Polymorphisms markers for 60 individuals of S. brasiliensis were assessed. Patterns of genetic structure were inferred using three datasets: (i) Total SNPs, (ii) putative neutral SNPs, and (iii) putative adaptive SNPs, and three sets of individuals: (i) Total individuals, (ii) Itá e (iii) Turvo, in order to test the pattern of Isolation by time described for S. brasiliensis. Clustering analysis using the total and putative neutral SNPs datasets rejected the hypothesis of isolation by time and suggest that dourados from both regions represent a panmictic population. In contrast, 121 putative adaptive SNPs evidenced four genetic clusters. These findings indicated that selection would drive a genetic differentiation between dourados from the upper and middle Uruguay river, resulting in a “Temporal divergent selection” with the formation of two potential ecotypes of S. brasiliensis: “Early” and “Late ” spawners, at the beginning (October-December) and at the end (January-February) of the reproductive season, respectively. By mapping our adaptive SNPs to an annotated genome assemble, those were identified in genes involved in functions at cellular level. Thus, it was suggested that our SNP markers exhibit an effect of “genetic hitchhiking” with genomic regions that are truly under selection, with the probable existence of “genomic islands” shaping the genomic structure of S. brasiliensis during initial stages of ecological divergence under high levels of gene flow. Overall, this study demonstrates the utility of genomic approaches by applying analysis of putative adaptive genetic variation when neutral data fail in revealing patterns of population structure in freshwater migratory fish species. Nevertheless, further studies including both phenotypic and ecological data are necessary to aid to identify management units that guarantee the conservation status of S. brasiliensis from the upper and middle Uruguay River.eng
dc.description.resumoA região Neotropical é reconhecida por sua alta biodiversidade, da qual os peixes Ostaryophysi representam um grupo de ampla diversidade. Dentre esses peixes, destacam-se aqueles que realizam movimentos migratórios de longa distância, os quais ocorrem naturalmente durante as estações anuais de reprodução nas bacias tropicais. Ainda há muito a investigar sobre como esse comportamento se reflete na estrutura genética dos peixes migratórios de água doce, como o Salminus brasiliensis, um peixe de importância econômica e ecológica popularmente conhecido como dourado e cujas populações naturais foram reduzidas nos últimos anos. O Rio Uruguai representa uma área sujeita a uma intensa pressão ambiental causada por barragens hidrelétricas, que restringem tanto o movimento a montante para áreas de desova quanto o movimento passivo a jusante de ovos e larvas para áreas de berçário e recrutamento. Certamente, a presença de barragens no alto Uruguai poderia sugerir a existência de estruturação espacial. No entanto, uma evidência genética previamente descrita de isolamento temporal sugere a hipótese da presença de cardumes reprodutivos, temporalmente diferentes que podem apresentar assinaturas genéticas desse isolamento. Utilizando uma abordagem de Genotipagem por Sequenciamento (GBS), foram avaliados marcadores de Polimorfismos de Nucleotídeo Único (SNPs) para 60 indivíduos de S. brasiliensis. Padrões de estrutura genética foram inferidos usando três tipos de marcadores: (i) SNPs totais, (ii) SNPs supostamente neutros e (iii) supostos SNPs adaptativos e três conjuntos de indivíduos: (i) total de indivíduos, (ii) Itá e (iii) Turvo, com a finalidade de testar a existência do padrão de Isolamento por tempo descrito em S. brasiliensis. Análises de agrupamento usando os marcadores totais e neutros negam a hipótese de isolamento temporal e sugerem um cenário de panmixia entre dourados das duas regiões. Em contrapartida, 121 supostos SNPs adaptativos evidenciaram quatro agrupamentos. Esses resultados indicaram que a seleção pode estar impulsando a diferenciação genética nos dourados de ambas regiões, resultando em uma “Seleção divergente temporal” com a formação de dois potenciais ecótipos de S. brasiliensis: “Early” e “Late” que desovam no início (outubro-dezembro) e no final (janeiro-fevereiro) da estação reprodutiva, respectivamente. Os SNPs adaptativos mapeados em um genoma de referência anotado, foram identificados apenas em genes envolvidos em funções em nível celular. Assim, foi sugerido que nossos marcadores SNP exibem um efeito de “carona genética” com regiões genômicas que estão realmente sob seleção, com a provável existência de “ilhas genômicas” moldando a estrutura genômica de S. brasiliensis durante os estágios iniciais de divergência ecológica sob altos níveis de fluxo gênico. No geral, este estudo demonstra a utilidade das abordagens genômicas aplicando a análise da suposta variação genética adaptativa quando dados neutros falham em revelar padrões de estrutura populacional em espécies de peixes migratórios. No entanto, estudos adicionais incluindo variação fenotípica e dado ecológicos são necessários para auxiliar a identificação de unidades de manejo que garantam o status de conservação de S. brasiliensis do alto e médio rio Uruguai.
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.description.sponsorshipIdProceso nº 88887.802546/2023-00
dc.identifier.citationZAVALA, Enzo. Assinaturas genéticas associadas à estrutura populacional em Salminus brasiliensis (Cuvier 1816) do alto e médio rio Uruguai. 2024. Dissertação (Mestrado em Genética Evolutiva e Biologia Molecular) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2024. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/21341.por
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/21341
dc.language.isopor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlos
dc.publisher.addressCampus São Carlos
dc.publisher.initialsUFSCar
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Genética Evolutiva e Biologia Molecular - PPGGEv
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
dc.subjectIsolamento por tempo
dc.subjectGBS
dc.subjectMigrações reprodutivas
dc.subjectUnidades evolutivas
dc.subjectUnidades de exploração
dc.subject.cnpqCIENCIAS BIOLOGICAS::GENETICA
dc.subject.cnpqCIENCIAS BIOLOGICAS::GENETICA::GENETICA ANIMAL
dc.titleAssinaturas genéticas associadas à estrutura populacional em Salminus brasiliensis (Cuvier 1816) do alto e médio rio Uruguai
dc.title.alternativeGenetic signatures associated to population structure in Salminus brasiliensis (Cuvier 1816) from the upper and middle Uruguay rivereng
dc.typeDissertação

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