Molecular and morphological approaches for species delimitation and hybridization investigations of two Cichla species / Abordagens morfológicas e moleculares para delimitação de espécie e investigações de hibridação de duas espécies de Cichla

The hybridization is a widely-discussed issue in several studies with fish species. For some authors, hybridization may be related with diversification and speciation of several groups, or also with the extinction of populations or species. Difficulties to differentiate species and hybrids may be a problem to correctly apply a management of wild species, because hybrid lineages, especially the advanced ones, may resemble the parental species. The genus Cichla Bloch & Schneider, 1801 constitutes an interesting experimental model, considering that hybridization and taxonomic uncertainties hinder a correct identification. Considering these problems, in this study, we developed genetic methodologies and applied meristic and morphometric approaches in wild samples in order to identify species and for test a possible hybridization between Cichla kelberi Kullander & Ferreira, 2006 and Cichla piquiti Kullander & Ferreira, 2006. For this, C. kelberi, C. piquiti and potential hybrid ( carijó) individuals were collected in Paraná and Tietê rivers (SP, Brazil). For meristic and morphometric methods, the individuals were analyzed using the statistical software Pcord 5:31, while for molecular methods, primers for PCR-multiplex were designed and enzyme for PCR-RFLP were selected, under the species-specific nucleotide. All results indicated that the carijó is not an interspecific hybrid, because it presented identical genetic pattern and morphology closed to C. piquiti. Thus, we propose that carijó is a C. piquiti morphotype. In addition, this study promotes a new molecular tool that could be used in future research, monitoring and management programs of the genus Cichla.(AU)

A hibridação é uma questão amplamente discutida em vários estudos com espécies de peixes. Para alguns autores, hibridações podem estar relacionadas à diversificação e especiação de muitos grupos, ou à extinção de populações ou espécies. Dificuldades para diferenciar espécies e híbridos podem ser um problema para aplicar corretamente o manejo de espécies selvagens, porque linhagens híbridas, especialmente as mais avançadas, podem assemelhar-se aos parentais. O gênero Cichla Bloch & Schneider, 1801 constitui um interessante modelo experimental, considerando que a hibridação e as incertezas taxonômicas dificultam a correta identificação. Considerando estes problemas, neste estudo foram desenvolvidas metodologias genéticas e aplicadas abordagens merísticas e morfométricas em amostras selvagens para identificar espécies e para testar uma possível hibridação entre Cichla kelberi Kullander & Ferreira, 2006 e Cichla piquiti Kullander & Ferreira, 2006. Para isto, C. kelberi, C. piquiti e indivíduos do híbrido em potencial ( carijó) foram coletados nos rios Paraná e Tietê (SP, Brasil). Para os métodos merístico e morfométrico, os indivíduos foram analisados, utilizando-se o software estatístico Pcord 5:31, enquanto que para os métodos moleculares, primers para PCR-multiplex foram desenhados e enzimas para PCR-RFLP foram selecionadas, sob nucleotídeos espécie-específicos. Todos os resultados indicaram que o carijó não é um híbrido interespecífico, porque apresentou padrão genético idêntico e morfologia próxima à C. piquiti. Assim, propomos que o carijó é um morfotipo de C. piquiti. Além disso, este estudo promove uma nova ferramenta molecular que poderá ser utilizada em futuras pesquisas, monitoramento e manejo do gênero Cichla.(AU)

Molecular and morphological approaches for species delimitation and hybridization investigations of two Cichla species / Abordagens morfológicas e moleculares para delimitação de espécie e investigações de hibridação de duas espécies de Cichla

The hybridization is a widely-discussed issue in several studies with fish species. For some authors, hybridization may be related with diversification and speciation of several groups, or also with the extinction of populations or species. Difficulties to differentiate species and hybrids may be a problem to correctly apply a management of wild species, because hybrid lineages, especially the advanced ones, may resemble the parental species. The genus Cichla Bloch & Schneider, 1801 constitutes an interesting experimental model, considering that hybridization and taxonomic uncertainties hinder a correct identification. Considering these problems, in this study, we developed genetic methodologies and applied meristic and morphometric approaches in wild samples in order to identify species and for test a possible hybridization between Cichla kelberi Kullander & Ferreira, 2006 and Cichla piquiti Kullander & Ferreira, 2006. For this, C. kelberi, C. piquiti and potential hybrid ( carijó) individuals were collected in Paraná and Tietê rivers (SP, Brazil). For meristic and morphometric methods, the individuals were analyzed using the statistical software Pcord 5:31, while for molecular methods, primers for PCR-multiplex were designed and enzyme for PCR-RFLP were selected, under the species-specific nucleotide. All results indicated that the carijó is not an interspecific hybrid, because it presented identical genetic pattern and morphology closed to C. piquiti. Thus, we propose that carijó is a C. piquiti morphotype. In addition, this study promotes a new molecular tool that could be used in future research, monitoring and management programs of the genus Cichla.

A hibridação é uma questão amplamente discutida em vários estudos com espécies de peixes. Para alguns autores, hibridações podem estar relacionadas à diversificação e especiação de muitos grupos, ou à extinção de populações ou espécies. Dificuldades para diferenciar espécies e híbridos podem ser um problema para aplicar corretamente o manejo de espécies selvagens, porque linhagens híbridas, especialmente as mais avançadas, podem assemelhar-se aos parentais. O gênero Cichla Bloch & Schneider, 1801 constitui um interessante modelo experimental, considerando que a hibridação e as incertezas taxonômicas dificultam a correta identificação. Considerando estes problemas, neste estudo foram desenvolvidas metodologias genéticas e aplicadas abordagens merísticas e morfométricas em amostras selvagens para identificar espécies e para testar uma possível hibridação entre Cichla kelberi Kullander & Ferreira, 2006 e Cichla piquiti Kullander & Ferreira, 2006. Para isto, C. kelberi, C. piquiti e indivíduos do híbrido em potencial ( carijó) foram coletados nos rios Paraná e Tietê (SP, Brasil). Para os métodos merístico e morfométrico, os indivíduos foram analisados, utilizando-se o software estatístico Pcord 5:31, enquanto que para os métodos moleculares, primers para PCR-multiplex foram desenhados e enzimas para PCR-RFLP foram selecionadas, sob nucleotídeos espécie-específicos. Todos os resultados indicaram que o carijó não é um híbrido interespecífico, porque apresentou padrão genético idêntico e morfologia próxima à C. piquiti. Assim, propomos que o carijó é um morfotipo de C. piquiti. Além disso, este estudo promove uma nova ferramenta molecular que poderá ser utilizada em futuras pesquisas, monitoramento e manejo do gênero Cichla.

Molecular and morphological approaches for species delimitation and hybridization investigations of two Cichla species

ABSTRACT The hybridization is a widely-discussed issue in several studies with fish species. For some authors, hybridization may be related with diversification and speciation of several groups, or also with the extinction of populations or species. Difficulties to differentiate species and hybrids may be a problem to correctly apply a management of wild species, because hybrid lineages, especially the advanced ones, may resemble the parental species. The genus Cichla Bloch & Schneider, 1801 constitutes an interesting experimental model, considering that hybridization and taxonomic uncertainties hinder a correct identification. Considering these problems, in this study, we developed genetic methodologies and applied meristic and morphometric approaches in wild samples in order to identify species and for test a possible hybridization between Cichla kelberi Kullander & Ferreira, 2006 and Cichla piquiti Kullander & Ferreira, 2006. For this, C. kelberi, C. piquiti and potential hybrid ( carijó) individuals were collected in Paraná and Tietê rivers (SP, Brazil). For meristic and morphometric methods, the individuals were analyzed using the statistical software Pcord 5:31, while for molecular methods, primers for PCR-multiplex were designed and enzyme for PCR-RFLP were selected, under the species-specific nucleotide. All results indicated that the carijó is not an interspecific hybrid, because it presented identical genetic pattern and morphology closed to C. piquiti. Thus, we propose that carijó is a C. piquiti morphotype. In addition, this study promotes a new molecular tool that could be used in future research, monitoring and management programs of the genus Cichla.

RESUMO A hibridação é uma questão amplamente discutida em vários estudos com espécies de peixes. Para alguns autores, hibridações podem estar relacionadas à diversificação e especiação de muitos grupos, ou à extinção de populações ou espécies. Dificuldades para diferenciar espécies e híbridos podem ser um problema para aplicar corretamente o manejo de espécies selvagens, porque linhagens híbridas, especialmente as mais avançadas, podem assemelhar-se aos parentais. O gênero Cichla Bloch & Schneider, 1801 constitui um interessante modelo experimental, considerando que a hibridação e as incertezas taxonômicas dificultam a correta identificação. Considerando estes problemas, neste estudo foram desenvolvidas metodologias genéticas e aplicadas abordagens merísticas e morfométricas em amostras selvagens para identificar espécies e para testar uma possível hibridação entre Cichla kelberi Kullander & Ferreira, 2006 e Cichla piquiti Kullander & Ferreira, 2006. Para isto, C. kelberi, C. piquiti e indivíduos do híbrido em potencial ( carijó) foram coletados nos rios Paraná e Tietê (SP, Brasil). Para os métodos merístico e morfométrico, os indivíduos foram analisados, utilizando-se o software estatístico Pcord 5:31, enquanto que para os métodos moleculares, primers para PCR-multiplex foram desenhados e enzimas para PCR-RFLP foram selecionadas, sob nucleotídeos espécie-específicos. Todos os resultados indicaram que o carijó não é um híbrido interespecífico, porque apresentou padrão genético idêntico e morfologia próxima à C. piquiti. Assim, propomos que o carijó é um morfotipo de C. piquiti. Além disso, este estudo promove uma nova ferramenta molecular que poderá ser utilizada em futuras pesquisas, monitoramento e manejo do gênero Cichla.

Molecular identification of intergenus crosses involving catfish hybrids: risks for aquaculture production

Monitoring of the interspecific hybrid production and trade is essential for the appropriate management of these animals in fish farms. The identification of catfish hybrids by morphological analysis is unreliable, particularly of juveniles and post-F1 individuals. Therefore, in the present study, we used five molecular markers (four nuclear genes and one mitochondrial gene) to detect hybrids in the trade of pimelodid juvenile fish from different stocks purchased of five seed producers in Brazil. Samples commercialized as pintado (pure species Pseudoplatystoma corruscans ) from three fish farms were genetically identified as hybrid cachapinta ( P. reticulatum x P. corruscans ). In the stocks purchased as cachandiá (hybrid between P. reticulatum x Leiarius marmoratus ) and cachapira (hybrid between P. reticulatum x Phractocephalus hemioliopterus ), we suggested the occurrence of intergenus crosses involving the hybrid cachapinta, which was used instead of the pure species P. reticulatum . The problems involving the hybrid cachapinta production were discussed in the present study, especially because these animals have caused genetic contamination and threatened the genetic integrity of natural and cultivated populations. In order to improve the surveillance of the production and provide criteria for the correct management of catfish hybrids, genetic markers has become an excellent alternative to the morphological identification, including juveniles or post-F1 generations.(AU)

O monitoramento da produção e comércio de híbridos interespecíficos é essencial para o manejo adequado desses animais em pisciculturas. A identificação de híbridos de bagres por análise morfológica não é confiável, especialmente de juvenis e indivíduos pós-F1. Portanto, no presente estudo, cinco marcadores moleculares (quatro genes nucleares e um gene mitocondrial) foram utilizados para detectar híbridos no comércio de juvenis pimelodídeos de diferentes estoques, comprados de cinco produtores de alevinos no Brasil. As amostras comercializadas como pintado (espécie pura Pseudoplatystoma corruscans ) foram geneticamente identificadas como híbrido cachapinta ( P. reticulatum x P. corruscans ). Nos estoques comprados como cachandiá (híbrido entre P. reticulatum x Leiarius marmoratus ) e cachapira (híbrido entre P. reticulatum x Phractocephalus hemioliopterus ), sugere-se a ocorrência de cruzamentos intergêneros envolvendo o híbrido cachapinta, que foi usado ao invés da espécie pura P. reticulatum . Os problemas envolvendo a produção de cachapinta foram discutidos no presente estudo, especialmente porque estes animais têm causado contaminação genética e ameaçado a integridade genética das populações naturais e cultivadas. Com o intuito de melhorar a fiscalização da produção e fornecer critérios para o manejo correto dos híbridos de bagre, marcadores genéticos têm se tornado uma excelente alternativa para a identificação morfológica, incluindo juvenis ou gerações pós-F1.(AU)