Molecular markers in studies on fish parasites (Platyhelminthes): Review / Marcadores moleculares aplicados a estudos de Platyhelminthes parasitos de peixes: revisão

Studies with molecular markers are currently more common for all groups of living organisms. Molecular techniques used in Platyhelminthes parasites of fishes do not merely reveal complex life cycles, but are important for species distinction and the elucidation of the phylogenetic hypothesis. Current research verified which molecular markers were mainly used phylogenetic studies on Platyhelminthes parasites of fish so that subsidies for further phylogenetic studies in Icthyoparasitology could be provided. Data base of CAPES Journals platform was employed for bibliometric analysis comprising the keywords fish and phylogeny associated with Cestoda, Digenea or Monogenea. Information retrieved was quantified and tabulated. Most studies were on Monogenea (43%), followed by Digenea (37%) and Cestoda (18%). Ribosomal molecular markers were the most used in the phylogenetic studies for fish parasites. Due to the advance of molecular biology techniques and of bioinformatics, with more robust phylogenetic analysis, the use of these techniques in other areas such as Ichytioparasitology is on the increase. In fact, molecular phylogenetics and morphological structures analysis have efficiently contributed towards the understanding of phylogenetic relationships among the groups.(AU)

Estudos com marcadores moleculares são cada vez mais comuns em todos os grupos de seres vivos. Para os platelmintes parasitos de peixes, as técnicas moleculares possibilitam desvendar ciclos de vida complexos, sendo importantes também na distinção de espécies e na elucidação de hipóteses filogenéticas. Neste sentido, este trabalho teve como objetivo verificar quais são os principais marcadores moleculares utilizados nos estudos de platelmintos parasitos de peixes, visando fornecer subsídios para futuros estudos filogenéticos na Ictioparasitologia. Para a análise bibliométrica foi utilizado o banco de dados dos Periódicos da CAPES, tendo como palavras-chave fish e phylogeny associadas a Cestoda, Digenea e Monogenea. As informações obtidas nos trabalhos foram tabuladas e quantificadas. Dos 143 trabalhos obtidos 43% foram com monogenéticos, 37% com digenéticos e 18% com cestoides. Os marcadores moleculares ribossomais foram os mais utilizados nos estudos filogenéticos com estes parasitos de peixes. Com o avanço das técnicas de biologia molecular e da bioinformática, com análises filogenéticas mais robustas, é crescente a utilização destas técnicas na Ictioparasitologia. A filogenética molecular, juntamente com a análise de estruturas morfológicas tem contribuído de maneira mais eficiente para o entendimento das relações de parentesco, entre estes grupos de parasitos de p(AU)

Opsin genes: research perspectives with Neotropical cichlids (Perciformes: Cichlidae) and their relevance in floodplain studies / Genes opsins: perspectivas para pesquisas com ciclídeos Neotropicais (Perciformes: Cichlidae) e sua relevância para estudos em planícies de inundação

Vision not only plays an important role in the behavior and exploration capacity of new ecology niches but also influences the evolution of species exposed to the heterogeneity of light. Floodplain environments have high habitat heterogeneity and, thus, different light gradients. Cichlids are a group of vertebrates that has stirred interest in evolutionary studies due to their morphological and behavioral diversity and their widely used vision. The molecular basis of vertebrates vision occurs through the interaction of opsin proteins and retinal chromophores. Proteins are expressed by opsin genes where each is responsible for absorbing certain light wavelengths. Current review analyzes the main characteristics of opsin genes family and the possibility of using them in floodplain and Neotropical cichlids studies. Opsins may have different levels of expression and molecular polymorphisms according to the dispersion of the species. They are also related to such behavior as sexual selection, nourishment and exploration of new habitats. Floodplains are natural experiments and dynamic environments that provide a wide range of habitats. In fact, the integration of studies in floodplains and the opsin genes in Neotropical cichlids seems to be a promising and still unexplored area in Neotropical regions.(AU)

A visão desempenha um importante papel no comportamento e capacidade de explorar novos nichos, e também influencia o processo evolutivo de espécies que estão sujeitas à heterogeneidade de luz. Ambientes de planície de inundação têm alta heterogeneidade de habitats, exibindo diferentes gradientes de luminosidade. Um grupo de vertebrados que desperta interesse para estudos evolutivos são os ciclídeos, pela sua diversidade morfológica e comportamental, além de usarem amplamente a visão. A base molecular da visão dos vertebrados ocorre pela interação de proteínas opsinas e cromóforos retinais. Essas proteínas são expressas pelos genes opsins, cada uma responsável por absorver determinado comprimento de onda de luz. Esta revisão aborda as principais características destes genes e a possibilidade de sua utilização em estudos de planície de inundação e ciclídeos neotropicais. Os opsins podem apresentar diferentes níveis de expressão e polimorfismos de acordo com a dispersão das espécies estudadas. São relacionados com comportamentos de seleção sexual, forrageamento, e capacidade de explorar novos habitats. As planícies de inundação representam experimentos naturais, sendo ambientes dinâmicos e que apresentam vários tipos de habitats. Assim, a integração de estudos de planície de inundação e genes opsins em ciclídeos parece ser uma área promissora e ainda inexplorada em regiões neotropicais.(AU)

A introdução do gênero Cichla [BLOCK E SCHNEIDER, 1801] na planície de inundação do alto rio Paraná / The cichla [BLOCK e SCHNEIDER, 1801] genus in floodplains of the upper Paraná river / La introducción del género Cichla [BLOCK Y SCHNEIDER, 1801] en la llanura de inundación del alto río Paraná

As espécies que compõem o gênero Cichla Block e Schneider, 1801 são piscívoras, possuem grande plasticidade fenotípica e oferecem cuidados para sua prole, motivos estes que as tornam invasoras de alto impacto ambiental. O conhecimento taxonômico e da diversidade genética são importantes para o monitoramento populacional das espécies introduzidas. O objetivo deste trabalho foi caracterizar as espécies e esboçar um histórico da presença do gênero Cichla na planície de inundação do alto rio Paraná evidenciando a problemática de sua introdução nesta região. Análises de diversidade genética em populações introduzidas na bacia do rio Paraná de Cichla kelberi [Kullander e Ferreira, 2006] e C. piquiti [Kullander e Ferreira, 2006] têm demonstrado a origem dos espécimes introduzidos assim como a sua hibridação.(AU)

The species constituting the Cichla [Block e Schneider, 1801] genus are piscivorous, present great phenotypic plasticity and provide care for their offspring, reasons that characterise these intruders as of high environmental impact. The taxonomic and genetic diversity knowledge is important for population monitoring of the introduced species. The aim of this study is to characterize the species and draw a history of the presence of the Cichla genus in the floodplain of the Upper Paraná River, showing the problems of its introduction in such region. The analyses of genetic diversity of C. kelberi [Kullander e Ferreira, 2006] and C. piquiti [Kullander e Ferreira, 2006] on populations introduced to the Paraná River basin have demonstrated the origin of specimens introduced as the hybridization of these two species.(AU)

Las especies que componen el género Cichla Block y Schneider, 1801 son piscívoras, tienen gran plasticidad fenotípica y ofrecen cuidados a su prole, motivos estos que las vuelven invasoras de alto impacto ambiental. El conocimiento taxonómico y la diversidad genética son importantes para el monitoreo poblacional de las especies introducidas. El objetivo de este trabajo ha sido caracterizar las especies y esbozar un histórico de la presencia del género Cichla en la llanura de inundación del alto Río Paraná evidenciando la problemática de su introducción en esta región. Análisis de la diversidad genética en poblaciones introducidas en la bacía del Río Paraná de Cichla kelberi [Kullander y Ferreira, 2006] y C. piquiti [Kullander y Ferreira, 2006], ha demostrado el origen de los especímenes introducidos, así como su hibridación.(AU)

Molecular variants in populations of Bryconamericus aff. iheringii (Characiformes, Characidae) in the upper Paraná river basin / Variantes moleculares em populações de Bryconamericus aff. iheringii (Characiformes, Characidae) da bacia do alto rio Paraná

There are evidences that Bryconamericus aff. iheringii represents a species complex. DNA molecular markers have been effective in studies on phylogeny, taxonomy, and identification of cryptic species. In this study, partial sequences of genes of ATPase 6 and 8 were used to assess genetic diversity within and among populations of B. aff. iheringii of sub-basins of Tibagi, Pirapó and Ivaí rivers, belonging to the Upper Paraná river basin. The analysis of the sequences of genes pointed out high genetic diversity in B. aff. iheringii from the sub-basins studied with genetic distance values comparable to those found among different species. There was a division of the individuals into five groups. The comparison with other species of Bryconamericus that have sequences available in GenBank confirmed that the individuals studied have relevant values of genetic distance, found among different species. Nevertheless, with the available data it is not possible to refute the hypothesis that the populations correspond to a group resulting from hybridization or that there might have been introgression of mitochondrial DNA among different species.(AU)

Há indícios de que Bryconamericus aff. iheringii represente um complexo de espécies. Os marcadores moleculares de DNA têm sido eficazes em estudos de filogenia, taxonomia e identificação de espécies crípticas. Neste estudo, as seqüências parciais de genes da ATPase 6 e 8 foram utilizados para avaliar a diversidade genética dentro e entre populações de B. aff. iheringii das sub-bacias dos rios Tibagi, Pirapó e Ivaí, pertencentes a bacia do Alto Rio Paraná. As análises das seqüências dos genes apresentaram alta diversidade genética em B. aff. iheringii das sub-bacias estudadas, com valores de distâncias genéticas semelhantes às encontradas entre espécies diferentes. Houve uma divisão dos indivíduos em cinco grupos. A comparação com outras espécies de Bryconamericus que têm seqüências disponíveis no GenBank confirmou que os indivíduos estudados possuem valores relevantes de distância genética encontrados entre espécies diferentes. No entanto, com os dados disponíveis não é possível descartar a hipótese de que as populações correspondem a um grupo resultante de hibridação, nem que houve introgressão de DNA mitocondrial entre espécies diferentes.(AU)

Molecular identification of Cichla (Perciformes: Cichlidae) introduced in reservoirs in Southern Brazil / Identificação molecular de Cichla (Perciformes: Cichlidae) introduzidas nos reservatórios do Sul do Brasil

Species of peacock bass were introduced in several watersheds in South America and worldwide, mainly due to its importance to sport fishing, by being a fighting fish. A recent revision of the genus Cichla showed that the species introduced in reservoirs of the South, Southeast and Northeast regions of Brazil are two new species, described as Cichla kelberi (yellow peacock bass) and Cichla piquiti (blue peacock bass), erroneously identified as C. monoculus and C. ocellaris. With the purpose to identify the populations of Cichla in Paranapanema and Paraná rivers, a total of 323 base pairs (bp) of the mtDNA control region were sequenced, obtained from 84 specimens of Cichla in six different localities (Tapajós river, Solimões river, Capivara, Taquaruçu and Rosana reservoirs in the Paranapanema river, and in the upper Paraná river floodplain). The analyses revealed the genetic diversity of Cichla monoculus, introduced into the Capivara reservoir, originally from the region of Manaus (Amazonas State), and spread in the reservoirs downstream (Taquaruçu and Rosana). The occurrence of the same haplotypes in the three reservoirs suggests one single introduction. This study confirmed the introduction of Cichla in the Capivara reservoir and showed the genetic diversity of Cichla in the Paranapanema river.(AU)

Espécies de tucunaré foram introduzidas em inúmeras bacias hidrográficas da América do Sul e em outras regiões do planeta, principalmente pelas suas características esportivas, de peixe lutador. Revisão recente das espécies do gênero Cichla mostraram que as espécies que foram introduzidas nos reservatórios das regiões Sul, Sudeste e Nordeste, são duas espécies novas, descritas como Cichla kelberi (tucunaré amarelo) e Cichla piquiti (tucunaré azul) identificadas erroneamente como C. monoculus e C. ocellaris. Com o objetivo de identificar as populações de Cichla presentes no rio Paranapanema e Paraná, foram sequenciadas um total de 323 pares de bases (pb) da região controle (mtDNA) obtidas de 84 espécime de Cichla em seis localidades diferentes (rio Tapajós, rio Solimões, Reservatórios de Capivara, Taquaruçu, Rosana localizados no rio Paranapanema e na bacia do alto rio Paraná. Os dendrogramas e as análises das populações revelaram fortes evidências de que Cichla monoculus foi introduzida no reservatório de Capivara, proveniente da região de Manaus e se dispersou para os reservatórios localizados a jusante (Taquaruçu e Rosana). A ocorrência dos mesmos haplótipos nos três reservatórios sugerem uma única introdução. Este trabalho confirma a introdução de Cichla no reservatório de Capivara e revela a diversidade genética das espécies presentes no rio Paranapanema.(AU)

Nucleotide diversity of Hemigrammus cf. marginatus (Characiformes, Characidae) in the upper Paraná river floodplain / Diversidade nucleotídica de Hemigrammus cf. marginatus (Characiformes, Characidae) na planície de inundação do alto rio Paraná

Characidae is the largest and more diversified family from Characiformes and presents several classification problems, with several genera currently allocated as incertae sedis, such as the genus Hemigrammus. The upper Paraná river floodplain is an environment with high fish diversity. There is at least one species of Hemigrammus, however there are divergences among some authors about the number and the identification of the species from this genus. Therefore the goal of this study was to characterize, using a molecular approach, individuals of Hemigrammus from the upper Paraná river floodplain and to compare them with individuals from the type locality of Hemigrammus marginatus, since this is the only species distributed in this floodplain. For this, the DNA was extracted and a partial region from the mitochondrial genes ATPase 6 and ATPase 8 were amplified and sequenced. The results evidenced the existence of two species of Hemigrammus in the floodplain, although impossible to be distinguished only through morphological traits. High nucleotide diversity among individuals from the upper Paraná river in relation to those from the type locality was also observed, indicating that both species of Hemigrammus present in the upper Paraná river floodplain are not Hemigrammus marginatus.

Characidae é a maior e mais diversificada família de Characiformes e apresenta vários problemas de classificação, com inúmeros gêneros alocados atualmente como incertae sedis, dentre estes Hemigrammus. A planície de inundação do alto rio Paraná é um ambiente com alta diversidade de peixes. Existe neste ambiente pelo menos uma espécie de Hemigrammus, entretanto, existem divergências entre alguns autores quanto ao número e a identificação das espécies deste gênero. Portanto, o objetivo deste trabalho foi realizar a caracterização molecular de indivíduos de Hemigrammus da planície de inundação do alto rio Paraná e compará-los com exemplares da localidade-tipo de Hemigrammus marginatus, tendo em vista ser esta a única espécie identificada de Hemigrammus com distribuição na referida planície. Para isso, foi extraído o DNA, amplificado e sequenciado uma região parcial dos genes mitocondriais ATPase 6 e ATPase 8. Os resultados demonstraram a existência de duas espécies de Hemigrammus na planície de inundação do alto rio Paraná, embora impossíveis de serem diferenciadas apenas pelos caracteres morfológicos utilizados atualmente. Alta diversidade nucleotídica entre os exemplares do alto rio Paraná em relação aos da localidade-tipo também foi observada, indicando que ambas as espécies de Hemigrammus presente na planície de inundação do alto rio Paraná não são da espécie Hemigrammus marginatus.

Spar genetic analysis of two invasive species of Cichla ( Tucunaré )( Perciformes: Cichlidae ) in the Paraná river basin / Análise genética via spar, de duas espécies de Cichla (Tucunaré)(Perciformes: Cichlidae) introduzidas na Bacia do rio Paraná

The introduction of exotic species in lake ecosystems has been greatly highlightedin the literature worldwide. Since introduction may threaten diversity of native fish, the issueturns up to be of paramount importance. Ecological effects may be predation, competition,parasitism or genetic, that is, changes in the genetic pool of populations owing to the occurrenceof hybrids. Although the Tucunaré fish (Cichla) is native to the Amazon region, it can be foundin other hydrographic basins in which it has been introduced. RAPD molecular marker researchshowed that there are two species (Cichla kelberi and C. piquiti) belonging to the genus Cichla inthe rivers of the Paraná basin. Different morphotypes in the region may also be due tohybridization. Current research used SPAR molecular markers to confirm the presence ofhybrids and the rupture of isolation mechanisms. Seventy-two specimens collected in severalsites of the river Paraná and Amazon basins were analyzed. Since exclusive SPAR molecularmarkers were obtained for Cichla kelberi and C. piquiti populations, the introduction of the twospecies in the region has been confirmed. Identification of the markers in specimens of theParaná river basin confirmed hybridization between these exotic species.(AU)

A introdução de espéciesexóticas nos ecossistemas lacustres tem sido muito destacada na literatura mundial, pois ameaça adiversidade de peixes nativos, tornando-se uma questão de extrema importância. Os efeitosobservados podem ser ecológicos, como predação, competição e parasitismo ou genéticos, comoa ocorrência de híbridos. Apesar do peixe tucunaré (Cichla) ser nativo da região amazônica, elepode ser encontrado em outras bacias hidrográficas nas quais foram introduzidos. Estudosutilizando marcadores moleculares RAPD revelaram que existem duas espécies (Cichla kelberi eC. piquiti) do gênero Cichla na bacia do alto rio Paraná e morfotipos diferentes que podem serdevido à hibridização. O presente trabalho utilizou marcadores moleculares SPAR paraconfirmar a presença de híbridos e os mecanismos de ruptura de isolamento entre essas espécies.Setenta e dois espécimes foram coletados em diversos pontos da bacia do rio Paraná e da baciaAmazônica e foram analisados. Marcadores moleculares SPAR exclusivos foram obtidos parapopulações de Cichla kelberi e C. piquiti, confirmando a introdução das duas espécies na região. Aidentificação dos marcadores diagnósticos em espécimes da bacia do rio Paraná confirmoutambém a hibridização entre estas espécies exóticas.(AU)

Identificação do gene mcyA em florações naturais de Radiocystis fernandoi, em um tributário do reservatório de Rosana, Brasil / Identification of the mcyA gene in natural blooms of Radiocystis fernandoi from a tributary of the Rosana reservoir, Brazil

As cianobactérias são conhecidamente produtoras de toxinas. Dentro de umamesma espécie, podemos encontrar variedades tóxicas e não-tóxicas, impossíveis dediferenciação apenas pela morfologia. A principal toxina produzida pelas cianobactérias é amicrocistina. Esta proteína é biossintetizada por um grupo de genes conhecidos como mcy.A detecção destes genes a partir de PCR permite a distinção das variedades tóxicas e nãotóxicas.Desse modo, o objetivo desse trabalho foi investigar a ocorrência de floraçõesprodutoras de toxinas em um rio tributário do reservatório de Rosana, via amplificação dogene mcyA por PCR. Foram coletadas duas amostras de água da subsuperfície. As duasamostras coletadas no rio do Corvo foram dominadas pela espécie Radiocystis fernandoi eapresentaram resultados positivos para a presença do gene mcyA, confirmando o potencialtóxico dessa espécie. Os resultados representam alerta sobre a qualidade da água do rio doCorvo. A técnica PCR foi eficiente para a rápida detecção de cianobactérias produtoras detoxinas, inclusive podendo ser utilizada antes mesmo do agravamento das condiçõesambientais pela produção de toxinas, além de apresentar baixo custo.(AU)

Cyanobacterias are knownas toxin producers. Within the same species, toxic and non-toxic varieties can be found andit is impossible to differentiate them only by morphology. The most important toxinproduced by cyanobacteria is microcystin. This protein is synthesized by a cluster of genesknown as mcy. The detection of these genes by PCR allows the differentiation of theproducing toxin strain from the non-producing toxin strain. Thus, the goal of this work wasto investigate the occurrence of toxigenic blooms of cyanobacteria in the Corvo Riverthrough PCR amplification of mcyA gene. For this, two samples of blooms of cyanobacteriawere collected in Corvo River. Both samples were dominated by Radiocystis fernandoi andpresented positive results for the presence of the mcyA gene, which may confirm thepotential toxigenicity for that species. These results are an alert about water quality in theCorvo River. Here we demonstrate that amplification of the mcyA gene by PCR is a fast,cheap and efficient method for the detection of toxin- producing cyanobacteria.(AU)