Genetic evidence for a species complex within the piranha Serrasalmus maculatus (Characiformes, Serrasalmidae) from three Neotropical river basins based on mitochondrial DNA sequences.

Mitochondrial molecular markers (DNA sequences of D-loop, cytochrome b and cytochrome c oxidase I) were employed to characterize populations of the piranha Serrasalmus maculatus from Upper Paraná, Upper Paraguay and Tocantins River basins. D-loop sequences of S. maculatus population from Paraná-Paraguay River basin exhibited tandem repeats of short motifs (12 base pairs) and variable numbers depending on specimens, accounting for length variation. Concatenated mitochondrial sequences suggested that S. maculatus encompasses different mitochondrial DNA lineages. Although sampling was restricted to three river basins, phylogenetic analysis clearly indicated that the species currently recognized as S. maculatus presents high genetic variability. Maximum likelihood and Bayesian analysis clustered S. maculatus populations according to their locations. However, the highest genetic differentiation was identified between populations from Paraná-Paraguay system and Tocantins River basin. Three species delimitation analyses (PTP, GMYC, and ABGD) suggested that there are at least two species among the analyzed populations. The analysis of the mitochondrial sequences evidenced genetic differentiation among populations corresponding to related, but different species, suggesting that at least S. maculatus from the Tocantins River and Paraná-Paraguay River basins are most likely different species. Therefore, S. maculatus should be considered a species complex with morphologically cryptic diversity. An integrative revision is suggested.

Waterborn Genotoxicity in Southern Brazil Using Astyanax bifasciatus (Pisces: Teleostei).

Water bodies are often negatively affected by unmediated expansion of surrounding human populations. This makes it essential to establish growth planning strategies that balance productivity and sustainability when creating a viable ecological equilibrium. This study aimed to evaluate genotoxic effects in southern Brazil, using biomarkers in the fish Astyanax bifasciatus, during summer and winter of 2016. The erythrocytic nuclear abnormalities test and the micronucleus test as well as the blood and liver comet assay were used to determine genetic biomarker damage. Four locations and a control point (CP) were sampled in this study. The results demonstrated genotoxicity at all sample locations in the river as compared to the CP in all tests. This is concerning as this water source is the only supply for human populations adjacent and further flows into the greater Iguaçu river basin.

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.

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.

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.

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.

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.

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 uma mesma espécie, podemos encontrar variedades tóxicas e não-tóxicas, impossíveis de diferenciação apenas pela morfologia. A principal toxina produzida pelas cianobactérias é a microcistina. 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 não-tóxicas. Desse modo, o objetivo desse trabalho foi investigar a ocorrência de florações produtoras de toxinas em um rio tributário do reservatório de Rosana, via amplificação do gene mcyA por PCR. Foram coletadas duas amostras de água da subsuperfície. As duas amostras coletadas no rio do Corvo foram dominadas pela espécie Radiocystis fernandoi e apresentaram resultados positivos para a presença do gene mcyA, confirmando o potencial tóxico dessa espécie. Os resultados representam alerta sobre a qualidade da água do rio do Corvo. A técnica PCR foi eficiente para a rápida detecção de cianobactérias produtoras de toxinas, inclusive podendo ser utilizada antes mesmo do agravamento das condições ambientais pela produção de toxinas, além de apresentar baixo custo.

Cyanobacterias are known as toxin producers. Within the same species, toxic and non-toxic varieties can be found and it is impossible to differentiate them only by morphology. The most important toxin produced by cyanobacteria is microcystin. This protein is synthesized by a cluster of genes known as mcy. The detection of these genes by PCR allows the differentiation of the producing toxin strain from the non-producing toxin strain. Thus, the goal of this work was to investigate the occurrence of toxigenic blooms of cyanobacteria in the Corvo River through PCR amplification of mcyA gene. For this, two samples of blooms of cyanobacteria were collected in Corvo River. Both samples were dominated by Radiocystis fernandoi and presented positive results for the presence of the mcyA gene, which may confirm the potential toxigenicity for that species. These results are an alert about water quality in the Corvo 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.