Abstract The main objective of this study was to estimate the genetic diversity levels and haplotype traceability in pacu Piaractus mesopotamicus from the breeding program located in Brazil by analyses of the mitochondrial DNA control region (mtDNA). Moreover, broodstocks from eight commercial fish farms were used for comparative evaluation, four from Brazil (Br1-Br4) and four from Argentina (Ar1-Ar4). The descriptive results revealed 47 polymorphic sites and 51 mutations, which evidenced 34 haplotypes. Ten haplotypes were shared among fish farms and 24 were exclusive. The nucleotide diversity (π) ranged from 0.00031 to 0.01462 and haplotype diversity (Hd) from 0.125 to 0.868. The analysis of molecular variance (AMOVA) indicated high structure present in the analyzed stocks (F ST = 0.13356 and ФST = 0.52707). The genetic diversity was high in most of the commercial broodstocks, especially those from Brazil. We observed seven haplotypes in the genetic breeding population, of which four were exclusive and three shared among the commercial fish farms. The genetic diversity was moderate (π = 0.00265 and Hd = 0.424) and considered appropriated for this breeding population of pacu. Our results provide support for the genetic diversity maintenance and mtDNA traceability of pacu commercial broodstocks.

Resumo As raias violas Pseudobatos horkelii e Pseudobatos percellens, são listados como “Criticamente em Perigo” (CR) e “Em Perigo” (EN), respectivamente. Ambas as espécies ocorrem no Sul do Oceano Atlântico. Considerando a falta de dados sobre a estrutura genética dessas espécies, o presente estudo avaliou a variabilidade genética e a estrutura populacional de P. horkelii e P. percellens na região sudeste do Brasil e litoral norte da Argentina, com base em sequências de DNA mitocondrial, região de controle (D-loop). Amostras de 135 indivíduos de P. horkelii analisados em seis localidades, situadas no norte da Argentina e ao longo da costa dos estados brasileiros. A média da diversidade nucleotídica foi de 0.0053, o índice ΦST foi de 0.4277 e a análise demográfica de P. horkelii, indicou a existência de estabilidade das populações, com D = 0.9929, Fus = 2.0155, SSD = 0.0817, R = 0.2153. Em 101 exemplares de P. percellens, foram analisados em seis localidades brasileiras ao longo do litoral de Santa Catarina, Paraná e São Paulo. A diversidade nucleotídica média foi de 0.0014 e o valor ΦST de 0.2921, a análise demográfica indicou uma alta taxa de migração de P. percellens entre as localidades analisadas, com D = 0.5222, FS = 0.3528, SSD = 0.01785, R = 0.3890.

Abstract The guitarfishes Pseudobatos horkelii and Pseudobatos percellens meet the criteria for threatened status as Critically Endangered (CR) and Endangered (EN), respectively. Both species occur in the Southern Atlantic Ocean. Considering the lack of data on the genetic structure of these species, the present study evaluated the genetic variability and population structure of the P. horkelii and P. percellens in the southern region of Brazil and the northern coast of Argentina, based on sequences of mitochondrial DNA, Control Region (D-loop). Samples of P. horkelii (n = 135) were analyzed in six localities situated in Northern Argentina, along the Brazilian states’ coast. The mean of nucleotide diversity was 0.0053, the ΦST was 0.4277 and demographic analysis of P. horkelii suggests the existence of stability of the populations, with D = 0.9929, FS = 2.0155, SSD = 0.0817, R = 0.2153. In P. percellens (n = 101) were analyzed from six Brazilian localities along the coast of Santa Catarina, Paraná, and São Paulo. The mean nucleotide diversity was 0.0014 and ΦST value of 0.2921, the demographic analysis indicates a high migration rate of P. percellens among the localities evaluated, with D = 0.5222, FS = 0.3528, SSD = 0.01785, R = 0.3890.

RESUMO O mero, Epinephelus itajara , encontra-se criticamente ameaçado, resultado da pesca ilegal e destruição dos habitas. Filogeneticamente relacionadas a este táxon encontram-se garoupas que atualmente são intensamente pescadas no Atlântico Oeste. Apesar de leis mais restritivas aplicadas em alguns países, a captura ilegal com a descaracterização morfológica é uma prática comum que impossibilita a identificação correta da espécie permitindo que seja comercializada como garoupas, badejos ou chernes. A este respeito, técnicas moleculares representam ferramentas importantes para o monitoramento e fiscalização da pesca, provando ser essencial, na identificação forense de diversas espécies. Primers espécie-específicos foram desenvolvidos com base no gene Citocromo Oxidase subunidade I que aplicados em PCR-Multiplex possibilitam a identificação simultânea de nove espécies Epinephelidae: Epinephelus itajara , E. quinquefasciatus , E. morio , Hyporthodus flavolimbatus , H. niveatus , Mycteroperca acutirostris , M. bonaci , M. marginata e M. microlepis . A identificação via PCR multiplex de espécies de peixes ameaçadas e comercialmente importantes é um método rápido, prático, seguro e de baixo custo, que poderá ser útil o controle do uso e manejo sustentável de recursos pesqueiros.

ABSTRACT The Atlantic goliath grouper, Epinephelus itajara , is a critically endangered species, threatened by illegal fishing and the destruction of its habitats. A number of other closely related grouper species found in the western Atlantic are also fished intensively. While some countries apply rigorous legislation, illegal harvesting followed by the falsification of fish products, which impedes the correct identification of the species, is a common practice, allowing the catch to be marketed as a different grouper species. In this case, molecular techniques represent an important tool for the monitoring and regulation of fishery practices, and are essential for the forensic identification of a number of different species. In the present study, species-specific primers were developed for the Cytochrome Oxidase subunit I gene, which were applied in a multiplex PCR for the simultaneous identification of nine different species of Epinephelidae: Epinephelus itajara , E. quinquefasciatus , E. morio , Hyporthodus flavolimbatus , H. niveatus , Mycteroperca acutirostris , M. bonaci , M. marginata , and M. microlepis . Multiplex PCR is a rapid, reliable and cost-effective procedure for the identification of commercially-valuable endangered fish species, and may represent a valuable tool for the regulation and sustainable management of fishery resources.

A espécie de peixe Synbranchus marmoratus tem sido reportada como um complexo de espécies devido à elevada variabilidade cariotípica intraespecífica a despeito da dificuldade ou impossibilidade de distingui-las usando apenas caracteres morfológicos. O objetivo deste trabalho foi utilizar métodos citogenéticos e moleculares para determinar a delimitação das espécies e compreender a carioevolução de S. marmoratus utilizando amostras coletadas em distintas localidades brasileiras. Dentre os espécimes analisados, um alto grau de variação citogenética relativo aos números diploides e estrutura cariotípica foi observado, com cariótipos mostrando 2n=42, 44 e 46 cromossomos. Adicionalmente, utilizando sequências de três genes mitocondriais, as relações filogenéticas entre cada amostra com cariótipo conhecido foram determinadas, revelando uma divergência nucleotídica significativa entre os cariomorfos. Além disso, as análises indicam que rearranjos cromossômicos ocorreram independentemente nas distintas linhagens do complexo S. marmoratus, o que resultou no aparecimento de distintas variantes cariotípicas de forma não linear em relação aos números diploides e no surgimento de cromossomos similares e não homólogos. Finalmente, a integração de uma abordagem citogenética molecular e filogenética permitiu a determinação de cromossomos específicos que, possivelmente, estão envolvidos em rearranjos e um melhor entendimento sobre os processos evolutivos envolvidos na diferenciação do gênero Synbranchus.

The fish species Synbranchus marmoratushas been reported to exist as a species complex due to high intraspecific karyotypic variability in spite of the difficulty or impossibility to distinguish them using morphological traits alone. The goal of this work was to use cytogenetic and molecular methods to determine the species delimitations and understand the karyoevolution ofS. marmoratususing samples collected from distinct Brazilian localities. Among the analyzed specimens, a large degree of cytogenetic variation related to diploid numbers and karyotype structure was observed, with karyotypes showing 2n=42, 44 and 46 chromosomes. In addition, using sequences of three mitochondrial genes, the phylogenetic relationships between every sample with a known karyotype were determined, which revealed significant nucleotide divergence among the karyomorphs. Also, the analyses indicate that chromosomal rearrangements occurred independently within the distinct lineages of S. marmoratuscomplex, which resulted in the appearance of distinct karyotypic variants in a non-linear fashion related to diploid numbers and in the appearance of similar non-homologous chromosomes. Finally, the integration of both molecular cytogenetic and phylogenetic approaches allowed the determination of specific chromosomes possibly involved in rearrangements and a better understanding about the evolutionary processes involved in the differentiation ofSynbranchusgenus.