Genetic structure of the ornamental tetra fish species Piabucus melanostomus Holmberg, 1891 (CHARACIDAE, IGUANODECTINAE) in the Brazilian Pantanal wetlands inferred by mitochondrial DNA sequences

Abstract

A subfamília Iguanodectinae compreende um grupo de pequenos peixes neotropicais composta de dois gêneros e 11 espécies nominais amplamente distribuídas nas drenagens do Atlântico da América do Sul. Piabucus é o único gênero de Iguanodectinae encontrado na bacia do rio Paraguai, especialmente no Pantanal de Mato Grosso, onde é representada por Piabucus melanostomus. Dada a ampla distribuição e a baixa capacidade de dispersão desta espécie, devido às limitações ecológicas, é possível que características genéticas interessantes possam ser encontradas em diferentes populações. Deste modo, o objetivo deste trabalho foi estabelecer os padrões filogeográficos de populações de P. melanostomus utilizando sequências de DNA mitocondrial. Foram amostrados 13 indivíduos de três rios pertencentes ao Pantanal do Mato Grosso. O gene ATP sintetase (subunidades 6 e 8) foi completamente sequenciado, a média da composição de base de nucleotídeos nas sequências foi de 31,2% (T), 30,2% (C), 26,9% (A) e 11,9% (G), não havendo saturação. A análise populacional no programa TCS gerou uma rede com seis haplótipos (A a F), onde o haplótipo ancestral (A) tem uma freqüência de 25% e é composto por indivíduos dos rios Cuiabá e Paraguai. A análise filogenética mostrou a ocorrência de duas linhagens de DNA (1 e 2), a distância observada entre as duas linhagens foi de 0,6%. Os resultados filogenéticos e filogeográficos, bem como os valores negativos de FST para algumas populações, indicam uma possível ocorrência de fluxo de genes entre as populações analisadas. Estes resultados destacam a importância do pulso de inundação existente em zonas úmidas como um veículo que permite uma conexão temporária entre a população isolada, mantendo a variabilidade genética das espécies.

The subfamily Iguanodectinae comprises a group of small Neotropical fishes composed by two genera and 11 nominal species widely distributed in the Atlantic drainages of South America. Piabucus is the only genus of Iguanodectinae found in the Paraguay River basin, especially in the Pantanal of Mato Grosso State, where it is represented by Piabucus melanostomus. Given the wide distribution and the low dispersion capacity of this species, due the ecological constraints, it is possible that many interesting genetic features could be found in different populations. In this way, the aim of his work was to perform the phylogeographic pattern of P. melanostomus populations using mitochondrial DNA sequences. A total of 13 individuals from three rivers belonging the Mato Grosso wetland were sampled. The ATP sintetase (subunits 6 and 8) gene was completely sequenced, the mean of nucleotide base composition in the sequences was 31.2% (T), 30.2% (C), 26.9% (A) and 11.9% (G), with no gene saturation. The population analysis in the TCS program generated a network with six haplotypes (A to F), where the ancestral haplotype (A) has a frequency of 25% and is composed by individuals from Cuiabá and Paraguay Rivers. The phylogenetic analysis showed the occurrence of two mtDNA lineages (1 and 2), the distance observed between the two lineages was 0.6%. The phylogenetic and phylogeographic results as well as the negative values of Fst for some populations, indicate a possible occurrence of gene flow among the analyzed populations. These results highlights the importance of flood pulse existent on wetland as a vehicle that permits a temporary connection among isolated population maintaining the species genetic variability.