DIVERSIDADE GENÉTICA DE SURUBIM (Pseudoplatystoma corruscans), CACHARA (P. Fasciatum) E DO SEU HÍBRIDO INTERESPECÍFICO

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1 DIVERSIDADE GENÉTICA DE SURUBIM (Pseudoplatystoma corruscans), CACHARA (P. Fasciatum) E DO SEU HÍBRIDO INTERESPECÍFICO Daniel Cardoso de Carvalho *, Denise Aparecida Oliveira de Andrade, Alexandre Benvindo de Sousa, Edgar de Alencar Teixeira, Arno Soares Seering, Paulo Mala Carvalho Faria e Linlcon Pimentel Ribeiro *Laboratório de Genética, Escola de Veterinária Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Antônio Carlos, 6627, Pampulha, CEP Belo Horizonte, MG, Brasil. Tel: (55) , Fax: (55) carvalhodcc@yahoo.com.br Resumo O surubim e o cachara, peixes de couro da família Pimelodidea, são muito apreciados para o consumo humano e importantes recursos pesqueiros em suas respectivas áreas de ocorrência. Entretanto, o híbrido interespecífico dessas duas espécies é o preferido nos sistemas de cultivo no Brasil. Neste trabalho, é descrita pela primeira vez a utilização de seqüências de mtdna 16S para comparação genética entre o surubim do São Francisco (Pseudoplatystoma corruscans), o cachara de Mato Grosso do Sul (P. fasciatum) e o seu híbrido interespecífico. Também foram analisadas amostras temporais de surubins do rio São Francisco coletadas durante 3 anos em uma mesma localidade no médio rio São Francisco. O objetivo foi verificar a possível existência de maior diversidade genética na época da piracema comparada à época de repouso reprodutivo. Os resultados indicaram a existência de pelo menos 3 haplótipos distintos nas populações naturais do São Francisco e de apenas 1 haplótipo nas amostras da piscicultura. Além disso, foi possível distinguir geneticamente o surubim e o cachara e determinar o híbrido como do tipo cachapinta, uma vez que sua região 16S do mtdna foi idêntica à do cachara. Os resultados genéticos sugeriram que a área de estudo no São Francisco é um bom local para coleta de matrizes para sistemas de cultivo de surubim e para estudos em telemetria, pois, provavelmente, se trata de um corredor entre áreas de desova e alimentação. Introdução Os peixes de couro do gênero Pseudoplatystoma da família Pimelodidea estão presentes em grandes e importantes bacias brasileiras. Na bacia do rio São Francisco encontra-se apenas a espécie Pseudoplatystoma corruscans, conhecida popularmente como surubim ou pintado. É a espécie de maior porte do gênero, podendo alcançar até 120 kg (Sato et al., 2003), e um dos principais recursos pesqueiros dessa bacia (Menezes, 1956; Godinho et al., 1997; Godinho & Godinho, 2003). Na bacia platina, são encontradas duas espécies em simpatria: P. coruscans e P. fasciatum - surubim e cachara, respectivamente. Já na bacia amazônica, ocorrem as espécies P. fasciatum (cachara) e P. tigrinum (caparari) (Welcomme, 1985; Petrere, 1995.). O surubim apresenta grande valor comercial em suas áreas de ocorrência devido ao seu grande porte e à carne saborosa sem mioespinhas. No São Francisco, essa espécie entra em período reprodutivo na época das chuvas - entre os meses de outubro e janeiro (Godinho et al. 1997; Brito & Bazzoli, 2003), quando fêmeas em maturidade sexual chegam a liberar até 1,5 milhões de ovos não adesivos (Sato et al., 2003). Nas últimas décadas, fatores como construção de barragens para geração de energia elétrica, sobrepesca, destruição de lagoas marginais, poluição dos corpos hídricos e introdução de peixes exóticos têm causado declínio evidente das populações de peixes na natureza (Petrere, 1995; Godinho et al., 2006; Welcomme, 1985). Segundo Godinho et al.

2 (1997), a captura de surubins em uma importante área do médio São Francisco declinou de 10,3 para 0,8 kg de peixe/dia entre os anos de 1987 e Fica evidente, então, a importância do cultivo dessas espécies, tanto para suprir o consumo humano direto - o que diminuiria a pressão da pesca extrativista -, quanto para programas de repovoamentos de áreas onde há sobre-exploração dos estoques naturais, mas tomando-se as devidas precauções (Sousa et al., 2007). O cruzamento de duas espécies diferentes para a obtenção de híbridos é relativamente comum na piscicultura brasileira e freqüentemente associada à obtenção de linhagens estéreis e com elevada produtividade. Existem diversos exemplos de híbridos na piscicultura no Brasil: tambatinga (pirapitinga - Piaractus brachypomus X tambaqui - Colossoma macropomum), piaupara (piauçu - Leporinus macrocephalus X piapara Leporinus enlongatus), cachapira (cachara - Pseudoplatystoma fasciatum X pirarara - Phractocephalus hemeliopterus), cachapinta (cachara - Pseudoplatystoma fasciatum X pintado - Pseudoplatystoma corruscans) e outros. O nome popular do híbrido é constituído por metade do nome da espécie que é utilizada como fêmea no cruzamento associado à outra metade do nome do macho. O cachapinta (cruzamento de fêmea de cachara com macho de pintado) e o pintachara (cruzamento de fêmea de pintado com macho de cachara) são importantes híbridos que vêm sendo cultivados em pisciculturas no lugar das espécies puras. Segundo os produtores de alevinos, isto se deve ao fato desses serem mais dóceis, aprenderem a se alimentar mais facilmente e possivelmente apresentarem taxa de crescimento mais elevada (Crepaldi et al., 2003). Os híbridos têm sido cultivados em todo o Brasil e já vêm sendo encontrados na natureza (como no rio Paraná), provavelmente devido a escapes de pisciculturas (Alberto Prioli, dados não publicados). Existem preocupações sobre seu impacto nas espécies naturais, existindo a possibilidade de contaminação genética por introgressão, entretanto nenhum estudo foi conduzido e publicado nesse sentido até a presente data. Ferramentas genéticas para a caracterização de espécies híbridas tem sido o objeto de diversos estudos (Hanfling et al., 2005; Teixeira & Oliveira, 2005) e, quando possíveis, podem ser muito úteis no monitoramento e manejo de hibridações. Neste trabalho, foi utilizado seqüências de mtdna região 16S ou haplótipos para a caracterização da diversidade genética de amostras temporais de P. corruscans coletadas durante 3 anos em um mesmo local no médio São Francisco em Minas Gerais. Avaliou-se uma possível correlação entre diversidade genética e época do ano, sendo esperado uma maior diversidade genética (maior número de haplótipos de mtdna) nas amostras coletadas na época da piracema devido às migrações dos espécimes para os sítios de desova. Essas amostras foram ainda comparadas a espécimes de cachara e híbridos coletados em um sistema de cultivo em Mato Grosso. Material e Métodos Espécimes de Pseudoplatystoma corruscans foram capturados na calha do Rio São Francisco, próximo à cidade de São Francisco. Foram colhidas amostras durante três anos no período da piracema (outubro-janeiro, indivíduos: 4P, 5P, 103P, 106P, 107P, 115P, 117P e 118P) e no período de repouso reprodutivo (maio-setembro, indivíduos: 81P, 82P, 85P, 91P, 94P, 96P, 98P e 101P). Os peixes foram capturados por redes de arrasto e anzóis, medidos, pesados e sexados após abertura da cavidade celomática. Apenas fêmeas e machos com mais de 6 kg (adultos) e sexualmente maduros foram utilizadas para essa análise. Amostras de cachara (P. fasciatum - 1CA, 2CA, 3CA, 4CA, 5CA) e do híbrido (1H, 2H, 3H, 4H, 5H) foram coletadas em tanques de cultivo em uma piscicultura em Mato Grosso do Sul.

3 O DNA foi isolado a partir de fragmentos de nadadeiras dos peixes utilizando-se o método descrito por Sambrook et al. (1989). O seqüenciamento foi realizado utilizando-se como DNA molde o gene 16S isolado por amplificação da cadeia da polimerase (PCR) com primers internos específicos para essa região (16S-L GCCTCGCCT GTTTACCAAAAAC-3, 16S - H CCGGTCTGAACTCAGATCACGT-3 - Palumbi et al., 1991). A região 16S do mtdna, previamente utilizada em estudos com outros peixes, mostrou-se adequada para a distinção entre espécies (Farias et al., 1998, 1999; Andrade et al., 2001). O produto da PCR obtidos com os primers citados anteriormente, apresentou uma banda aproximada de 500pb. Após a reação da PCR (16S - 94 o C, 3min, 30X, 94 o C, 1mim, 55 o C 1mim, 72 o C 3min, extention de 72 o C 7 min), foi utilizado 1-2µl da reação total como molde para o sequenciamento do DNA, seguindo as recomendações do fabricante (Big Dye terminator mix V3.1 - Applied Biosystems). As reações foram analisadas em um sequenciador de DNA automático ABI310 (Perkin Elmer ). Os cromatogramas foram checados manualmente e as seqüências alinhadas utilizando o software CLUSTAW incluído no programa Bioedit (Hall, 1999). As análises genéticas foram realizadas com o programa MEGA (Kumar et al., 2004). O modelo evolucionário escolhido foi Kimura 2-parameters. O método UPGMA (Unweighted Pair Group Method with Arithmatic Mean) foi utilizado para o agrupamento com bootstrap baseado em replicações. Resultados e Discussão Utilizando-se a região 16S do mtdna (500 pb) foi possível diferenciar claramente o P. corruscans do São Francisco do P. fasciatum do Pantanal. Essas duas espécies apresentaram haplótipos com diferenças de 0,8 a 1% (6 sítios polimórficos). Os resultados indicaram, ainda, a presença de pelo menos 3 haplótipos de P. corruscans nos 17 espécimes analisados na população natural do São Francisco, indicando grande variabilidade genética nos peixes capturados nesse local. Na piscicultura, foi detectado apenas um haplótipo nos 5 espécimes analisados de P fasciatum. O híbrido cultivado nessa piscicultura foi determinado como sendo cachapinta (fêmea de cachara e macho de pintado) já que o mtdna (herdado maternalmente) do híbrido foi idêntico ao do cachara. Segundo Alberto Prioli (dados não publicados) já foram coletados indivíduos híbridos de cachapinta no alto rio Paraná, possivelmente originados de escapes de pisciculturas. Por se tratar de uma região conservada do mtdna, a região 16S é ideal para comparações inter-específicas (Farias et al., 1998), como visto no presente trabalho. Com, isso, foi possível diferenciar filogeneticamente o cachara do surubim, com agrupamento bem suportado na árvore filogenética( boostrap de 98% - Fig. 1). No período de repouso reprodutivo do surubim no rio São Francisco, foram detectados 2 haplótipos 16S distintos (Hapl I e II - Fig. 1) nos 9 espécimes de surubins analisados. Já na piracema, foram encontrados 3 haplótipos distintos, sendo o haplótipo III detectado em dois indivíduos dos 9 analisados e exclusivo do período de piracema. Entretanto, não podemos afirmar que existe correlação entre a época de piracema e uma maior diversidade genética nas amostras temporais, já que a diferença entre os períodos foi de apenas 1 haplótipo do período de piracema. Godinho & Kynard (2006) descrevem que surubins do São Francisco apresentam padrão dualístico de migração: alguns indivíduos possuem padrão migratório enquanto outros possuem padrão residente. Tal característica poderia explicar os dados moleculares de pouca diferenciação genética entre o período reprodutivo e o de repouso.

4 Os resultados genéticos mostram que a área de estudo desse trabalho apresentou surubins com boa diversidade genética, mesmo quando analisado um marcador molecular pouco variado, como a região 16S do DNA mitocondrial. Desse modo, esse local de coleta é possivelmente um corredor de passagem para sítios de desova e reprodução, sendo um bom local para coleta de espécimes a serem utilizados como matrizes para reprodução em cativeiro e ainda para estudos migratórios por rádio-telemetria. 4P 118P 103P 98P 106P 117P P 104P 94P Haplótipo I Surubim 85P 43 96P 101P 82P 91P P 81P 107P 115P Haplótipo II Haplótipo III 1CA 2H 2CA 98 5H 3CA 4CA Cachara/ Hibrido 3H* 4H 5CA 1H Figura 1. Árvore filogenética consenso obtida através do método UPGMA utilizando se as seqüências de DNA do gene mitocondrial 16S (500pb). Indivíduos com número e letra P indicam surubins (P. corruscans) provenientes do rio São Francisco ( indica peixes coletados na piracema e coletas no período de repouso reprodutivo). Indivíduos com número e sigla CA indicam cacharas (P. fasciatum) e com a sigla H, híbridos, sendo os dois provenientes de um sistema de piscicultura em Mato Grosso do Sul. Os três diferentes haplótipos de surubim estão indicados.

5 Conclusão A região 16S do mtdna de Pseudoplatystoma foi suficiente para distinguir geneticamente o surubim (P. corruscans) do cachara (P. fasciatum). Verificou-se, ainda, que o híbrido interespecífico coletado na piscicultura de Mato Grosso é do tipo cachapinta, ou seja, teve como mãe o cachara, já que a região 16S do mtdna (herdado maternalmente) do híbrido apresentou-se idêntica a (com crase) do cachara. Nas análises temporais apenas o haplótipo III, detectado nos indivíduos 107P e 108P, foi exclusivo do período de piracema. Pode-se concluir que as espécies P corruscans e P. fasciatum são bem distintas geneticamente e que seu híbrido artificial, apesar dos benefícios para a piscicultura, deve ser monitorado para que não contamine ambientes naturais provocando impactos genéticos como introgressão de genes de cachara nas populações de surubim, o que pode acarretar em extinção genética do surubim puro nas suas áreas de ocorrência. A área de estudo do presente trabalho, o médio São Francisco, é provavelmente um corredor para áreas de reprodução e alimentação e, assim, um bom local para coleta de matrizes. Agradecimentos Os autores agradecem a equipe do Laboratório de Genética Animal e de Aquacultura da Escola de Veterinária da UFMG. Este trabalho foi financiado pela FEP-MVZ. Referências Andrade F, Schneider H, Farias IP (2001) Análise filogenética de duas espécies simpátricas de tucunaré (Cichla, Perciformes), com registro de hibridização em diferentes pontos da bacia amazônica. Rev. Virtual de Iniciação Acadêmica da UFPA ( Brito MFG, Bazzoli N (2003) Reproduction of the surubim catfish (Pisces, Pimelodidae) in the São Francisco River, Pirapora Region, Minas Gerais, Brazil. Arq Bras Med Veterinária e Zootecnia 55: Crepaldi DV, Teixeira EA, Ribeiro LP, Miranda MOT, Souza AB, Melo DC (2003) Growth of Hybrid surubim P. coruscans X P fasciatum at different stock density. In: World Aquaculture Society, Salvador. Farias, IP, Schneider, H and Sampaio, I. (1998) Molecular Phylogeny of Neotropical Cichlids: The Relationships of Cichlasomines and Heroines. In Malabarba L. Reis R (ed). Proceeding International Phylogeny and Classification of Neotropical Fishes, EDIPUCRS, Porto Alegre, pp Farias IP, Ortí G, Sampaio I, Schneider H, Meyer A (1999) Mitochondrial DNA Phylogeny of the Family Cichlidae: Monophyly and Fast Molecular Evolution of the Neotropical Assemblage. J. Mol. Evol. 48: Godinho AL, Godinho HP (2003) Brief vision on the São Francisco. In: Godinho HP, Godinho AL (eds) Waters, fishes, and fishermen of the São Francisco of Minas Gerais. PUC Minas, Belo Horizonte, Brazil, pp Godinho AL, Kynard B (2006) Migration and spawning of radio-tagged zulega (Prochilodus argenteus, Prochilodontidae) in a dammed Brazilian River. Trans Am Fish Soc 135:

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