Caracterización genética del bagre negro Rhamdia quelen en cuencas de Uruguay

Abstract

Rhamdia quelen pertenece al Orden Siluriformes y como varios representantes del Orden, estos peces constituyen recursos acuáticos valiosos de la región Neotropical, de importancia en pesquerías y para el desarrollo de la acuicultura. La sistemática de esta especie ha sido muy controvertida entre los distintos estudios de tipo sistemático basados en rasgos morfológicos contrapuestos a los moleculares y citogenéticos. En este marco se justifica la necesidad de desarrollar un estudio con el objetivo de caracterizar la estructura genética de las poblaciones de R. quelen en las mayores cuencas de Uruguay. En este estudio se realizó un primer abordaje filogeográfico basado en distintos marcadores de ADN mitocondrial y microsatélite, con el objetivo de investigar el patrón de diferenciación genética de R. quelen a escalas macro, meso y microgeográfica. A escala macrogeográfica se identificaron siete linajes mitocondriales que componen el complejo de especies R. quelen, cuya divergencia es explicada principalmente por eventos vicariantes dentro y entre las principales cuencas de la región. A mesoescala se constató la presencia de cinco de estos linajes en el sistema de cuencas LP-PM-AO (Río de la Plata, sistema de lagunas Patos-Merín, más arroyos y lagunas que desembocan en la costa suroeste del Océano Atlántico), tres de ellos (Rq2, Rq4 y Rq6) presentes en las cuencas de Uruguay. A microescala geográfica se identificaron tres poblaciones bien diferenciadas en las lagunas costeras analizadas (L. del Sauce, L. de Rocha y L. Castillos). Con el objeto de generar loci microsatélites específicos de R. quelen se realizó un rastreo genómico de estos marcadores mediante pirosecuenciación. El análisis de un 0,02 % del genoma identificó 13.552 secuencias de tipo microsatélite. El ensayo de 30 marcadores seleccionados permitió generar un panel de 10 loci informativos en R. quelen, de utilidad en abordajes de diversidad genética y de parentesco en estudios evolutivos y aplicaciones en acuicultura en esta especie. En un tercer abordaje se realizó un análisis de diversidad genética poblacional en el sistema de cuencas LP-PM-AO, basado en los 10 loci microsatélite nucleares generados en el marco de esta Tesis. Se hallaron evidencias de hibridación histórica entre los linajes mitocondriales Rq4 y Rq6 de R. quelen, previo a la conformación geológica actual de las cuencas. El patrón de diversidad genética de R. quelen en las cuencas de Uruguay se ajustó a la distribución geográfica de las cuencas de Norte a Sur y de Este a Oeste. Además, se constató que las poblaciones de R. quelen de Uruguay analizadas en las lagunas costeras presentan características de diversidad genética e histórico demográficas diferentes a las poblaciones asociadas a ambientes fluviales. Además, se realizó un análisis genómico poblacional de R. quelen en Uruguay a través de la técnica de 2bRAD-seq con el objetivo de evidenciar huellas de selección. Este análisis permitió genotipar 17.575 loci polimórficos, a partir de los cuales se identificaron 75 loci con huellas de selección divergente entre las muestras del Norte (Río Uruguay) y Sur (lagunas costeras) del país. A su vez, el análisis de estructuración genética permitió identificar dos clústeres genómicos altamente diferenciados en las cuencas de Uruguay, asociados al patrón de distribución geográfico, siguiendo un eje Norte-Sur. Además, se han identificado genes candidatos ligados a huellas de selección divergente asociados al desarrollo, a funciones celulares y reproducción. Finalmente, la subestructura genética hallada en base marcadores genómicos de 2bRADseq, en comparación con los análisis de marcadores microsatélites, permitió confirmar la presencia de cinco poblaciones bien diferenciadas en las cuencas de Uruguay. Esta Tesis permitió confirmar que el complejo de especies R. quelen está compuesto por varios linajes mitocondriales que habrían hibridado en el pasado. Sin embargo, la estructura poblacional estaría principalmente determinada por dos clústeres genómicos en incipiente especiación, que presentan un patrón de distribución semejante al de los linajes mitocondriales.