Sequenciamento, montagem e anotação dos genomas mitocondriais de Astyanax giton Eigenmann, 1908 e Oligosarcus argenteus Günther, 1864

Abstract

Characidae é a maior e mais complexa família dentro de Characiformes e atualmente compreende 1123 espécies válidas. Entre seus representantes, 88 gêneros, incluindo Astyanax e Oligosarcus, são reconhecidos como incertae sedis. A espécie Astyanax giton distribui-se na bacia do rio Paraíba do Sul e rios costeiros do Espírito Santo e Rio de Janeiro. Oligosarcus argenteus distribui-se nos riachos formadores da drenagem do rio Doce, do rio das Velhas e do rio Paraopeba, estes dois na bacia do rio São Francisco. Até o momento, os genomas mitocondriais dessas espécies ainda não foram descritos. O estudo desses genomas permite avaliar o grau de informação dos genes mitocondriais na resolução filogenética, sendo úteis para a reconstrução da história evolutiva das espécies. Portanto, este trabalho tem como objetivo apresentar o primeiro estudo dos DNA mitocondriais de A. giton e O. argenteus, além da realização de análises dos polimorfismos, estimativa das taxas de substituição e filogenéticas do DNA mitocondrial de O. argenteus e de outros Characiformes. Os resultados mostram que os genomas mitocondriais de A. giton e O. argenteus possuem características típicas de vertebrados, com 37 genes anotados, sendo 13 sequencias codificadoras de DNA (CDS), dois RNA ribossomais (rRNA), 22 RNA de transferência (tRNA) e uma região de controle (D-loop). Os genomas mitocondriais disponíveis de Characiformes inclusos neste estudo, apresentam uma estrutura similar com o de O. argenteus e média geral de 85% de similaridade entre as sequências de aminoácidos das proteínas. Todas as CDS estão sob efeito da seleção purificadora, particularmente o gene COI que está sob a pressão mais seletiva entre todos os genes mitocondriais. O monofiletismo de Characiformes e sua separação em duas subordens (Characoidei + Citharinoidei) é suportado, além das relações Lebiasinidae + (((Chalceidae + ((Bryconidae + (Acestrorhynchidae + Characidae))) terem sido propostas. A topologia indicada pela árvore filogenética obtida por inferência bayesiana coloca Cynodontidae e Hemiodontidae como grupos irmãos e representa uma nova hipótese das relações evolutivas desses táxons.

Characidae is the largest and most complex family within Characiformes and currently comprises 1123 valid species. Among its representatives, 88 genera, including Astyanax and Oligosarcus, are recognized as incertae sedis. The species Astyanax giton is distributed among the Paraíba do Sul River Basin and coastal rivers of Espírito Santo and Rio de Janeiro, and Oligosarcus argenteus in the streams forming the Doce River, the Velhas River and the Paraopeba River, the two latter are tributaries of the São Francisco Basin. Until the present date, there are no studies describing the mitochondrial genomes of these species. The study of these genomes allow evaluating amount of information of mitochondrial genes in the phylogenetic resolution, being useful for the reconstruction of the evolutionary history of the species. So, the aim at this work is to present the first study of the mitochondrial DNA of A. giton and O. argenteus, besides the analysis of the polymorphisms, estimation of the substitution and phylogenetic rates of the mitochondrial DNA of O. argenteus and other Characiformes. The results show that the mitochondrial genomes of A. giton and O. argenteus have typical characteristics of vertebrates with 37 annotated genes, 13 codins DNA sequences (CDS), two ribosomal RNA (rRNA), transfer RNA (tRNA) and one control region (D-loop). The available mitochondrial genomes of Characiformes included in this study have a similar structure of O. argenteus and an average of 85% similarity between the amino acid sequences of the protein coding genes. All CDS are on the effect of purifying selection, particularly the COI gene which is under the most selective pressure among all mitochondrial genes. The results support the monophyly of Characiformes and their separation into two suborders (Characoidei + Citharinoidei), as well as the Lebiasinidae + (((Chalceidae + ((Bryconidae + (Acestrorhynchidae + Characidae))) relationships. The topology indicated by the phylogenetic tree obtained by bayesian inference places Cynodontidae and Hemiodontidae as sister groups and represents a novel hypothesis of the evolutionary of these taxa.