Genetic diversity of four broodstocks of tilapia (Oreochromis sp.) from Antioquia, Colombia

Abstract Background: Tilapia is the most farmed fish in Colombia. However, the genetic diversity and structure of broodstocks in the hatcheries of Antioquia province remains unknown. Objective: To analyze the genetic diversity and structure of one Nile and three red tilapia broodstocks in Antioquia, Colombia. Methods: Fish were genotyped using 24 microsatellite markers of 13 linkage groups in five multiple reactions. Genetic diversity metrics were estimated and null alleles were detected. Analysis of Molecular Variance and analysis of number of clusters were used to describe the relationship between broodstocks. Results: Two microsatellites could not be amplified, and 22 were polymorphic. Average number of alleles per locus ranged 5.77 to 7.91. Locus UNH211 had the most alleles (17), whereas OMO032 had the fewest (4). Except for GM234 and OMO032, the analyzed loci had at least one private allele per population. Average effective number of alleles (3.37-4.03) was always less than the number of observed alleles. Significant deviations from Hardy-Weinberg equilibrium with heterozygote deficiencies were registered. Nine markers showed evidence of null alleles. The expected heterozygosity (0.65 to 0.67 per broodstock) was significantly higher than the observed heterozygosity (0.601 to 0.649) in the four populations. The fixation index for all broodstocks (excluding null alleles) was 0.0766 (95% confidence interval, 0.05092 to 0.10289). According to the molecular variance analysis, the greatest variation was between individuals rather than between groups of broodstocks or individuals within broodstocks. The genetic distance between the Nile and red broodstocks ranged from 0.43 to 0.54. Conclusions: Overall, these findings provide baseline information about the genetic diversity and structure of tilapia broodstocks in Antioquia, Colombia, useful for the management of hatcheries.Resumo Antecedentes: A tilápia é o peixe mais cultivado na Colômbia. É importante examinar a diversidade genética de peixes reprodutores. Objetivo: Avaliar a diversidade e estrutura genética de três estoques de reprodutores de tilápias vermelhas e um de tilápia Nilótica em Antioquia, Colômbia. Métodos: Utilizaram-se 24 microssatélites de 13 grupos de ligação em cinco reações múltiplas. Métricas de diversidade genética foram estimadas e alelos nulos foram detectados. Análise da Variância Molecular e análise do número de clusters foram utilizados para descrever a relação entre os estoques. Resultados: Dois marcadores não foram amplificados e vinte e dois microssatélites analisados mostraram-se polimórficos. O número médio de alelos por locus variou entre 5,77 e 7,91. O Locus UNH211 apresentou o maior número de alelos (17), enquanto o OMO032 apresentou o menor número (4). Exceto GM234 e OMO032, os loci analisados mostrou um pelo menos um alelo privado por população. O número efetivo médio de alelos (3,37-4,03) foi sempre menor do que o número de alelos observados. Foram observados desvios significativos do equilíbrio Hardy-Weinberg e deficiência de heterozigotos. Nove loci mostraram evidências de alelos nulos. A heterozigosidade esperada (0,6504-0,6748 por população) foi significativamente maior do que a heterozigosidade observada (0,601-0,649). O índice de fixação foi de 0,0766 (intervalo de confiança de 95%, 0,05092-0,10289). De acordo com a análise da variância molecular, a maior variação foi entre indivíduos. Adistância genética entre o Nilo e os reprodutores vermelhos variou de 0,43 a 0,54. Conclusão: No geral, esses resultados fornecem informação básica sobre sobre diversidade e estrutura genética de reprodutores de tilápia em Antioquia, Colômbia, e são significativos para o manejo de plantéis de reprodutores.Resumen Antecedentes: La tilapia es el pez más cultivado en Colombia; sin embargo, hay gran desconocimiento sobre la estructura genetica actual de los reproductores. Objetivo: Analizar la diversidad y estructura genética de los reproductores de tres granjas de tilapia roja y una de tilapia Nilótica en Antioquia, Colombia. Métodos: Se utilizaron 24 microsatélites de 13 grupos de ligamiento amplificados en cinco reacciones múltiples. Se calcularon diferentes medidas de diversidad y se detectaron alelos nulos. Se utilizó un análisis de varianza molecular y uno de número de grupos para describir las relaciones entre las granjas de reproductores. Resultados: Dos marcadores no fueron amplificados y los 22 restantes fueron polimórficos. El promedio de alelos por locus varió entre 5,77 y 7,91. El mayor número de alelos (17) se encontró en el locus UNH 211, mientras que el menor se observó en OMO032 (cuatro). Veinte loci presentaron por lo menos un alelo privado. El número de alelos efectivos promedio fue menor al número de alelos observado y estuvo entre 3,37 y 4,03. Se registraron desviaciones significativas en el equilibrio Hardy-Weinberg, en su mayoría con deficiencias de heterocigotos. Se encontraron evidencias de alelos nulos en nueve marcadores. La heterocigosidad observada estuvo entre 0,601 y 0,649. El índice de fijación fue de 0.0766 (intervalo de confianza de 95%, entre 0,05092 y 0,10289). Según el análisis de varianza molecular, la mayor fuente de variación se encontró entre individuos. El valor de la distancia de Nei entre los reproductores Nilóticos y rojos estuvo entre 0,43 y 0,54. Conclusión: Los resultados de la presente investigación proveen una línea base acerca de la diversidad y estructura genética de los reproductores de tilapia en Antioquia, Colombia, y son útiles para el manejo de granjas dedicadas a la reproducción de tilapia