Variabilidad genética y fenotípica del Bocachico (Prochilodus magdalenae) de la ciénaga de Zapatosa Cesar Elianny Pacheco Peñaranda Universidad Nacional de Colombia Facultad de Ciencias Agropecuarias Palmira, Colombia 2019 Variabilidad genética y fenotípica del Bocachico (Prochilodus magdalenae) de la ciénaga de Zapatosa Cesar Elianny Pacheco Peñaranda Tesis presentada como requisito parcial para optar al título de: Magister en Ciencias Agrarias Director: Ph.D., Jaime Eduardo Muñoz Flórez Codirectora: Ph.D., Luz Ángela Álvarez Franco Línea de Investigación: Producción animal tropical Grupo de Investigación: Diversidad biológica Universidad Nacional de Colombia Facultad de Ciencias Agropecuarias Palmira, Colombia 2019 (Dedicatoria) A Dios, porque sin el nada de esto sería posible y por darme las fuerzas necesarias para realizar este sueño; A mi esposo, por embarcarse conmigo en esta gran travesía y por su apoyo incondicional; A mi familia, por sus consejos, cariño y orientación; por estar para mí en los momentos difíciles. Agradecimientos A la gobernación del Cesar por la beca otorgada para el inicio de este gran sueño. A la Universidad Nacional de Colombia - Sede Palmira por darme la oportunidad de formarme y adquirir nuevos conocimientos. A mis compañeros Latife Luquez Perez, Illgner Ali Eddy Contretas Almazo, Nelly Velazco Posada, Eduard Jose Arias Vanegas y Luis Angel Acosta Murgas con quienes compartimos experiencias académicas, y en quienes siempre encuentro un apoyo. Al profesor Carlos Alberto Jaramillo Cruz porque fue quien me incentivó para tomar el camino de la investigación en peces. Al profesor Jaime Eduardo Muñoz Florez por su apoyo a la hora de realizar mis actividades puesto que siempre estuvo presto a colaborar abriéndome las puertas en el laboratorio de molecular donde desarrolle gran parte de mi tesis. A la profesora Luz Angela Alvarez quien siempre estuvo atenta a todas mis inquietudes y me acompaño en este proceso. Al grupo de investigación en diversidad biológica y a todos los compañeros que hacen parte de este grupo porque de alguna forma aportaron al desarrollo de mi tesis en especial a Paula Andrea Rugeles, a Paola Andrea Martinez, a Edilma Velez Sinisterra, a Ruben Dario gracias a ellos por su compañía y por sus aportes. Al grupo de investigación en Recursos zoogenéticos quienes también me brindaron su apoyo y acompañamiento en la realización de la tesis en especial a Angela Maria Vinasco quien me brindó su ayuda. VIII Variabilidad genética y fenotípica del bocachico (Prochilodus magdalenae) de la ciénaga de Zapatosa Cesar Al CIAT en especial a Constanza Quintero y Yeny Patricia Zapata por abrirme las puertas de su laboratorio para realizar parte de mi proyecto. A Diana Lopez, por su colaboración en los análisis genéticos, por su paciencia y dedicación para enseñarme. A Pedro Jiménez por su ayuda en este nuevo mundo de la morfometría geometría. Al equipo que estuvo detrás de este proyecto en especial a Vanessa Román Morales y a Adriana Rueda Hurtado quienes nos brindaron el apoyo pese a las dificultades que se presentaron. Resumen y Abstract IX Resumen La ciénaga de Zapatosa (CZ) es un ecosistema de gran importancia en el departamento del Cesar y del Magdalena en Colombia por su gran diversidad de especies animales y vegetales, y por ser una de las principales fuentes de sostenimiento para las familias que viven allí. El escaso conocimiento biológico y genético de las especies ícticas, trae como consecuencia malos manejos de repoblamiento que impactan las especies y el ecosistema. Una de las especies con mayor importancia es el bocachico (Prochilodus magdalenae) el cual se encuentra en estado vulnerable. El objetivo de este proyecto fue estimar la variabilidad genética y fenotípica de esta especie en la CZ del departamento del Cesar. Se colectaron 223 ejemplares de Prochilodus magdalenae en nueve sitios de la CZ. Para la variabilidad fenotípica se realizó morfometría geométrica (MG) utilizando IMP (Integrated Morphometrics Package) y MophoJ. Para los análisis de variabilidad genotípica se usó genotipificación por secuenciación (GBS). Los análisis morfométricos indicaron que la varianza de la forma no estaba influenciada por el dimorfismo sexual o la alometría; los componentes principales explicaron el 62.69% de la varianza y las variables canónicas mostraron una clara diferenciación entre los sitios Pelaya y Tamalameque con los demás sitios de muestreo; el MANOVA indicó que el 45.16% de la varianza es explicada por las diferencias de forma entre grupos. Para los análisis genéticos, se obtuvieron 6277 SNPs polimórficos que mostraron baja diferenciación poblacional, moderada variabilidad genética y alto flujo genético. Se encontró diferenciación a nivel morfológico, pero no a nivel genético entre los sitios de muestreo. Palabras clave: Ciénaga de Zapatosa, GBS, IMP, morfometría geométrica, Prochilodus magdalenae, SNP, variabilidad genética. X Variabilidad genética y fenotípica del bocachico (Prochilodus magdalenae) de la ciénaga de Zapatosa Cesar Abstract The swamp of Zapatosa (CZ) is an ecosystem of great importance in the department of Cesar and Magdalena in Colombia for its great diversity of animal and plant species, and for being one of the main sources of sustenance for the families that live there. The scarce biological and genetic knowledge of the fish species, results in inadequate repopulation management that impacts the species and the ecosystem. One of the most important species is the bocachico (Prochilodus magdalenae) which is in a vulnerable state. The objective of this project was to estimate the genetic and phenotypic variability of this species in the CZ department of Cesar. 223 specimens of Prochilodus magdalenae were collected in nine sites of the CZ. Geometric morphometry (MG) was performed for phenotypic variability using IMP (Integrated Morphometrics Package) and MophoJ. Genotyping by sequencing (GBS) was used for genotypic variability analyzes. Morphometric analyzes indicated that the variance of the form was not influenced by sexual dimorphism or allometry; the main components explained 62.69% of the variance and the canonical variables showed a clear differentiation between the Pelaya and Tamalameque sites with the other sampling sites; the MANOVA indicated that 45.16% of the variance is explained by the differences in form between groups. For genetic analysis, 6277 polymorphic SNPs were obtained that showed low population differentiation, moderate genetic variability and high genetic flux. Differentiation was found at the morphological level, but not at the genetic level between the sampling sites. Keywords: Swamp of Zapatosa, GBS, IMP, geometric morphometry, Prochilodus magdalenae, SNP, genetic variability. XI Lista de símbolos y abreviaturas Contenido Pág. 1. Planteamiento del problema .................................................................................... 3 2. Objetivos ................................................................................................................... 7 3. Justificación ............................................................................................................. 9 4. Marco teórico .......................................................................................................... 13 4.1 La ciénaga de Zapatosa ....................................................................................13 4.2 La pesca en la ciénaga de Zapatosa .................................................................14 4.3 El Bocachico (Prochilodus magdalenae Steindachner 1878) .............................16 4.3.1 Generalidades ............................................................................................... 16 4.3.2 Clasificación taxonómica ............................................................................... 16 4.3.3 Migración ....................................................................................................... 17 4.3.4 Ciclo de vida y reproducción .......................................................................... 19 4.3.5 Estudios genéticos en bocachico (P. magdalenae) ........................................ 19 4.4 Marcadores genéticos en peces ........................................................................22 4.5 Polimorfismo de nucleótido simple (SNP por sus siglas en inglés) ....................23 4.6 Genotipificación por secuenciación (GBS por sus siglas en inglés) ...................24 4.7 Morfometría geométrica (MG) ...........................................................................25 5. Materiales y métodos ............................................................................................. 29 5.1 Sitios de muestreo.............................................................................................29 5.2 Recolección de muestras ícticas .......................................................................31 5.3 Caracterización fenotípica .................................................................................31 5.3.1 Morfometría geométrica con programas IMP ................................................. 31 5.3.2 Morfometría geométrica con MorphoJ ........................................................... 34 5.4 Caracterización genética y molecular ................................................................34 5.4.1 Macroextracción de ADN ............................................................................... 34 5.4.2 Verificación de la calidad del ADN ................................................................