Monitoring fish communities through environmental DNA metabarcoding in the fish pass system of the second largest hydropower plant in the world.

Autor: Dal Pont G; Grupo Integrado de Aquicultura e Estudos Ambientais, Departamento de Zootecnia, Universidade Federal do Paraná, Rua dos Funcionários, 1540, Juvevê, Curitiba, PR, 80035-050, Brazil.; ATGC Genética Ambiental LTDA, Rua Dos Funcionários 1540, Juvevê, Curitiba, PR, 80035-050, Brazil., Duarte Ritter C; Grupo Integrado de Aquicultura e Estudos Ambientais, Departamento de Zootecnia, Universidade Federal do Paraná, Rua dos Funcionários, 1540, Juvevê, Curitiba, PR, 80035-050, Brazil. kmicaduarte@gmail.com.; ATGC Genética Ambiental LTDA, Rua Dos Funcionários 1540, Juvevê, Curitiba, PR, 80035-050, Brazil. kmicaduarte@gmail.com.; Eukaryotic Microbiology, Faculty of Biology, University of Duisburg-Essen, Universitätsstrasse 5, S05 R04 H83, 45141, Essen, Germany. kmicaduarte@gmail.com., Agostinis AO; Grupo Integrado de Aquicultura e Estudos Ambientais, Departamento de Zootecnia, Universidade Federal do Paraná, Rua dos Funcionários, 1540, Juvevê, Curitiba, PR, 80035-050, Brazil., Stica PV; Grupo Integrado de Aquicultura e Estudos Ambientais, Departamento de Zootecnia, Universidade Federal do Paraná, Rua dos Funcionários, 1540, Juvevê, Curitiba, PR, 80035-050, Brazil.; ATGC Genética Ambiental LTDA, Rua Dos Funcionários 1540, Juvevê, Curitiba, PR, 80035-050, Brazil., Horodesky A; Grupo Integrado de Aquicultura e Estudos Ambientais, Departamento de Zootecnia, Universidade Federal do Paraná, Rua dos Funcionários, 1540, Juvevê, Curitiba, PR, 80035-050, Brazil.; ATGC Genética Ambiental LTDA, Rua Dos Funcionários 1540, Juvevê, Curitiba, PR, 80035-050, Brazil., Cozer N; Grupo Integrado de Aquicultura e Estudos Ambientais, Departamento de Zootecnia, Universidade Federal do Paraná, Rua dos Funcionários, 1540, Juvevê, Curitiba, PR, 80035-050, Brazil.; ATGC Genética Ambiental LTDA, Rua Dos Funcionários 1540, Juvevê, Curitiba, PR, 80035-050, Brazil., Balsanelli E; Departamento de Bioquímica e Biologia Molecular, Universidade Federal do Paraná, Rua dos Funcionários, 1540, Juvevê, Curitiba, PR, 80035-050, Brazil., Netto OSM; ATGC Genética Ambiental LTDA, Rua Dos Funcionários 1540, Juvevê, Curitiba, PR, 80035-050, Brazil., Henn C; Itaipu Binacional, Divisão de Reservatório-MARR.CD, Avenida Tancredo Neves, 6731, Foz do Iguaçu, Paraná, CEP 85866-900, Brazil., Ostrensky A; Grupo Integrado de Aquicultura e Estudos Ambientais, Departamento de Zootecnia, Universidade Federal do Paraná, Rua dos Funcionários, 1540, Juvevê, Curitiba, PR, 80035-050, Brazil.; ATGC Genética Ambiental LTDA, Rua Dos Funcionários 1540, Juvevê, Curitiba, PR, 80035-050, Brazil., Pie MR; Grupo Integrado de Aquicultura e Estudos Ambientais, Departamento de Zootecnia, Universidade Federal do Paraná, Rua dos Funcionários, 1540, Juvevê, Curitiba, PR, 80035-050, Brazil.; ATGC Genética Ambiental LTDA, Rua Dos Funcionários 1540, Juvevê, Curitiba, PR, 80035-050, Brazil.
Jazyk: angličtina
Zdroj: Scientific reports [Sci Rep] 2021 Nov 30; Vol. 11 (1), pp. 23167. Date of Electronic Publication: 2021 Nov 30.
DOI: 10.1038/s41598-021-02593-5
Abstrakt: The Itaipu Hydroelectric Power Plant is the second largest in the world in power generation. The artificial barrier created by its dam imposes an obstacle for fish migration. Thus, in 2002, a fish pass system, named Piracema Channel, was built to allow fish to access areas upstream of the reservoir. We tested the potential of environmental DNA metabarcoding to monitor the impact of both the dam and associated fish pass system in the Paraná River fish communities and to compare it with traditional monitoring methods. Using a fragment of the 12S gene, we characterized richness and community composition based on amplicon sequence variants, operational taxonomic units, and zero-radius OTUs. We combined GenBank and in-house data for taxonomic assignment. We found that different bioinformatics approaches showed similar results. Also, we found a decrease in fish diversity from 2019 to 2020 probably due to the recent extreme drought experienced in southeastern Brazil. The highest alpha diversity was recorded in the mouth of the fish pass system, located in a protected valley with the highest environmental heterogeneity. Despite the clear indication that the reference databases need to be continuously improved, our results demonstrate the analytical efficiency of the metabarcoding to monitor fish species.
(© 2021. The Author(s).)
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