Estudos filogenômicos usando Sequenciamento de Próxima Geração (do inglês, Next Generation Sequencing - NGS) estão se tornando cada vez mais comuns. O uso de marcadores oriundos do sequenciamento de DNA de uma biblioteca genômica reduzida, neste caso ddRADSeq (do inglês, Double Digestion Restriction Site Associated DNA Sequencing), para este fim é promissor, pelo menos considerando sua relação custo-benefício em grandes conjuntos de dados de grupos não-modelo, bem como a representação genômica recuperada. Aqui usamos ddRADSeq para inferir a filogenia em nível de espécie do gênero Cereus (Cactaceae). Esse gênero compreende em cerca de 25 espécies reconhecidas predominantemente sul-americanas distribuídas em quatro subgêneros. Nossa amostra inclui representantes de Cereus, além de espécies dos gêneros próximos, Cipocereus e Praecereus, além de grupos externos. A biblioteca ddRADSeq foi preparada utilizando as enzimas EcoRI e HPAII. Após o controle de qualidade (tamanho e quantificação dos fragmentos), a biblioteca foi sequenciada no Illumina HiSeq 2500. O processamento de bioinformática a partir de arquivos FASTQ incluiu o controle da presença de adaptadores, filtragem por qualidade (softwares FastQC, MultiQC e SeqyClean) e chamada de SNPs (software iPyRAD). Três cenários de permissividade a dados faltantes foram realizados no iPyRAD, recuperando conjuntos de dados com 333 (até 40% de dados perdidos), 1440 (até 60% de dados perdidos) e 6141 (até 80% de dados faltantes) loci. Para cada conjunto de dados, árvores de Máxima Verossimilhança (MV) foram geradas usando duas supermatrizes: SNPs ligados e Loci. Em geral, observamos algumas inconsistências entre as árvores ML geradas em softwares distintos (IQTree e RaxML) ou baseadas no tipo de matriz distinta (SNPs ligados e Loci). Por outro lado, a precisão e a resolução, foram melhoradas usando o maior conjunto de dados (até 80% de dados perdidos). Em geral, apresentamos uma filogenia com resolução inédita para o gênero Cereus, que foi resolvido como um provável grupo monofilético, composto por quatro clados principais e com alto suporte em suas relações internas. Além disso, nossos dados contribuem para agregar informações sobre o debate sobre o aumento de dados faltantes para conduzir a análise filogenética com loci RAD. / Phylogenomics studies using Next Generation Sequencing (NGS) are becoming increasingly common. The use of Double Digest Restriction Site Associated DNA Sequencing (ddRADSeq) markers to this end is promising, at least considering its cost-effectiveness in large datasets of non-model groups as well as the genome-wide representation recovered in the data. Here we used ddRADSeq to infer the species level phylogeny of genus Cereus (Cactaceae). This genus comprises about 25 species recognized predominantly South American species distributed into four subgenera. Our sample includes representatives of Cereus, in addition to species from the closely allied genera Cipocereus and Praecereus, besides outgroups. The ddRADSeq library was prepared using EcoRI and HPAII enzymes. After the quality control (fragments size and quantification) the library was sequenced in Illumina HiSeq 2500. The bioinformatic processing on raw FASTQ files included adapter trimming, quality filtering (FastQC, MultiQC and SeqyClean softwares) and SNPs calling (iPyRAD software). Three scenarios of permissiveness to missing data were carry out in iPyRAD, recovering datasets with 333 (up tp 40% missing data), 1440 (up to 60% missing data) and 6141 (up to 80% missing data) loci. For each dataset, Maximum Likelihood (ML) trees were generated using two supermatrices: SNPs linked and Loci. In general, we observe few inconsistences between ML trees generated in distinct softwares (IQTree and RaxML) or based in distinctive matrix type (SNP linked and Loci). On the other hand, the accuracy and resolution were improved using the larger dataset (up to 80% missing data). Overall, we present a phylogeny with unprecedent resolution for genus Cereus, which was resolved as a likely monophyletic group, composed by four main clades and with high support in their internal relationships. Further, our data contributes to aggregate information on the debate about to increasing missing data to conduct phylogenetic analysis with RAD loci.

Estudos filogenômicos usando Sequenciamento de Próxima Geração (do inglês, Next Generation Sequencing - NGS) estão se tornando cada vez mais comuns. O uso de marcadores oriundos do sequenciamento de DNA de uma biblioteca genômica reduzida, neste caso ddRADSeq (do inglês, Double Digestion Restriction Site Associated DNA Sequencing), para este fim é promissor, pelo menos considerando sua relação custo-benefício em grandes conjuntos de dados de grupos não-modelo, bem como a representação genômica recuperada. Aqui usamos ddRADSeq para inferir a filogenia em nível de espécie do gênero Cereus (Cactaceae). Esse gênero compreende em cerca de 25 espécies reconhecidas predominantemente sul-americanas distribuídas em quatro subgêneros. Nossa amostra inclui representantes de Cereus, além de espécies dos gêneros próximos, Cipocereus e Praecereus, além de grupos externos. A biblioteca ddRADSeq foi preparada utilizando as enzimas EcoRI e HPAII. Após o controle de qualidade (tamanho e quantificação dos fragmentos), a biblioteca foi sequenciada no Illumina HiSeq 2500. O processamento de bioinformática a partir de arquivos FASTQ incluiu o controle da presença de adaptadores, filtragem por qualidade (softwares FastQC, MultiQC e SeqyClean) e chamada de SNPs (software iPyRAD). Três cenários de permissividade a dados faltantes foram realizados no iPyRAD, recuperando conjuntos de dados com 333 (até 40% de dados perdidos), 1440 (até 60% de dados perdidos) e 6141 (até 80% de dados faltantes) loci. Para cada conjunto de dados, árvores de Máxima Verossimilhança (MV) foram geradas usando duas supermatrizes: SNPs ligados e Loci. Em geral, observamos algumas inconsistências entre as árvores ML geradas em softwares distintos (IQTree e RaxML) ou baseadas no tipo de matriz distinta (SNPs ligados e Loci). Por outro lado, a precisão e a resolução, foram melhoradas usando o maior conjunto de dados (até 80% de dados perdidos). Em geral, apresentamos uma filogenia com resolução inédita para o gênero Cereus, que foi resolvido como um provável grupo monofilético, composto por quatro clados principais e com alto suporte em suas relações internas. Além disso, nossos dados contribuem para agregar informações sobre o debate sobre o aumento de dados faltantes para conduzir a análise filogenética com loci RAD. / Phylogenomics studies using Next Generation Sequencing (NGS) are becoming increasingly common. The use of Double Digest Restriction Site Associated DNA Sequencing (ddRADSeq) markers to this end is promising, at least considering its cost-effectiveness in large datasets of non-model groups as well as the genome-wide representation recovered in the data. Here we used ddRADSeq to infer the species level phylogeny of genus Cereus (Cactaceae). This genus comprises about 25 species recognized predominantly South American species distributed into four subgenera. Our sample includes representatives of Cereus, in addition to species from the closely allied genera Cipocereus and Praecereus, besides outgroups. The ddRADSeq library was prepared using EcoRI and HPAII enzymes. After the quality control (fragments size and quantification) the library was sequenced in Illumina HiSeq 2500. The bioinformatic processing on raw FASTQ files included adapter trimming, quality filtering (FastQC, MultiQC and SeqyClean softwares) and SNPs calling (iPyRAD software). Three scenarios of permissiveness to missing data were carry out in iPyRAD, recovering datasets with 333 (up tp 40% missing data), 1440 (up to 60% missing data) and 6141 (up to 80% missing data) loci. For each dataset, Maximum Likelihood (ML) trees were generated using two supermatrices: SNPs linked and Loci. In general, we observe few inconsistences between ML trees generated in distinct softwares (IQTree and RaxML) or based in distinctive matrix type (SNP linked and Loci). On the other hand, the accuracy and resolution were improved using the larger dataset (up to 80% missing data). Overall, we present a phylogeny with unprecedent resolution for genus Cereus, which was resolved as a likely monophyletic group, composed by four main clades and with high support in their internal relationships. Further, our data contributes to aggregate information on the debate about to increasing missing data to conduct phylogenetic analysis with RAD loci.

O talha-mar Rynchops niger (Rynchopinae) e o trinta-réis-grande Phaetusa simplex (Sterninae), são aves aquáticas migratórias que se reproduzem simultaneamente em muitas praias fluviais da América do Sul. A taxonomia e a sistemática destas subfamílias foram objetos de poucos estudos. Além disso, possuem subespécies cuja delimitação e a caracterização ainda são confusas, além do que, uma revisão rigorosa da validade destes táxons nunca foi feita. E, como consequência dos poucos estudos, existe uma enorme imprecisão sobre a real área de distribuição de cada táxon, não havendo muita informação sobre os locais para onde se movimentam após o período reprodutivo. Assim sendo, este trabalho teve como objetivo caracterizar geneticamente e revisar a taxonomia destas duas espécies polítipas, definindo os seus táxons válidos e distribuição. Para tal, foram utilizados caracteres morfológicos (de plumagem e morfométricos), sequências do gene mitocondrial ND2 e de marcadores associados a sítios de restrição (ddRADseq), a fim de estimar a variação intra e interpopulacional, o fluxo gênico e a estrutura genética; visando também entender o padrão de migração destes táxons na América do Sul e a influência dos rios na taxonomia e na história evolutiva destas aves. De acordo com os resultados conclui-se: P. simplex passa a ser considerado um táxon monotípico, pois não é possível separar as subespécies entre si, nem morfologicamente e nem geneticamente. Apesar das variações genéticas entre as três subespécies de R. niger não serem significativas, estas continuam a ser consideradas como subespécies válidas, pois puderam ser plenamente diagnosticáveis quanto aos caracteres de plumagem e de distribuição. Não existem variações genéticas significativas entre as populações. As populações podem estar passando por um processo de expansão recente ou seleção positiva; ou podem estar se comportando como uma metapopulação. Os grandes rios sul-americanos, juntamente com o ciclo sazonal de precipitação da América do Sul (que altera a dinâmica destes rios), influenciam diretamente na distribuição, e, consequentemente, na evolução das aves aqui analisadas. Neste caso, os rios funcionam como vias de contato (e não como barreiras) entre os indivíduos, contribuindo para o intenso fluxo gênico dos táxons aqui apresentados / The Black Skimmer (Rynchops niger) and the Large-billed Tern (Phaetusa simplex) are migratory waterbirds that breed simultaneously on river beaches throughout South America. Few studies have been conducted on the taxonomy and systematics of these polytypic species and the delimitation and validity of each taxa described has never been studied in detail. As a result, the geographical distribution of both species is poorly understood and there is little information about the whereabouts of their non-breeding grounds. Therefore, the purpose of this study was to characterize genetically and revise the taxonomy and distribution of these two polytypic species. For this it was integrated morphological characters (plumage and morphometrics), mitochondrial sequences (ND2), and single nucleotide polymorphisms (SNPs) inferred from double digestion restriction associated DNA sequencing (ddRADseq) to estimate: 1) intra- and inter-populational variation, 2) gene flow, 3) population genetic structure, 4) migration patterns of these taxa within South America, and 5) assess the influence of rivers on the taxonomy and evolutionary history of these birds. The results lead to the following conclusions: P. simplex should now be considered a monotypic taxon because currently recognized subspecies are neither morphologically nor genetically diagnosable. Although genetic variation between the three subspecies currently recognized in R. niger is not significant, these taxa continue to be considered as valid subspecies because they are fully diagnosable in plumage characters and distributional patterns. There are no significant genetic variation between the populations of both species (R. niger and P. simplex). Populations may be undergoing a process of recent expansion or positive selection or they may be behaving like a metapopulation. Main South American rivers, together with the seasonal precipitation cycles of South America (which changes the dynamics of these rivers), have direct influence on the distribution, and, consequently, on the evolution of these birds. In this case, the rivers function as pathways of contact (and not as barriers) between individuals, contributing to the intense gene flow between these taxa

Understanding migratory connectivity is essential for assessing the drivers behind population dynamics and for implementing effective management in migratory species. Genetic markers provide a means to describe migratory connectivity, as well as incorporate population genetic analyses, however genetic markers can be uninformative for species with weak genetic structure. In this study, we evaluate range-wide population genetic structure and migratory connectivity in the prothonotary warbler, Protonotaria citrea, a wetland-dependent neotropical migratory songbird, using high-resolution genetic markers. We reveal regional genetic structure between sampling sites in the Mississippi River Valley and the Atlantic Seaboard with overall weak genetic differentiation among populations (FST = 0.0051). By ranking loci by FST and using subsets of the most differentiated genetic markers (200 – 3000), we identify a maximum assignment accuracy (89.7% to site, 94.3% to region) using 600 single nucleotide polymorphisms. We assign samples from unknown origin nonbreeding sites to a breeding region, illustrating weak migratory connectivity between prothonotary warbler breeding and nonbreeding grounds. Our results highlight the importance of using high-resolution markers in studies of migratory connectivity with species exhibiting weak genetic structure. Using similar techniques, studies may begin to describe population genetic structure that was previously undocumented, allowing us to infer the migratory patterns of an increasing number of species.