Análise dos rearranjos cromossômicos no grupo Rineloricaria aff lima (bacia do rio Iguaçu, PR) elucidado por dados moleculares e marcadores cromossômicos

Abstract

RESUMO: Rineloricaria (Bleeker, 1862), é o gênero mais rico em espécies da subfamília Loricariinae, apresentando cerca de 65 espécies e amplamente distribuídas do Panamá na América Central até o nordeste da Argentina. Apesar dessa ampla diversidade de espécies e habitats, estudos a respeito da taxonomia e filogenia do grupo são ainda escassos. Rineloricaria apresenta uma extensa diversidade cariotípica, com número diploide variando de 36 a 70 cromossomos. Além disso rearranjos do tipo fusão e/ou inversão estão intimamente ligados a carioevolução do gênero. No presente trabalho foram analisadas espécies de Rineloricaria coletadas no médio Rio Iguaçu (Município de União da Vitória-PR). Analises filogenéticas resgataram três linhagens de Rineloricaria para este local. Através de estudos citogenéticos, em duas das três linhagens, evidenciamos um extenso polimorfismo cromossômico. O primeiro clado apresentou sete cariótipos prováveis (A-G) variando para 2n = 65 a 67 cromossomos com uma grande diversidade de fórmulas cariotípica. O segundo clado evidenciou 2n = 64 com a fórmula do cariótipo 3m + 61st / a (Cariótipo H). O terceiro clado agrupou quatro cariótipos gerais (I-L) variando a 2n =65 a 66 cromossomos com ampla diversidade nas fórmulas cariotípicas, além disso, dois espécimes (cariótipos J e L) deste clado apresentaram variações sobre o número diploide e a fórmula do cariótipo, respectivamente. Em estudo relacionado a região organizadora de nucléolo com emprego das técnicas de Ag-NOR, e 18S rDNA FISH, evidenciamos um sistema de NOR simples para as três linhagens. O padrão de heterocromatina constitutiva esteve distribuído modestamente ao longo de regiões centroméricas e terminais, revelando blocos conspícuos associados ao par da NOR. Mapeamento físico de 5S rDNA, localizou padrões diferentes para essas três linhagens, para o primeiro clado quatro sítios, seis para o segundo e três sítios para o terceiro clado. O mapeamento físico das sequências teloméricas revelou a presença de sítios intersticiais teloméricos (ITS) na região centromérica de duas linhagens de Rineloricaria, e ambas apresentaram ITS coincidindo com a NOR. As sondas de microssatélites (CA)15 e (GA)15 hibridaram preferencialmente nas regiões subterminal e intersticial, associados a blocos heterocromáticos e 18S rDNA. Também, estudos de células meióticas foram realizados para duas das três linhagens de Rineloricaria devido ao extenso polimorfismo cromossômico. As análises meióticas no primeiro clado (2n=65 e 67) revelaram a presença de cromossomos bivalentes e univalentes, além de um cromossomo tetravalente. O terceiro clado (2n=65 e 66) apresentou bivalentes e univalentes. Rearranjos cromossômicos como fusão e/ou inversões são os principais eventos para a origem dessa diversidade cariotípica, além disso esse polimorfismo tem sido mantido devido ao cruzamento entre membros de diferentes cariótipos. Dados citogenéticos combinados com dados filogenéticos indicaram a existência de um alto nível de rearranjos de cromossomos e apoiam a hipótese de que essas linhagens divergiram recentemente, sendo um estudo fundamental para entender a complexa evolução cariotípica desse grupo

ABSTRACT: Rineloricaria (Bleeker, 1862), is the species-richest genus of the subfamily Loricariinae, presenting about 65 species and widely distributed from Panama in Central America to northeastern Argentina. Despite the wide diversity of species and habitats, studies on the taxonomy and phylogeny of the group are still scarce. Rineloricaria presents an extensive karyotype diversity, with a diploid number varying from 36 to 70 chromosomes. In addition, fusion and / or inversion type rearrangements are closely linked to karyoevolution of the genus. In the present work were analyzed species of Rineloricaria collected in the middle Iguaçu River (Municipality of União da Vitória-PR). Phylogenetic analyzes rescued three lineages of Rineloricaria to this location. Through cytogenetic studies, in two of the three lineages, we showed an extensive chromosomal polymorphism. The first clade showed seven probable karyotypes (A-G) ranging from 2n = 65 to 67 chromosomes with a great diversity of karyotype formulas. The second clade showed 2n = 64 with the formula of the karyotype 3m + 61st / a (Karyotype H). The third clade grouped four general karyotypes (I-L) ranging from 2n = 65 to 66 chromosomes with wide diversity in the karyotype formulas; in addition, two specimens (J and L karyotypes) of this clade showed variations on the diploid number and the karyotype formula, respectively. In a study related to the nucleoli organizing region using Ag-NOR and 18S rDNA FISH techniques, we showed a simple NOR system for the three lineages. The constitutive heterochromatin pattern was distributed modestly along centromeric and terminal regions, revealing conspicuous blocks associated with the NOR pair. Physical mapping of 5S rDNA, located different patterns for these three lineages, for the first clade four sites, six for the second and three sites for the third clade. The physical mapping of the telomeric sequences revealed the presence of telomeric interstitial sites (ITS) in the centromeric region of two lines of Rineloricaria and both presented ITS coinciding with the NOR. Microsatellite probes (CA)15 and (GA)15 hybridized preferentially in the subterminal and interstitial regions, associated with heterochromatic blocks and 18S rDNA. In addition, meiotic cell studies were performed for two of the three lineages of Rineloricaria due to the extensive chromosomal polymorphism. The meiotic analyzes in the first clade (2n = 65 and 67) revealed the presence of bivalent and univalent chromosomes, as well as a tetravalent chromosome. The third clade (2n = 65 and 66) showed bivalents and univalents. Chromosomal rearrangements such as fusion and / or inversions are the main events for the origin of this karyotype diversity, in addition this polymorphism has been maintained due to the cross between members of different karyotypes. Cytogenetic data combined with phylogenetic data indicated the existence of a high level of chromosome rearrangements and support the hypothesis that these lineages diverged recently, being a fundamental study to understand the complex karyotype evolution of this group