Origem e diferenciação do sistema de cromossomos sexuais ZZ/ZW em Triportheus (Characiformes, Characidae): citogenética, mapeamento dos genes ribossomais e microdissecção cromossômica

Autor: Bezerra, Débora Diniz
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2007
Předmět:
Zdroj: Repositório Institucional da UFSCARUniversidade Federal de São CarlosUFSCAR.
Druh dokumentu: Doctoral Thesis
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Chromosomes of distinct species of Triportheus (Characiformes, Characidae) from different hydrographic basins in Brazil, as well as in Argentina, were analyzed in the present work. Triportheus nematurus, from Piracicaba River (São Paulo State, Brazil), was analyzed for the first time, using conventional cytogenetic techniques, base-specific fluorochromes and physical mapping of 18S rDNA and 5S rDNA. The diploid number found in all species was 2n= 52 chromosomes, in both males and females. Females presented a pair of quite differentiated heteromorphic chromosomes, characterizing a ZZ/ZW sex chromosome system. The Z chromosome is the largest in the karyotype, bearing constitutive heterochromatin at pericentromeric and telomeric regions. The W chromosome is mostly heterochromatic, showing a heterogeneous heterochromatin, composed of GC- and AT-rich regions The Ag-NORs were equivalent to 18S rDNA sites detected through fluorescent in situ hybridization. The 5S rDNA is syntenic and adjacent to 18S rDNA site, characterizing an uncommon situation amongst fishes. The results obtained in T. nematurus agree with previous studies in this group, reinforcing the basal condition of the system ZZ/ZW in the phylogeny of this genus, prior to speciation events. Besides T. nematurus, other seven species/populations of Triportheus were analyzed by FISH with 18S and 5S rDNA probes. The results confirmed the presence of 18S sites on the W chromosome in all Triportheus species herein studied, even when Ag-NORs showed to be inactive. The 5S rDNA sites, not reported in this group so far, were always located on short arms of a single chromosomal pair, close to centromeres. The only exception was T. auritus, which presented ten 5S rDNA sites. Two distinct T. nematurus populations (Piracicaba River SP and Paraná River Argentina) presented synteny between 18S and 5S ribosomal genes, located on short arm of a NOR-bearing chromosomal pair. A probe for whole chromosome painting (WCP), specific to the Z chromosome of T. nematurus (Piracicaba River), was obtained by microdissection, followed by unspecific amplification via DOP-PCR (Degenerate Oligonucleotide Primed-PCR). Fluorescent in situ hybridization with such probe was performed in Triportheus species, as well as in other Characidae species belonging to genus closed to Triportheus. In male specimens of Triportheus, both Z chromosomes (1st large metacentric pair) presented conspicuous marks over their whole extension. In females, the Z chromosome showed the same pattern observed in males while the W chromosome bears only a subtle signal on the short arm, or on the long arm close to centromere, according to species. Therefore, the region of the W chromosome with homology to Z chromosome is relatively small. All the other Characidae species analyzed presented no positive signals after hybridization using Z chromosome of Tirportheus nematurus as a probe, even in those apparently closely related to this genus. Thus, these results stress out, positively, that the ZZ/ZW system should actually correspond to a synapomorphy shared by Triportheus species, likely to be unique to this Characidae group.
No presente estudo foram analisados os cromossomos de distintas espécies de Triportheus (Characiformes, Characidae), de diferentes bacias hidrográficas do Brasil, assim como da Argentina. Triportheus nematurus, proveniente do rio Piracicaba - SP, foi analisada pela primeira vez, utilizando técnicas de estudo convencionais, fluorocromos base-específicos e o mapeamento físico dos sitos de rDNA 18S e de rDNA 5S. O número diplóide encontrado foi de 2n=52 cromossomos, tanto em machos como em fêmeas. As fêmeas apresentaram um par de cromossomos heteromórficos bem diferenciados, caracterizando um sistema de cromossomos sexuais do tipo ZZ/ZW. O cromossomo Z é o maior do complemento, com a ocorrência de heterocromatina constitutiva nas regiões pericentromérica e teloméricas. O cromossomo W é em grande parte heterocromático, evidenciando heterocromatina heterogênea, composta por regiões GC- e AT-ricas. As Ag-RONs, em concordância com os sítios de rDNA 18S, detectados pela hibridação fluorescente in situ. O rDNA 5S, mostra uma localização sintênica e adjacente ao rDNA 18S, caracterizando uma situação pouco freqüente entre os peixes. Os resultados obtidos em T. nematurus concordam com estudos prévios nesse grupo, reforçando a condição basal do sistema ZZ/ZW na filogenia do gênero, provavelmente pré-datando os eventos de especiação. Além de T. nematurus, mais sete espécies/populações de Triportheus foram analisas por FISH com sondas de rDNA 18S e 5S. Os resultados confirmaram a presença de sítios 18S no cromossomo W em todas as espécies de Triportheus aqui analisadas, mesmo nos casos onde as Ag-RONs mostraram-se inativas. Os sítios de rDNA 5S, que ainda não tinham sido descritos para o grupo, encontram-se sempre localizados no braço curto de um só par de cromossomos, adjacentes ao centrômero. A única exceção ocorreu em T. auritus, que apresentou 10 sítios de rRNA 5S. Duas populações distintas de T. nematurus (rio Piracicaba SP e rio Paraná Argentina) apresentaram sintenia dos genes ribossomais no braço curto de um par cromossômico correspondente ao portador de Ag-RONs. Uma sonda para pintura cromossômica total (WCP - Whole Chromosome Painting), específica do cromossomo Z de T. nematurus (rio Piracicaba), foi obtida por intermédio de microdissecção, seguida por amplificação inespecífica por DOP-PCR (Degenerate Oligonucleotide Primed-PCR). Hibridações fluorescentes in situ, utilizando-se esta sonda, foram realizadas em espécies/populações de Triportheus, assim como em espécies de outros gêneros da família Characidae filogenticamente próximos de Triportheus. Nos espécimes machos de Triportheus, os dois cromossomos Z (1º par metacêntrico grande) apresentaram uma forte marcação em toda sua extensão. Nas fêmeas, o cromossomo Z (1o metacêntrico grande) mostra o mesmo padrão observado nos machos e o cromossomo W se apresenta apenas com sutil marcação no braço curto ou no braço longo, em uma região adjacente ao centrômero, conforme a espécie. Assim sendo, a região do cromossomo W que mantém homologia com o cromossomo Z é relativamente pequena, demonstrando a grande diferenciação desse cromossomo ao longo da evolução do sistema ZZ/ZW no grupo. Todas as demais espécies de Characidae testadas não apresentaram sinais positivos de hibridação com a sonda do cromossomo Z de Triportheus, mesmo sendo relativamente próximas desse gênero. Assim sendo, esses resultados reforçam, de modo mais positivo, que o sistema ZZ/ZW deve de fato corresponder à uma sinapomorfia entre as espécies de Triportheus, aparentemente exclusiva desse grupo de Characidae
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