Contribuições a elucidação da estrutura, origem e evolução de neo-sistemas cromossômicos de determinação sexual em gafanhotos utilizando como modelo espécies dos gêneros Chlorus, Dichromatos e Eurotettix (Melanoplinae; Acrididae)

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Processo FAPESP: 12/01421-7

Pós-graduação em Ciências Biológicas (Biologia Celular e Molecular) - IBRC

Sex chromosomes have been evolved independently from a pair of homologous autosomes and several lineages share common characteristics, representing fascinating examples of evolutionary convergence. Some of those features include accumulation of various kinds of repetitive DNAs, recombination constraint, loss or gain of genes that derived in the genetic and morphological differentiation among the sex chromosomes X and Y or Z and W. In Orthoptera, sex chromosome systems commonly found in the most studies species is the type X0♂/XX♀; however, in the subfamily Melanoplinae, derived variants neo-XY or neo-X1X2Y evolved several times by repeated autosome-sex chromosome Robtersonian fusions (Rb-fusions). Thus, the aim of this study was to analyze sex chromosome systems in Melanoplinae using as model species of the phylogenetically related genera Chlorus, Eurotettix and Dichromatos, in addition Ronderosia bergi. For this proposes it was integrated classical cytogenetic analysis, cytogenetic mapping for distinct repetitive DNAs and microdisssected sex chromosomes and immunolocalization for distinct histone modifications. Moreover in R. bergi the microdissected chromosomes were used as source for specific amplification of multigene families in order to address the specific variation of these sequences in the sex chromosomes. Concerning to the phylogenetically related genera, our data indicate a non-spreading of heterochromatic blocks and pool of repetitive DNAs (C0t-1 DNA) in the sex chromosomes, but the spreading of multigene families among the neo-sex chromosomes of Eurotettix and Dichromatos was remarkable, particularly for 5S rDNA. These results also suggest a common origin and subsequent differential accumulation of repetitive DNAs in the sex chromosomes of Dichromatos and an independent origin of the sex chromosomes of the neo-XY and neo-X1X2Y systems intragenerically. In the species R. bergi, our data supports the argument that the...

Os cromossomos sexuais se originam independentemente de um par de homólogos autossômicos e em várias linhagens apresentam características comuns, representando um exemplo fascinante de convergência evolutiva. Algumas destas características incluem a acumulação de vários tipos de DNAs repetitivos, restrição de recombinação e perda ou ganho de genes que derivam na diferenciação morfológica e genética entre os cromossomos sexuais X e Y ou Z e W. Em Orthoptera, o sistema cromossômico sexual comumente encontrado na maioria das espécies estudadas é do tipo X0♂/XX♀; entretanto, na subfamília Melanoplinae sistemas cromossômicos sexuais derivados dos tipos neo-XY♂/XX♀ e neo-X1X2Y♂/X1X1X2X2♀ são frequentemente observados, tendo evoluído repetidamente por fusões Robertsonianas (Fusão Rb) entre autossomos e cromossomos sexuais ancestrais. Sendo assim, o objetivo do presente trabalho foi analizar os sitemas cromossômicos sexuais em Melanoplinae utilizando como modelo as espécies dos gêneros filogeneticamente relacionados Chlorus, Eurotettix e Dichromatos, e adicionalmente Ronderosia bergi. Assim, nós integramos citogenética clásica, FISH para distintos DNAs repetitivos, microdissecção de cromossomos sexuais e imunolocalização para diferentes modificações de histonas. Além disso, em R. bergi os cromossomos sexuais microdissectados foram usados como molde para a amplificação específica de famílias multigênicas com o objetivo de entender a variação destas sequências nos cromossomos sexuais. Com relação as espécies filogeneticamente relacionadas, nossos dados revelam não propagação de blocos heterocromáticos e da fração de DNA C0t-1, mas foi observada uma remarcável propagação de famílias multigênicas entre os neo-sistemas sexuias de Eurotettix e Dichromatos, pricipalmente para o DNAr 5S. Estes resultados também sugeriram uma origem comun e subsequente acumulação diferencial de DNAs...