Cytogenetic and DNA barcoding reveals high divergence within the trahira, Hoplias malabaricus (Characiformes: Erythrinidae) from the lower Amazon River

Dados moleculares e citogenéticos tem evidenciado especiação críptica na traíra sul-americana, Hoplias malabaricus. No presente estudo, cariótipos e sequências de DNA barcode de espécimes de sete populações, habitando a região do baixo rio Amazonas, foram analisadas a fim de caracterizar o nível de divergência genética dentro de um único cariomorfo. Todos os espécimes possuem 2n = 40 cromossomos (20m+20sm) os quais são inseridos no grupo de traíras do cariomorfo C. DNA barcode revelou seis haplogrupos, com clara divergência entre populações do Brasil e da Argentina. Os resultados apoiam a hipótese de complexo de espécies e indicam que um único cariomorfo de Hoplias malabaricus pode conter mais de uma espécie.

Aplicação de pintura cromossômica em espécies da família Accipitridae (Aves, Falconiformes): considerações filogenéticas e evolutivas

As análises citogenéticas de diversos Falconiformes mostraram que os acipitrídeos têm uma organização cromossômica atípica na classe Aves, com um número diplóide relativamente baixo (média de 2n= 66) e poucos pares de microcromossomos (4 a 6 pares). Propostas baseadas em citogenética clássica sugeriram que esse fato devia-se à fusão de microcromossomos presentes no cariótipo ancestral das Aves. No intuito de contribuir para o esclarecimento das questões referentes à evolução cromossômica e filogenética dessa família, três espécies da subfamília Buteoninae (Rupornis magnirostris, Buteogallus meridionales e Asturina nitida) e duas espécies da subfamília Harpiinae (Harpia harpyja e Morphnus guianensis) foram analisados citogeneticamente através da aplicação de técnicas de citogenética clássica e molecular. As espécies de Buteoninae apresentaram cariótipos muito semelhantes, com número diplóide igual a 68; o número de cromossomos de dois braços entre 17 e 21, o cromossomo Z submetacêntrico e o W metacêntrico em R. magnirostris e submetacêntrico em Asturina nitida. O uso de sondas de 18/28S rDNA mostrou a localização de regiões organizadoras de nucléolo em um par submetacêntrico médio nas três espécies, correspondendo ao braço curto do par 7. Sequências teloméricas foram mapeadas não só na região terminal dos braços, mas também em algumas posições intersticiais. Sondas de cromossomo inteiro derivadas dos pares 1 a 10 de Gallus gallus (GGA) produziram o mesmo número de sinais nessas três espécies. A disponibilidade das sondas de cromossomos totais derivadas de Leucopternis albicollis confirmou a existência de uma assinatura citogenética comum para as espécies de Buteoninae analisadas por FISH, que se trata da associação entre GGA1p e GGA6, inclusive com um sítio de sequência telomérica intersticial reforçando esse fato. As espécies de Harpiinae analisadas mostraram que o número diplóide das espécies de H. harpyja e M. guianensis foi igual a 58 e 54, respectivamente, e que ambas as espécies apresentam vinte e dois pares de cromossomos de dois braços, mesmo Harpia apresentando dois pares a mais. 18/28S rDNA produziram sinais no braço curto do par 1 em M. guianensis e em dois pares em H. harpyja (pares 6 e 25). Sequências teloméricas intersticiais também foram observadas em alguns pares. Apesar da similaridade na morfologia cromossômica, não foram observadas associações compartilhadas por essas duas espécies. As diferentes associações observadas em Morphnus e Harpia mostram que essas espécies sofreram uma reorganização genômica expressiva após sua separação em linhagens independentes. Além disso, ausência de associações semelhantes sugere que houve fissões nos macrocromossomos do ancestral em comum desse grupo, e as fusões foram subsequentes ao seu isolamento como linhagens diferentes. Os resultados aqui apresentados, somados àqueles publicados anteriormente com outras espécies de Accipitridae indicam que os processos de fissões envolvendo os macrocromossomos de GGA e fusões entre esses segmentos e entre esses e microcromossomos são rearranjos recorrentes nesse grupo. Apesar dos Falconidae também apresentarem cariótipos atípicos, e números diploides baixos, os dados globais da citogenética de Accipitridae indicam que, assim como postulado para as semelhanças morfológicas entre esses dois grupos, os cariótipos rearranjados corresponderiam a homoplasias, do ponto de vista evolutivo, apoiando que essas duas famílias não formam um grupo monofilético.

Cytogenetic study of the genus Saguinus (Callithrichidae, Primates)

Oito subespécies do gênero Saguinus (S. f. fuscicollis, S. f. weddelli, S. b. bicolor, S. b. martinsi, S. m. mystax, S. i. imperator, S. m. midas e S. m. niger) foram estudadas citogeneticamente, das quais cinco (S. f. fuscicollis, S. f. weddelli, S. b. martinsi, S. m. mystax e S. i. imperator) tiveram seu cariótipo descrito pela primeira vez neste estudo. Os cariótipos foram analisados por coloração convencional, pelos padrões de bandas G, C e NOR, e pelo método de bandeamento sequencial G/C. Todos os espécimens mostraram o mesmo número diplóide (2n = 46 cromossomos) e os padrões de bandas G, C e NOR foram muito similares entre as subespécies, diferindo apenas na quantidade e distribuição de heterocromatina constitutiva de alguns autossomos. Heterocromatina constitutiva presente na região telomérica de alguns cromossomos foi observada apenas em S. f. fuscicollis e S. f. weddelli. O cromossomo X foi igual em todas subespécies, porém, o cromossomo Y diferiu em morfologia e tamanho. Quimerismo cromossômico XX/XY foi verificado em todas as subespécies.

Cytogenetic studies in six species of Scinax (Anura, Hylidae) clade Scinax ruber from northern and northeastern Brazil

Scinax species are still underrepresented in cytogenetic studies, mainly with respect to populations from northeastern and northern Brazil. In this study, we provide new chromosomal information on Scinax boesemani, S. camposseabrai, S. garbei, S. pachycrus, S. trilineatus and S. x-signatus, all belonging to clade S. ruber. They were collected at two locations in the Caatinga biome (northeastern Brazil) and at one in the Amazon (northern Brazil) biomes. Chromosomes were analyzed by conventional staining, C-banding, Ag-NOR staining, and fluorochrome staining. All species shared a modal diploid value of 2n = 24 and fundamental arm number (FN) of 48. Moreover, both chromosomal size and morphology were similar to other species in this Scinax clade. C-banding revealed centromeric heterochromatin in all species, along with terminal species-specific C-bands in some species. Active nucleolar organizer regions (Ag-NORs) were identified at 11q in most species, except for S. boesemani and S. garbei (Ag-NORs at interstitial region of 8q). Differing from most anurans, GC-rich regions were not restricted to NORs, but also coincident with some centromeric and terminal C-bands. These data contribute to the cytotaxonomy of Scinax by providing chromosomal markers and demonstrating the occurrence of microstructural rearrangements and inversions on chromosomal evolution of Scinax.

Karyotypic evolution of ribosomal sites in buffalo subspecies and their crossbreed

Domestic buffaloes are divided into two group based on cytogenetic characteristics and habitats: the “river buffaloes” with 2n = 50 and the “swamp buffaloes”, 2n = 48. Nevertheless, their hybrids are viable, fertile and identified by a 2n = 49. In order to have a better characterization of these different cytotypes of buffaloes, and considering that NOR-bearing chromosomes are involved in the rearrangements responsible for the karyotypic differences, we applied silver staining (Ag-NOR) and performed fluorescent in situ hybridization (FISH) experiments using 18S rDNA as probe. Metaphases were obtained through blood lymphocyte culture of 21 individuals, including river, swamp and hybrid cytotypes. Ag-NOR staining revealed active NORs on six chromosome pairs (3p, 4p, 6, 21, 23, 24) in the river buffaloes, whereas the swamp buffaloes presented only five NOR-bearing pairs (4p, 6, 20, 22, 23). The F1 crossbreed had 11 chromosomes with active NORs, indicating expression of both parental chromosomes. FISH analysis confirmed the numerical divergence identified with Ag-NOR. This result is explained by the loss of the NOR located on chromosome 4p in the river buffalo, which is involved in the tandem fusion with chromosome 9 in this subspecies. A comparison with the ancestral cattle karyotype suggests that the NOR found on the 3p of the river buffalo may have originated from a duplication of ribosomal genes, resulting in the formation of new NOR sites in this subspecies.

Chromosomal diversity in three species of electric fish (Apteronotidae, Gymnotiformes) from the Amazon Basin

Cytogenetic studies were carried out on samples of Parapteronotus hasemani, Sternarchogiton preto and Sternarchorhamphus muelleri (Apteronotidae, Gymnotiformes) from the Amazon basin. The first two species exhibited both a 2n = 52 karyotype, but differed in their karyotypic formulae, distribution of constitutive heterochromatin, and chromosomal location of the NOR. The third species, Sternarchorhamphus muelleri, was found to have a 2n = 32 karyotype. In all three species the DAPI and chromomycin A3 staining results were consistent with the C-banding results and nucleolar organizer region (NOR) localization. The 18S rDNA probe confirmed that there was only one pair of ribosomal DNA cistron bearers per species. The telomeric probe did not reveal interstitial telomeric sequences (ITS). The karyotypic differences among these species can be used for taxonomic identification. These data will be useful in future studies of these fishes and help understanding the phylogenetic relationships and chromosomal evolution of the Apteronotidae.

Cytogenetics of the Brazilian Bolitoglossa paraensis (Unterstein, 1930) salamanders (Caudata, Plethodontidae)

Plethodontid salamanders of genus Bolitoglossa constitute the largest and most diverse group of salamanders, including around 20% of living caudate species. Recent studies have indicated the occurrence of five recognized species in the Brazilian Amazon Rainforest. We present here the first cytogenetic data of a Brazilian salamander, which may prove to be a useful by contribution to the cytotaxonomy of the genus. Specimens were collected near the “type” locality (Utinga, Belém, PA, Brazil). Chromosomal preparations from duodenal epithelial cells and testes were subjected to Giemsa staining, C-banding and DAPI/CMA₃ fluorochrome staining. All specimens showed a karyotype with 13 bi-armed chromosome pairs (2n = 26). Nucleolar Organizer Regions, evidenced by CMA₃, were located distally on the long arm of pair 7 (7q). DAPI₊ heterochromatin was predominantly centromeric, with some small pericentromeric bands. Although the C-banding patterns of other Bolitoglossa species are so far unknown, cytogenetic studies conducted in other Plethodontid salamanders have demonstrated that pericentromeric heterochromatin is a useful cytological marker for identifying interspecific homeologies. Species diversification is usually accompanied by chromosomal changes. Therefore, the cytogenetic characterization of Bolitoglossa populations from the middle and western Brazilian Amazon Basin could identify differences which may lead to the identification of new species.

Karyotypic and morphological divergence between two cryptic species of Eigenmannia in the Amazon basin with a new occurrence of XX/XY sex chromosomes (Gymnotiformes: Sternopygidae)

Espécies de Eigenmannia estão amplamente distribuídas na região Neotropical, com oito espécies válidas atualmente reconhecidas. Populações de Eigenmannia de três localidades do leste da Amazônia foram investigadas usando técnicas citogenéticas e morfológicas, revelando dois táxons designados aqui comoEigenmannia sp. "A" e Eigenmannia sp. "B". As espécies diferem em três caracteres morfométricos, dois merísticos e um osteológico. Eigenmannia sp. "A" apresenta 2n = 34 (22 m/sm+12st/a) e Eigenmannia sp. "B" apresenta 2n = 38 (14 m/sm+24st/a) e cromossomos sexuais de diferenciação simples, do tipo XX/XY. Em ambas espécies a Heterocromatina Constitutiva (HC) rica em bases A-T está distribuída na região centromérica de todos os cromossomos. Eigenmannia sp. "B" também apresenta blocos de HC na região intersticial dos pares cromossômicos 8, 9 e X que coraram positivamente para CMA₃, indicando regiões ricas em G-C. A NOR está localizada no braço curto do par 17 em Eigenmannia sp. "A" e no braço curto do par 14 em Eigenmannia sp. "B". FISH com sondas de rDNA hibridizaram em regiões de tamanhos diferentes entre os homólogos, sugerindo heteromorfismo. A diferenciação do cromossomo X em Eigenmannia sp. "B" pode ser o resultado de amplificação de sequências repetitivas de DNA.