Chromosomal diversification of diploid number, heterochromatin and rDNAs in two species of Phanaeus beetles (Scarabaeidae, Scarabaeinae)

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Chromosomal organization of repetitive DNA sequences in Astyanax bockmanni (Teleostei, Characiformes): dispersive location, association and co-localization in the genome

Repetitive DNA sequences constitute a great portion of the genome of eukaryotes and are considered key components to comprehend evolutionary mechanisms and karyotypic differentiation. Aiming to contribute to the knowledge of chromosome structure and organization of some repetitive DNA classes in the fish genome, chromosomes of two allopatric populations of Astyanax bockmanni were analyzed using classic cytogenetics techniques and fluorescent in situ hybridization, with probes for ribosomal DNA sequences, histone DNA and transposable elements. These Astyanax populations showed the same diploid number (2n = 50), however with differences in chromosome morphology, distribution of constitutive heterochromatin, and location of 18S rDNA and retroelement Rex3 sites. In contrast, sites for 5S rDNA and H1, H3 and H4 histones showed to be co-located and highly conserved. Our results indicate that dispersion and variability of 18S rDNA and heterochromatin sites are not associated with macro rearrangements in the chromosome structure of these populations. Similarly, distinct evolutionary mechanisms would act upon histone genes and 5S rDNA, contributing to chromosomal association and co-location of these sequences. Data obtained indicate that distinct mechanisms drive the spreading of repetitive DNAs in the genome of A. bockmanni. Also, mobile elements may account for the polymorphism of the major rDNA sites and heterochromatin in this genus. © 2013 Springer Science+Business Media Dordrecht.

Chromosomal characteristics of a Brazilian whip spider (Amblypygi) and evolutionary relationships with other arachnid orders

We analyzed mitotic and meiotic cells of a Brazilian amblypygid, Heterophrynus longicornis, using conventional and molecular cytogenetic techniques (Giemsa staining, C-banding, Ag-NOR, and FISH with rDNA probe). This is the first study that focuses solely on amblypygid chromosomes; it was undertaken to add data on cytogenetic knowledge of this group and contribute to the understanding of chromosome evolution in the Arachnida. We found 2n = 66 for male and female individuals, monocentric chromosomes, and absence of morphologically differentiated sex chromosomes. C-banding showed heterochromatin in the pericentromeric region of most chromosomes. Mitotic and meiotic nuclei submitted to silver impregnation and FISH revealed, respectively, Ag-NORs and ribosomal genes in the terminal region of two chromosome pairs. Most chromosome features that we observed in H. longicornis are shared with species of other arachnid orders; however, the absence of morphologically differentiated sex chromosomes in amblypygid contrasts with the remarkable variety of sex chromosome systems recorded for the Araneae. Consequently, we conclude that analysis of species of the Tetrapulmonata clade is useful for understanding the trends of sex chromosome evolution in this arachnid group. © FUNPEC-RP.

A síndrome de Williams-Beuren: contribuições à avaliação clínica e genômica

Pós-graduação em Ciências Biológicas (Genética) - IBB

Análise citogenética comparativa em espécies de morcegos da subfamília phyllostominae (chiroptera-phyllostomidae) por citogenética clássica e hibridização in situ Flourescente (fish)

Os morcegos representam um grupo amplamente distribuído e diversificado. A diversidade de hábitos alimentares faz da ordem Chiroptera uma das mais bem sucedidas entre os mamíferos, desempenhando, em função de seus hábitos, um importante papel no controle de insetos, na polinização e na dispersão de sementes de numerosos vegetais. A família Phyllostomidae constitui a terceira maior família em número de espécies dentro da Ordem Chiroptera. Entre as representantes neotropicais é a mais numerosa, sendo encontrada em florestas tropicais da America do Sul, particularmente, concentrada na Amazônia que é a região com maior diversidade de morcegos do mundo. No presente trabalho foram analisados citogeneticamente exemplares de três espécies da subfamília Phyllostominae: Chrotopterus auritus, Trachops cirrhosus e Vampyrum spectrum coletados no estado do Pará e Amazonas. Os dados cromossômicos obtidos para Chrotopterus auritus (2n = 28 e NF = 52) e Trachops cirrhosus (2n = 30, FN = 56) estão de acordo com os descritos na literatura. Para Vampyrum spectrum (2n=30 NF=56) relatamos os primeiros padrões de bandeamento e FISH (Hibridização in situ Fluorescente). A técnica de bandeamento C demonstrou um padrão pericentromérico de distribuição da heterocromatina constitutiva nas três espécies estudadas. A técnica de FISH com sondas de DNA teloméricas humanas mostrou apenas marcações distais em todos os cromossomos das três espécies e as sondas de rDNA 18S confirmaram a localização das Regiões Organizadoras Nucleares observadas na técnica de Ag-NOR, presentes no braço longo do par 2 de Chrotopterus auritus, no par 11 de Trachops cirrhosus e no braço longo do par 1 de Vampyrum spectrum. A análise comparativa entre elas sugere um extenso grau de diferenciação cromossômica, com poucos cromossomos compartilhados entre os três gêneros. Contudo, cinco pares cromossômicos inteiros se mantiveram conservados sem nenhum tipo de rearranjo após a divergência das três linhagens. A comparação entre as espécies revela que C. auritus e V. spectrum apresentam mais elementos compartilhados entre si do que em relação à T. cirrhosus. Nossos resultados apoiam a proximidade filogenética entre C. auritus e V. spectrum e sugerem a associação de T. cirrhosus com o clado do gênero Phyllostomus.

Análise citogenética de duas espécies do gênero Hylaeamys (Rodentia: Cricetidae) por citogenética clássica e molecular

Os roedores formam uma das mais numerosas e antigas ordens da classe Mammalia. Na América do Sul, a ordem Rodentia compreende cerca de 42% das espécies de mamíferos, sendo que desta parcela mais de 50% pertencem a família Cricetidae, que inclui a subfamília Sigmodontinae. O gênero Hylaeamys está agrupado na tribo Oryzomyini e corresponde a um dos 10 novos gêneros propostos para espécies e grupos de espécies dentro de Oryzomys. Hylaeamys corresponde ao “grupo megacephalus”, sendo constituído pelas espécies H. acritus, H. laticeps, H. megacephalus, H. perenensis, H. oniscus, H. tatei e H. yunganus distribuídas na Venezuela, Trinidad, Guianas, Paraguai e no Brasil, em áreas de floresta tropical amazônica, mata atlântica e cerrado. Este trabalho visa analisar marcadores cromossômicos em duas espécies do gênero Hylaeamys, fornecendo dados que auxiliem na sua caracterização taxonômica e citogenética. Foram trabalhadas dezenove amostras de Hylaeamys megacephalus (HME) e quatro de Hylaeamys oniscus (HON). HME apresenta 2n=54 e HON, 2n=52. Os resultados obtidos por bandeamentos G, C e por hibridização in situ, com sondas de cromossomo total de Hylaeamys megacephalus permitiram determinar as características cromossômicas das espécies em estudo, além de permitir uma análise comparativa entre as mesmas e em relação a Cerradomys langguthi, observando assim suas homeologias e diferenças cariotípicas. As duas espécies de Hylaeamys diferem por um rearranjo tipo fusão/fissão cêntrica onde HON apresenta a associação 14/19 de HME. Esta associação é compartilhada com CLA com inversão (19/14/19). Este trabalho é um marco para estudos de filogenia cromossômica do gênero Hylaeamys.

Descrição cariotípica de peixes dos gêneros Baryancistrus, Parancistrus, Peckoltia e Ancistrus (Ancistrinae, Loricariidae) da Bacia Amazônica

A subfamília Ancistrinae é uma das mais diversificadas entre os Loricariidae, incluindo cerca de 200 espécies distribuídas em 26 gêneros. Esses peixes são facilmente reconhecidos pela presença de placas ósseas dispostas em séries ao longo do corpo e pela presença de boca em posição ventral anterior. São vulgarmente conhecidos por acaris, bodós, cascudos. As espécies da subfamília Ancistrinae representam um importante recurso sócio-econômico, constituindo uma das mais importantes atividades comerciais no município de Altamira-PA. Foram analisadas, através das técnicas convencionais (Giemsa, bandeamento C e Ag-NORs) e técnica de fluorocromo (Cromomicina A3), dez espécies de peixes da subfamília Ancistrinae pertencentes a quatro gêneros (Baryancistrus, Parancistrus, Peckoltia e Ancistrus). As espécies do gênero Baryancistrus revelaram um número diplóide 2n= 52 e NF=104. A NOR foi encontrada em posição intersticial no braço curto de um par cromossômico do tipo meta/submetacêntrico. A espécie B. aff. niveatus apresentou grandes blocos heterocromáticos ricos em pares de bases G-C como apomorfia, sendo esta espécie considerada como mais derivada cariotipicamente entre os Baryancistrus. As espécies do gênero Parancistrus apresentaram uma estrutura cariotípica muito similar àquela encontrada em Baryancistrus, apresentando as Regiões Organizadoras de Nucléolos como uma provável sinapomorfia entre os dois gêneros. Os representantes do gênero Peckoltia possuem número diplóide 2n=52 e NF=102. Todas as espécies analisadas apresentaram grandes blocos heterocromáticos, envolvendo quase todos os braços longos de alguns pares cromossomos do tipo submetacêntricos e subtelocêntricos, sendo esta característica uma provável sinapornorfia para este grupo. A NOR foi localizada no braço longo de um par de cromossomos submetacêntricos em P. vittata e em no máximo três cromossomos nas espécies Peckoltia sp.1 e Peckoltia sp.2. A espécie Ancistrus ranunculus foi a que apresentou o cariótipo mais derivado entre as espécies estudadas, com o número dipló ide igual a 48 cromossomos e NF 80. As análises citogenéticas feitas até agora sugerem que os principais eventos de diversificação cariotípica para os Ancistrinae foram às inversões, a exceção de Ancistrus ranunculus que apresentou também rearranjos Robertsonianos.

Genetic identification of bucktooth parrotfish Sparisoma radians (Valenciennes, 1840) (Labridae, Scarinae) by chromosomal and molecular markers

Parrotfishes (Labridae, Scarinae) comprise a large marine fish group of difficult identification, particularly during juvenile phase when the typical morphology and coloration of adults are absent. Therefore, the goal of this study was to test cytogenetic markers and DNA barcoding in the identification of bucktooth parrtotfish Sparisoma radians from the northeastern coast of Brazil. Sequencing of cytochrome c oxidase subunit I (COI) confirmed all studied samples as S. radians, and all showed high similarity (99-100%) with Caribbean populations. The karyotype of this species was divergent from most marine Perciformes, being composed of 2n = 46 chromosomes. These consisted of a large number of metacentric and submetacentric pairs with small amounts of heterochromatin and GC-rich single nucleolar organizer regions (NORs) not syntenic to 5S rDNA clusters. These are the first data about DNA barcoding in parrotfish from the Brazilian province and the first refined chromosomal analysis in Scarinae, providing useful data to a reliable genetic identification of S. radians.

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.

Systematic and historical biogeography of the Bryconidae (Ostariophysi: Characiformes) suggesting a new rearrangement of its genera and an old origin of Mesoamerican ichthyofauna

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

Chromosomal Mapping of Repetitive DNA and Cytochrome C Oxidase I Sequence Analysis Reveal Differentiation among Sympatric Samples of Astyanax fasciatus (Characiformes, Characidae)

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

Population differentiation and speciation in the genus Characidium (Characiformes: Crenuchidae): effects of reproductive and chromosomal barriers

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Chromosomal organization and evolutionary history of Mariner transposable elements in Scarabaeinae coleopterans

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Transcriptional Activity, Chromosomal Distribution and Expression Effects of Transposable Elements in Coffea Genomes

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

Detection of chromosomal bla(CTX-M-2) in diverse Escherichia coli isolates from healthy broiler chickens

The rise of extended-spectrum beta-lactamase (ESBL)-producing Escherichia coli in food-producing animals is a growing concern for public health. We investigated ESBL producers isolated from broiler chickens in Brazil and characterized 19 CTX-M-2-producing E.coli. The ISCR1 was detected upstream of the chromosome-located gene bla(CTX-M-2), associated with sul-1 type integron structure. CTX-M-2-producing E.coli exhibited different PFGE-types and phylogenetic groups, showing a non-clonal dissemination. The sequence types found (ST93, ST155 and ST2309) have been associated with humans and animals worldwide. Herein, we report the chromosomal location of bla(CTX-M-2) on E.coli, highlighting the risks of multidrug-resistant bacteria in food-producing animals.