Chromosomal Mapping of Repetitive DNAs in the Grasshopper Abracris flavolineata Reveal Possible Ancestry of the B Chromosome and H3 Histone Spreading

Supernumerary chromosomes (B chromosomes) occur in approximately 15% of eukaryote species. Although these chromosomes have been extensively studied, knowledge concerning their specific molecular composition is lacking in most cases. The accumulation of repetitive DNAs is one remarkable characteristic of B chromosomes, and the occurrence of distinct types of multigene families, satellite DNAs and some transposable elements have been reported. Here, we describe the organization of repetitive DNAs in the A complement and B chromosome system in the grasshopper species Abracris flavolineata using classical cytogenetic techniques and FISH analysis using probes for five multigene families, telomeric repeats and repetitive C0t-1 DNA fractions. The 18S rRNA and H3 histone multigene families are highly variable and well distributed in A. flavolineata chromosomes, which contrasts with the conservation of U snRNA genes and less variable distribution of 5S rDNA sequences. The H3 histone gene was an extensively distributed with clusters occurring in all chromosomes. Repetitive DNAs were concentrated in C-positive regions, including the pericentromeric region and small chromosomal arms, with some occurrence in C-negative regions, but abundance was low in the B chromosome. Finally, the first demonstration of the U2 snRNA gene in B chromosomes in A. flavolineata may shed light on its possible origin. These results provide new information regarding chromosomal variability for repetitive DNAs in grasshoppers and the specific molecular composition of B chromosomes. © 2013 Bueno et al.

Tracking the evolution of sex chromosome systems in Melanoplinae grasshoppers through chromosomal mapping of repetitive DNA sequences

Background: The accumulation of repetitive DNA during sex chromosome differentiation is a common feature of many eukaryotes and becomes more evident after recombination has been restricted or abolished. The accumulated repetitive sequences include multigene families, microsatellites, satellite DNAs and mobile elements, all of which are important for the structural remodeling of heterochromatin. In grasshoppers, derived sex chromosome systems, such as neo-XY♂/XX♀ and neo-X1X2Y♂/X 1X1X2X2♀, are frequently observed in the Melanoplinae subfamily. However, no studies concerning the evolution of sex chromosomes in Melanoplinae have addressed the role of the repetitive DNA sequences. To further investigate the evolution of sex chromosomes in grasshoppers, we used classical cytogenetic and FISH analyses to examine the repetitive DNA sequences in six phylogenetically related Melanoplinae species with X0♂/XX♀, neo-XY♂/XX♀ and neo-X1X2Y♂/X1X1X 2X2♀ sex chromosome systems. Results: Our data indicate a non-spreading of heterochromatic blocks and pool of repetitive DNAs (C 0 t-1 DNA) in the sex chromosomes; however, the spreading of multigene families among the neo-sex chromosomes of Eurotettix and Dichromatos was remarkable, particularly for 5S rDNA. In autosomes, FISH mapping of multigene families revealed distinct patterns of chromosomal organization at the intra- and intergenomic levels. Conclusions: These results 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. Our data indicate a possible role for repetitive DNAs in the diversification of sex chromosome systems in grasshoppers. © 2013Palacios-Gimenez et al.; licensee BioMed Central Ltd.

Caracterização citogenética de populações de crisopídeos (Neuroptera: Chrysopidae) de ocorrência em Jaboticabal, SP

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Isolamento e caracterização de marcadores de DNA associados ao sexo e segmentos de DNA repetitivo em espécies do gênero Brycon (Characidae, Bryconinae)

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Estudos citogenéticos em raias do gênero Patamotrygon (Chondrichthyes: Myliobatiformes: Potamotrygonidae) na bacia superior do rio Paraná

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

Estudo da organização estrutural de elementos repetitivos isolados do genoma de Leporinus elongatus em diferentes espécies da família Anostomidae (Teleostei, Characiformes)

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Chromosome comparison between two species of Phyllostomus (Chiroptera - Phyllostomidae) from Eastern Amazonia, with some phylogenetic insights

Os cariótipos de Phyllostomus discolor e P. hastatus da Amazônia oriental são estudados por bandeamentos G, C, G/C sequencial e coloração Ag-NOR. Ambas as espécies apresentaram 2n = 32, sendo o complemento autossômico composto por 15 pares bi-armed em P. discolor e 14 bi-armed mais 1 par acrocêntrico em P. hastatus. O cromossomo X é um submetacêntrico médio e o Y é um pequeno acrocêntrico em ambas as espécies. O presente estudo encontrou apenas uma diferença entre os cariótipos de P. discolor e P. hastatus: o menor autossomo (par 15) é metacêntrico em discolor e acrocêntrico em hastatus. Este resultado é melhor explicado por uma inversão pericêntrica. O bandeamento C revelou heterocromatina constitutiva na região centromérica de todos os cromossomos, e os sítios NOR foram localizados na região distal do par 15, em ambas as espécies. O táxon P. discolor é considerado primitivo para o gênero Phyllostomus e supõe-se que a forma metacêntrica do par 15 seja a condição primitiva, que foi rearranjada por uma inversão pericêntrica, originando a forma acrocêntrica encontrada em P. hastatus.

The karyotype of Alouatta fusca clamitans from Rio de Janeiro, Brazil: Evidence for a y-autosome translocation

Os cariótipos referentes a quatro machos de Alouatta fusca clamitans oriundos do Rio de Janeiro foram analisados através de técnicas de bandamento G, C e NOR. O número diplóide em todos os espécimes foi igual a 49, com a presença de três cromossomos não pareados. A comparação dos padrões de bandamento G com espécimes previamente descritos com 2n = 50 revelou a ocorrência de uma translocação do tipo Y-autossomo, modificando o sistema cromossômico de determinação sexual para o tipo múltiplo, X1X2Y/X1X1 X2X2. Os blocos de heterocromatina constitutiva se distribuíram na região pericentromérica de todos os cromossomos; segmentos intercalares e teloméricos foram visualizados em um par acrocêntrico e em outro submetacêntrico, respectivamente. As regiões organizadoras de nucléolo se localizaram no braço longo de dois pares de pequenos acrocêntricos.

X1X1X2X2/X1X2Y sex chromosome systems in the Neotropical Gymnotiformes electric fish of the genus Brachyhypopomus

Several types of sex chromosome systems have been recorded among Gymnotiformes, including male and female heterogamety, simple and multiple sex chromosomes, and different mechanisms of origin and evolution. The ₁X₁X₂X₂/X₁X₂Y systems identified in three species of this order are considered homoplasic for the group. In the genus Brachyhypopomus, only B. gauderio presented this type of system. Herein we describe the karyotypes of Brachyhypopomus pinnicaudatus and B. n. sp. FLAV, which have an X₁X₁X₂X₂/X₁X₂Y sex chromosome system that evolved via fusion between an autosome and the Y chromosome. The morphology of the chromosomes and the meiotic pairing suggest that the sex chromosomes of B. gauderio and B. pinnicaudatus have a common origin, whereas in B. n. sp. FLAV the sex chromosome system evolved independently. However, we cannot discard the possibility of common origin followed by distinct processes of differentiation. The identification of two new karyotypes with an X₁X₁X₂X₂/X₁X₂Y sex chromosome system in Gymnotiformes makes it the most common among the karyotyped species of the group. Comparisons of these karyotypes and the evolutionary history of the taxa indicate independent origins for their sex chromosomes systems. The recurrent emergence of the X₁X₁X₂X₂/X₁X₂Y system may represent sex chromosomes turnover events in Gymnotiformes.

Estudos citogenéticos no genêro Characidium (Teleostei, Characiformes, Chrenuchidae), com análise estrutural e molecular do sistema ZZ-ZW de cromossomos sexuais

Pós-graduação em Ciências Biológicas (Zoologia) - IBB

Transmission rate variation among three B chromosome variants in the fish Prochilodus lineatus (Characiformes, Prochilodontidae)

Estudos citogenéticos foram desenvolvidos em Prochilodus lineatus (Valenciennes 1836), os quais descrevem um interessante sistema de pequenos cromossomos supranumerários. O objetivo deste trabalho foi estudar a frequência e morfologia dos cromossomos B em indivíduos a partir da linhagem parental e os padrões de herança destes elementos em indivíduos obtidos a partir de cruzamentos controlados na espécie P. lineatus. A taxa de transmissão dos cromossomos B revelaram um kB=0,388 para o tipo acrocêntrico, kB=0,507 para o tipo metacêntrico e kB=0,526 submetacêntrico. Os resultados obtidos levantam hipóteses de que os cromossomos B do tipo acrocêntrico se encontram em fase de extinção, enquanto que os supranumerários do tipo metacêntrico e submetacêntrico encontram-se em fase de neutralização, seguindo uma taxa de transmissão Mendeliana.

Chromosome Evolution in Dendropsophini (Amphibia, Anura, Hylinae)

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Brazilian genetic database of chromosome X

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

Delimiting the Origin of a B Chromosome by FISH Mapping, Chromosome Painting and DNA Sequence Analysis in Astyanax paranae (Teleostei, Characiformes)

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

Association among XRCC1, XRCC3, and BLHX gene polymorphisms and chromosome instability in lymphocytes from patients with endometriosis and ovarian cancer

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