Comparative analysis of sex chromosomes in Leporinus species (Teleostei, Characiformes) using chromosome painting

Background: The Leporinus genus, belonging to the Anostomidae family, is an interesting model for studies of sex chromosome evolution in fish, particularly because of the presence of heteromorphic sex chromosomes only in some species of the genus. In this study we used W chromosome-derived probes in a series of cross species chromosome painting experiments to try to understand events of sex chromosome evolution in this family.Results: W chromosome painting probes from Leporinus elongatus, L. macrocephalus and L. obtusidens were hybridized to each others chromosomes. The results showed signals along their W chromosomes and the use of L. elongatus W probe against L. macrocephalus and L. obtusidens also showed signals over the Z chromosome. No signals were observed when the later aforementioned probe was used in hybridization procedures against other four Anostomidae species without sex chromosomes.Conclusions: Our results demonstrate a common origin of sex chromosomes in L. elongatus, L. macrocephalus and L. obtusidens but suggest that the L. elongatus chromosome system is at a different evolutionary stage. The absence of signals in the species without differentiated sex chromosomes does not exclude the possibility of cryptic sex chromosomes, but they must contain other Leporinus W sequences than those described here. © 2013 Parise-Maltempi et al.; licensee BioMed Central Ltd.

Comparação cariotípica entre Mazama gouazoubira e Mazama nemorivaga (Artiodactyla; Cervidae) por meio de marcadores citogenéticos clássicos, fish telomérica e pintura cromossômica

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

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.

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.

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.

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.

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)

Consolidation of the genetic and cytogenetic maps of turbot (Scophthalmus maximus) using FISH with BAC clones

Bacterial artificial chromosomes (BAC) have been widely used for fluorescence in situ hybridization (FISH) mapping of chromosome landmarks in different organisms, including a few in teleosts. In this study, we used BAC-FISH to consolidate the previous genetic and cytogenetic maps of the turbot (Scophthalmus maximus), a commercially important pleuronectiform. The maps consisted of 24 linkage groups (LGs) but only 22 chromosomes. All turbot LGs were assigned to specific chromosomes using BAC probes obtained from a turbot 5x genomic BAC library. It consisted of 46,080 clones with inserts of at least 100 kb and < 5 % empty vectors. These BAC probes contained gene-derived or anonymous markers, most of them linked to quantitative trait loci (QTL) related to productive traits. BAC clones were mapped by FISH to unique marker-specific chromosomal positions, which showed a notable concordance with previous genetic mapping data. The two metacentric pairs were cytogenetically assigned to LG2 and LG16, and the nucleolar organizer region (NOR)-bearing pair was assigned to LG15. Double-color FISH assays enabled the consolidation of the turbot genetic map into 22 linkage groups by merging LG8 with LG18 and LG21 with LG24. In this work, a first-generation probe panel of BAC clones anchored to the turbot linkage and cytogenetical map was developed. It is a useful tool for chromosome traceability in turbot, but also relevant in the context of pleuronectiform karyotypes, which often show small hardly identifiable chromosomes. This panel will also be valuable for further integrative genomics of turbot within Pleuronectiformes and teleosts, especially for fine QTL mapping for aquaculture traits, comparative genomics, and whole-genome assembly.

Genetic differentiation among distinct karyomorphs of the wolf fish Hoplias malabaricus species complex (Characiformes, Erythrinidae) and report of unusual hybridization with natural triploidy

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

Homomorphic Sex Chromosomes and the Intriguing Y Chromosome of Ctenomys Rodent Species (Rodentia, Ctenomyidae)

Unlike the X chromosome, the mammalian Y chromosome undergoes evolutionary decay resulting in small size. This sex chromosomal heteromorphism, observed in most species of the fossorial rodent Ctenomys, contrasts with the medium-sized, homomorphic acrocentric sex chromosomes of closely related C. maulinus and C. sp. To characterize the sequence composition of these chromosomes, fluorescent banding, self-genomic in situ hybridization, and fluorescent in situ hybridization with an X painting probe were performed on mitotic and meiotic plates. High molecular homology between the sex chromosomes was detected on mitotic material as well as on meiotic plates immunodetected with anti-SYCP3 and anti-gamma H2AX. The Y chromosome is euchromatic, poor in repetitive sequences and differs from the X by the loss of a block of pericentromeric chromatin. Inferred from the G-banding pattern, an inversion and the concomitant prevention of recombination in a large asynaptic region seems to be crucial for meiotic X chromosome inactivation. These peculiar findings together with the homomorphism of Ctenomys sex chromosomes are discussed in the light of the regular purge that counteracts Muller's ratchet and the probable mechanisms accounting for their origin and molecular homology. (C) 2014 S. Karger AG, Basel

Extensive spreading of interstitial telomeric sites on the chromosomes of Characidium (Teleostei, Characiformes)

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

B chromosomes in the species Prochilodus argenteus (Characiformes, Prochilodontidae): morphologicalidentity and dispersion

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

High similarity of U2 snDNA sequence between A and B chromosomes in the grasshopper Abracris flavolineata

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

Neo-sex chromosomes of Ronderosia bergi: insight into the evolution of sex chromosomes in grasshoppers

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

Transposable elements as a potential source for understanding the fish genome

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