Citogenética molecular aplicada ao estudo da evolução cariotípica em Belostomatidae (Insecta: Heteroptera)

• Main Author: Raquel Bozini Gallo
• Other Authors: Renata da Rosa .
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Estadual de Londrina, Instituto Agronômico do Paraná, EMBRAPA. 2016
• Online Access: http://www.bibliotecadigital.uel.br/document/?code=vtls000208918

O gênero Belostoma, família Belostomatidae, inclui os maiores heterópteros e seus representantes possuem hábitos aquáticos e predatórios desempenhando papel importante como agentes de controle biológico. Esse gênero é bastante numeroso e apresenta dúvidas sobre sua evolução cariotípica, que envolve eventos de agmatoploidia e simploidia cromossômicas, bem como sistemas múltiplos e simples de determinação cromossômica do sexo. Neste trabalho foram analisadas oito espécies do gênero Belostoma (B. candidulum, B. cummingsi, B. dentatum, B. dilatatum, B. elongatum, B. horvathi, B. testaceopallidum e Belostoma sp 1) de diferentes localidades do Brasil. As análises meióticas revelaram cariótipos de 2n = 14+XY para B. horvathi, 2n = 22+XY para B. cummingsi, 2n = 26+X1X2Y para B. dentatum, B. elongatum e Belostoma sp 1 e 2n = 26+X1X2X3Y para B. testacopallidum. Todas as espécies apresentaram cromossomos holocinéticos. Foram observadas diferenças na distribuição da heterocromatina entre as espécies bem como a composição de bases dos blocos heterocromáticos (CMA3/DAPI). A sequência de DNAr 18S foi extraída de B. horvathi e utilizada como sonda, esta apresentou alta similaridade com outras sequencias depositadas no NCBI. Os clusters de DNAr 18S foram evidenciados tanto nos cromossomos sexuais quanto nos autossomos, formando assim quatro padrões: i) nas espécies com sistema sexual simples B. candidulum e B. horvathi foram encontrados blocos nos cromossomos sexuais, ii) nas espécies com sistema sexual múltiplo B. dentatum, B. dilatatum, B. elongatum e B. testaceopallidum os genes de DNAr 18S foram evidenciados em um par de autossomos iii) a espécie B. cummingsi que possui sistema sexual simples apresentou marcações em um par de autossomos e um cromossomo sexual, iv) e a espécie B. discretum possui sistema sexual múltiplo e apresentou blocos em dois cromossomos sexuais. Os dados do presente trabalho e os da literatura nos levaram a propor uma nova hipótese de evolução para o grupo, com um cariótipo ancestral com número diploide baixo, sistema simples de determinação sexual e Região Organizadora de Nucléolo (RON) nos cromossomos sexuais. A partir desse cariótipo teriam sido formados os demais cariótipos a partir de eventos de agmatoploidias, simploidias e movimentação do DNAr 18S. Esses eventos puderam ser confirmados pela análise da heterocromatina por bandamento-C e pela técnica de C0t-1. O cromossomo X de B. horvathi foi microdissectado e amplificado, e utilizado como sonda para a análise de similaridade dos cromossomos sexuais entre as espécies. A Hibridização Fluorescente in situ (FISH) realizada com a sonda gerada a partir do cromossomo X, apresentou hibridização uniforme por todo o corpo heteropicnótico positivo correspondente ao cromossomo X em intérfase quando hibridizada na espécie de origem, e quando hibridizada na espécie B. dentatum apresentou marcações discretas, podendo ser um indício de divergências na composição dos cromossomos X entre as espécies com diferentes sistemas de determinação sexual. Os dados do presente estudo ampliam o conhecimento sobre o grupo, trazendo novas informações e uma nova hipótese de evolução cariotípica para o grupo. === The genus Belostoma, Belostomatidae family, includes the largest heteropteran and their representatives have aquatic and predatory habits playing an important role as biological control agents. This genus is quite large and has doubts about its karyotype evolution, which involves chromosomal agmatoploidy and simploidy events as well as multiple and simple chromosomal sex determination systems. This study analyzed eight species of the genus Belostoma (B. candidulum, B. cumingsi, B. dentatum, B. dilatatum, B. elongatum, B. horvathi, B. testaceopallidum and Belostoma sp 1) from different locations. The meiotic analysis revealed karyotype 2n = 14 + XY to B. horvathi, 2n = 22 + XY to B. cummingsi, 2n = 26 + X1X2Y to B. dentatum, B. elongatum and Belostoma sp 1 and 2n = 26 + X1X2X3Y to B. testacopallidum. All species showed holokinetic chromosomes. The sequence of 18S rDNA extracted from B. horvathi showed high similarity to other sequences deposited in the NCBI and was used as a probe. Differences were observed in the distribution of heterochromatin between species and the composition of bases of heterochromatic blocks (CMA3 / DAPI). The 18S rDNA clusters were evident in both sex chromosomes and in the autosomes, thus forming four patterns: i) the species with simple sexual system B. candidulum. and B. horvathi were found blocks in sex chromosomes, ii) the species with multiple sexual system B. dentatum, B. dilatatum, B. elongatum and B. testaceopallidum 18S rDNA genes were found in a pair of autosomes iii) the species B. cummingsi that has simple sexual system showed markings on a pair of autosomes and one sex chromosome iv) and B. discretum has multiple sexual system and blocks presented in two sex chromosomes. The present data and the literature led us to propose a new hypothesis of evolution for the group, with an ancestral karyotype with low diploid numbers, simple system of sex determination and the Nucleolar Organizing Region (NOR) in the sex chromosomes. From that karyotype have been formed other karyotypes from agmatoploidy events, simploidy and movement of the 18S rDNA. These events could be confirmed by analysis of heterochromatin by C-banding and by C0t-1 technique. The X chromosome of B. horvathi was microdissected and amplified, and used as a probe for the analysis of sex chromosomes similarity between species. The fluorescence in situ hybridization (FISH), performed with the probe generated from the X chromosome, hybridization was uniformly throughout the body heteropycnotic positive corresponding to the X chromosome in the interphase when hybridized species of origin, and when hybridized the specie B. dentatum presented discrete markings, may be an indication of differences in the composition of X chromosomes between species with different sex determination systems. The data from this study extend the knowledge of the group, bringing new information and a new hypothesis karyotype evolution for the group.