Population structuration and chromosomal features homogeneity in Parodon nasus (Characiformes: Parodontidae): A comparison between Lower and Upper Paraná River representatives

The ichthyofauna of the La Plata hydrographic basin is divided into Upper and Lower Paraná River systems due to the geographic isolation of the Sete Quedas waterfalls, currently flooded by the lake of the Itaipu dam. In Parodontidae, pairs of species, or groups of cryptic species were described between these systems. Although genetic isolation and speciation have already been proposed in other species in the group, Parodon nasus has been maintained as a valid species and distributed throughout the La Plata river basin. In this perspective, specimens of P. nasus from four different sampling sites in the Upper and Lower Paraná River systems were compared regarding the karyotypes, molecular analyzes of population biology and species delimitation to investigate their genetic and population isolation in the La Plata river basin. Despite a geographic barrier and the immense geographic distance separating the specimens sampled from the Lower Paraná River system compared to those from the Upper Paraná River, the data obtained showed P. nasus as a unique taxon. Thus, unlike other species of Parodontidae that showed diversification when comparing the groups residing in the Lower versus Upper Paraná River, P. nasus showed a population structure and a karyotypic homogeneity.(AU)

A ictiofauna do sistema hidrográfico La Plata é dividida em alto e baixo rio Paraná devido ao isolamento geográfico dos Saltos das Sete Quedas há 22 milhões de anos, atualmente inundado pelo lago da represa da Usina de Itaipu. Em Parodontidae, espécies pares ou grupos de espécies crípticas foram descritos entre esses sistemas. Contudo, embora o isolamento genético e especiação já tenham sido propostos em outras espécies do grupo, Parodon nasus tem sido mantido como espécie válida e distribuída em toda a bacia do rio La Plata. Nessa perspectiva, exemplares de P. nasus de quatro diferentes pontos de amostragem nos sistemas do alto e baixo rio Paraná foram comparados quanto ao arranjo dos cariótipos, análises moleculares de biologia populacional e delimitação de espécies, afim de investigar seu isolamento genético e populacional na bacia do rio La Plata. Apesar da barreira geográfica e imensa distância geográfica separando os exemplares amostrados no sistema baixo rio Paraná em comparação àqueles do alto rio Paraná, os dados obtidos demonstraram P. nasus como único táxon válido. Dessa forma, diferentemente de outras espécies de Parodontidae que demonstraram diversificação quando comparados grupos pares residentes no baixo e alto rio Paraná, P. nasus demonstrou estruturação populacional e homogeneidade cariotípica.(AU)

Chromosome analysis in Saccodon wagneri (Characiformes) and insights into the karyotype evolution of Parodontidae

Parodontidae is a relatively small group of Neotropical characiform fishes consisting of three genera (Apareiodon, Parodon, and Saccodon) with 32 valid species. A vast cytogenetic literature is available on Apareiodon and Parodon, but to date, there is no cytogenetic data about Saccodon, a genus that contains only three species with a trans-Andean distribution. In the present study the karyotype of S. wagneri was described, based on both conventional (Giemsa staining, Ag-NOR, C-bands) and molecular (repetitive DNA mapping by fluorescent in situ hybridization) methods. A diploid chromosome number of 2n = 54 was observed in both sexes, and the presence of heteromorphic sex chromosomes of the ZZ/ZW type was detected. The W chromosome has a terminal heterochromatin band that occupies approximately half of the long arm, being this band approximately half the size of the Z chromosome. The FISH assay showed a synteny of the 18S-rDNA and 5S-rDNA genes in the chromosome pair 14, and the absence of interstitial telomeric sites. Our data reinforce the hypothesis of a conservative karyotype structure in Parodontidae and suggest an ancient origin of the sex chromosomes in the fishes of this family.(AU)

Parodontidae é um grupo relativamente pequeno de peixes caraciformes neotropicais que consiste em três gêneros (Apareiodon, Parodon e Saccodon) com 32 espécies válidas. Uma vasta literatura citogenética está disponível sobre Apareiodon e Parodon, mas até o momento não há dados citogenéticos sobre Saccodon, um gênero que contém apenas três espécies com distribuição transandina. No presente estudo foi descrito o cariótipo de S. wagneri, baseado em métodos convencionais (coloração de Giemsa, Ag-NOR, bandas C) e moleculares (mapeamento de DNA repetitivo por hibridização fluorescente in situ). Um número cromossômico diplóide de 2n = 54 foi observado, e a presença de cromossomos sexuais heteromórficos do tipo ZZ/ZW foi revelada. O cromossomo W possui uma banda terminal heterocromática que ocupa aproximadamente metade do braço longo, sendo esta banda aproximadamente a metade do tamanho do cromossomo Z. O ensaio FISH mostrou uma sintenia dos genes 18S-rDNA e 5S-rDNA no par de cromossomos 14, e a ausência de sítios teloméricos intersticiais. Nossos dados reforçam a hipótese de uma estrutura cariotípica conservadora em Parodontidae e sugerem uma origem ancestral dos cromossomos sexuais nos peixes desta família.(AU)

Contributions to the taxonomy of Trachelyopterus (Siluriformes): comparative cytogenetic analysis in three species of Auchenipteridae

Auchenipteridae is divided into subfamilies Centromochlinae and Auchenipterinae. Parauchenipterus is included in the latter and is subject of taxonomic discussions concerning its validation or synonymization with Trachelyopterus. Herein, three species from two hydrographic basins were cytogenetically analyzed: Parauchenipterus striatulus from Doce River and two sympatric species, P. galeatus and Trachelyopterus coriaceus, from the Araguaia River. Diploid number of 58 chromosomes was verified for all species, but P. striatulus has different karyotype formula from the others. The three species have heterochromatin located in terminal regions of almost all chromosomes and in pericentromeric region on acrocentric chromosomes. Simple NORs was verified on a subtelocentric chromosome for all species. 5S rDNA sites were detected in three submetacentric chromosome pairs in P. striatulus; in a metacentric chromosome pair and submetacentric pair in T. coriaceus; and in one metacentric chromosome pair in P. galeatus. The similarities found in the karyotypes of the three species suggest the existence of only one genus, Trachelyopterus; therefore, our data refutes the validation of Parauchenipterus. Moreover, the differences in 5S rDNA distribution in P. galeatus in comparison with other populations already studied, indicate the existence of a new taxonomic unit, which suggests a species complex in P. galeatus.(AU)

Auchenipteridae é dividida nas subfamílias Centromochlinae e Auchenipterinae. Parauchenipterus encontra-se incluído na última e tem sido alvo de discussões relacionadas com a problemática taxonômica de validação ou sinonimização com Trachelyopterus. Foram analisadas citogeneticamente três espécies de duas bacias hidrográficas: Parauchenipterus striatulus do rio Doce, P. galeatus e Trachelyopterus coriaceus, simpátricas do rio Araguaia. Todas as espécies analisadas apresentaram número diploide de 58 cromossomos, com diferença na fórmula cariotípica de P. striatulus. A heterocromatina foi localizada nas regiões terminais de quase todos os cromossomos e na região pericentromérica nos cromossomos acrocêntricos das três espécies. AgNORs e DNAr 18S detectaram RONs simples em um par de cromossomos subtelocêntricos nas três espécies. DNAr 5S foi detectado em três pares de cromossomos submetacêntricos em P. striatulus; em um par de cromossomos metacêntricos e um par submetacêntrico em T. coriaceus; e em apenas um par de cromossomos metacêntricos em P. galeatus. As semelhanças encontradas nos cariótipos das três espécies analisadas indicam a existência de somente Trachelyopterus (não validação de Parauchenipterus) e a diferença encontrada na distribuição de DNAr 5S de P. galeatus em relação às outras populações já estudadas sugere a existência de uma nova unidade taxonômica, portanto P. galeatus compreende um complexo de espécies.(AU)

Comparative cytogenetic analyses in Ancistrus species (Siluriformes: Loricariidae)

Ancistrus is a specious genus of armored catfishes that has been extensively used for cytogenetic studies in the last 17 years. A comparison of the extensive karyotypic plasticity within this genus is presented with new cytogenetic analysis for Ancistrus cf. multispinis and Ancistrus aguaboensis. This study aims to improve our understanding of chromosomal evolution associated with changes in the diploid number (2n) and the dispersion of ribosomal DNAs (rDNAs) within Ancistrus. Ancistrus cf. multispinis and A. aguaboensis exhibit 2n of 52 and 50 chromosomes, respectively. Given that A. cf. multispinis shares a 2n = 52 also found in Pterygoplichthyini, the sister group for Ancistrini, a Robertsonian (Rb) fusion event is proposed for the 2n reduction in A. aguaboensis. 5S rDNAs pseudogenes sites have already been associated with Rb fusion in Ancistrus and our analysis suggests that the 2n reduction in A. aguaboensis was triggered by double strand breaks (DSBs) and chromosomal rearrangements at 5S rDNA sites. The presence of evolutionary breakpoint regions (EBRs) into rDNA cluster is proposed to explain part of the Rb fusion in Ancistrus. Cytogenetic data presented extends the diversity already documented in Ancistrus to further understand the role of chromosomal rearrangements in the diversification of Ancistrini.(AU)

Ancistrus é um gênero rico em espécies de peixes conhecidos como cascudos e tem sido alvo de estudos citogenéticos nos últimos 17 anos. Uma comparação da plasticidade presente no gênero é apresentada com novas análises citogenéticas para Ancistrus cf. multispinis e Ancistrus aguaboensis. Este estudo visa melhorar nossa compreensão da evolução cromossômica associada as alterações do número diploide (2n) e a dispersão de DNAs ribossômicos (rDNAs) em Ancistrus. Ancistrus cf. multispinis e A. aguaboensis apresentaram 2n de 52 e 50 cromossomos, respectivamente. Visto que A. cf. multispinis compartilha 2n = 52 também encontrado em Pterygoplichthyini, o grupo irmão para Ancistrini, um evento de fusão Robertsoniana (Rb) é proposto para a redução do 2n em A. aguaboensis. Sítios de pseudogenes de rDNA 5S já foram associados a eventos de fusão Rb em Ancistrus e nossas análises sugerem que a redução do 2n em A. aguaboensis foi desencadeada por quebras na dupla fita e rearranjos cromossômicos em sítios de rDNA 5S. A presença de evolutionary breakpoint regions (EBRs) em clusters de rDNA foi proposta para explicar parte da fusão Rb em Ancistrus. Os dados citogenéticos apresentados ampliam a diversidade já documentada em Ancistrus visando melhor entender o papel dos rearranjos cromossômicos na diversificação de Ancistrini.(AU)

Chromosomal distribution of the retroelements Rex 1, Rex 3 and Rex 6 in species of the genus Harttia and Hypostomus (Siluriformes: Loricariidae)

The transposable elements (TE) have been widely applied as physical chromosome markers. However, in Loricariidae there are few physical mapping analyses of these elements. Considering the importance of transposable elements for chromosomal evolution and genome organization, this study conducted the physical chromosome mapping of retroelements (RTEs) Rex1, Rex3 and Rex6 in seven species of the genus Harttia and four species of the genus Hypostomus, aiming to better understand the organization and dynamics of genomes of Loricariidae species. The results showed an intense accumulation of RTEs Rex1, Rex3 and Rex6 and dispersed distribution in heterochromatic and euchromatic regions in the genomes of the species studied here. The presence of retroelements in some chromosomal regions suggests their participation in various chromosomal rearrangements. In addition, the intense accumulation of three retroelements in all species of Harttia and Hypostomus, especially in euchromatic regions, can indicate the participation of these elements in the diversification and evolution of these species through the molecular domestication by genomes of hosts, with these sequences being a co-option for new functions.(AU)

Os elementos transponíveis (TE) têm sido amplamente aplicados como marcadores cromossômicos. Contudo, em Loricariidae, há poucas análises de mapeamento físico destes elementos. Considerando a importância de elementos transponíveis para a evolução cromossômica e organização genômica, este trabalho realizou o mapeamento físico cromossômico dos retroelementos (RTEs) Rex1, Rex3 e Rex6 em sete espécies do gênero Harttia e em quatro espécies do gênero Hypostomus, com o intuito de melhor compreender a organização e dinâmica dos genomas das espécies de Loricariidae. Os resultados evidenciaram um intenso acúmulo dos RTEs Rex1, Rex3 e Rex6 e distribuição dispersa em regiões heterocromáticas e eucromáticas no genoma das espécies estudadas. A presença de retroelementos em algumas regiões cromossômicas sugere sua participação em vários rearranjos cromossômicos. Além disso, o intenso acúmulo dos três retroelementos em todas as espécies de Harttia e Hypostomus, especialmente em regiões eucromáticas, pode indicar a participação destes elementos na diversificação e evolução destas espécies através da domesticação molecular pelo genoma dos hospedeiros, com estas sequências sendo co-optadas paras novas funções.(AU)

Microstructural chromosome reorganization in the genus Trichomycterus (Siluriformes: Trichomycteridae)

Trichomycterus is a specious fish genus within Trichomycterinae and displays remarkable karyotype diversity. However, knowledge about their genomic structure and location of repetitive sequence is still limited. In order to better understand the karyotype diversification, we analyzed nine species of Trichomycterus using classical and molecular cytogenetic techniques. Results revealed a conserved diploid chromosome number of 2n=54 chromosomes in all analyzed species, although remarkable differences on the constitutive heterochromatin distribution were observed. In addition, while the 18S rDNA showed a conserved distribution pattern, the 5S rDNA sites showed a quite diverse location considering the analyzed species. Remarkably, both ribosomal genes were co-located in all species, except in T . iheringi , suggesting that co-localization is probably an ancestral condition in Trichomycterus . Finally, three analyzed species showed heterochromatic B chromosomes, reinforcing the intense genomic reorganization occurring in Trichomycterus . Our results showed that chromosomal variations are not restricted to differences in karyotype formula as previously proposed, but also to modifications on the microstructural level of resolution.

Trichomycterus é um especioso gênero dentro de Trichomycterinae e exibe marcante diversidade cariotípica. No entanto, o conhecimento sobre sua estrutura genômica e localização de seqüências repetitivas ainda é restrita. Para um melhor conhecimento sobre a sua diversificação cariotípica, nós analisamos nove especies de Trichomycterus usando técnicas de citogenética clássica e molecular. Os resultados revelaram um conservado número diploide de 2n = 54 cromossomos em todas as espécies analisadas, embora diferentes marcações na distribuição da heterocromatina constitutiva tenham sido observadas. Além disso, enquanto o DNAr 18S mostrou um padrão de distribuição conservado, os sítios de DNAr 5S mostraram uma localização bastante diversa, considerando as espécies analisadas. Ambos os genes ribossomais foram co-localizados em todas as espécies, exceto em T. iheringi , sugerindo que a co-localização é provavelmente uma condição ancestral em Trichomycterus . Finalmente, três espécies analisadas mostraram cromossomos B heterocromáticos, reforçando uma intensa reoganização genômica ocorrendo em Trichomycterus . Nossos resultados mostraram que variações cromossômicas não estão restritas à diferenças na fórmula cariotípica, como proposto anteriormente, mas também às alterações a níveis de resolução estrutural.

Evidence of incipient speciation in astyanax scabripinnis species complex (teleostei: characidae)

Two populations of the Astyanax scabripinnis complex, isolated by a waterfall with over 100 meters depth and inhabiting different altitudes of the same river (1850 m a.s.l. and 662 m a.s.l.) were compared in reproductive data, geometric morphometry, tooth morphology, anal-fin rays counts, and karyotype, in order to test the hypothesis of speciation between the two populations. The results in the geometric morphometry analysis showed differences between the populations. Discriminant function analysis (DFA) and canonical variance analysis revealed sexual dimorphism. Secondary sexual characters, such as hooks in the anal fin rays of the males are absent in the lower altitude population. Both populations had the same macro karyotype structure, except for the absence of B chromosomes in the lower altitude population. The fluorescence in situ hybridization showed differences for both markers (18S rDNA and 5S rDNA), and reproductive data suggests pre-zygotic reproductive isolation among the two populations. The data showed the absence of gene flow, indicating that an incipient speciation process has occurred, which leads the two populations to follow independent evolutionary pathways.

Duas populações do complexo Astyanax scabripinnis isoladas por uma queda d´água de mais de 100 metros de altura e localizadas em diferentes altitudes do mesmo rio (662 m e 1850 m a.s.l.) foram comparadas através de dados de reprodução, cariótipo, morfometria geométrica, morfologia dentária, e número de raios da nadadeira anal, de modo a testar a hipótese de especiação entre as duas populações. Os resultados de morfometria geométrica mostraram diferenças entre as populações. A análise da função discriminante (DFA) e a análise de variância canônica (CVA) demonstraram a presença de dimorfismo sexual. Caracteres sexuais secundários, como ganchos em raios da nadadeira anal dos machos, estão ausentes na população de menor altitude. Ambas as populações têm a mesma macro estrutura cariotípica, exceto pela ausência de cromossomos B na população de menor altitude. A hibridação in situ mostrou diferenças para ambos os marcadores (rDNA 18S e rDNA 5S), e os dados de reprodução sugerem isolamento reprodutivo pré-zigótico entre as duas populações. Os dados mostram ausência de fluxo gênico, indicando que ocorreu um processo de especiação incipiente, o que leva as duas populações seguirem vias evolutivas independentes.

The role of chromosomal fusion in the karyotypic evolution of the genus Ageneiosus (Siluriformes: Auchenipteridae)

Ageneiosus is the most widely distributed genus of the family Auchenipteridae among South American river basins. Although chromosome studies in the family are scarce, this genus has the largest number of analyzed species, with 2n = 54 to 56 chromosomes, differing from the rest of the family (2n = 58). This study aimed to analyze Ageneiosus inermis from the Araguaia River basin. The diploid number found was of 56 chromosomes. Heterochromatin was allocated in terminal region of most chromosomes, plus a pericentromeric heterochromatic block in pair 1, a pair distinguished by size in relation to other chromosomes pairs. AgNORs were detected in only one submetacentric chromosome pair, which was confirmed by FISH. 5S rDNA was present in only one metacentric chromosome pair. Hybridization with [TTAGGG]n sequence marked the telomeres of all chromosomes, in addition to an ITS in the proximal region of the short arm of pair 1. The repetitive [GATA]n sequence was dispersed, with preferential location in terminal region of the chromosomes. Ageneiosus has a genomic organization somewhat different when compared to other Auchenipteridae species. Evidences indicate that a chromosomal fusion originated the first metacentric chromosome pair in A. inermis, rearrangement which may be a basal event for the genus.

Ageneiosus é o gênero da família Auchenipteridae mais amplamente distribuído em bacias da América do Sul. Apesar dos estudos cromossômicos nesta família serem escassos, este gênero tem o maior número de espécies analisadas, com número diploide variando de 54 a 56 cromossomos, o que difere do restante da família (2n = 58). Este estudo objetivou analisar Ageneiosus inermis da bacia do rio Araguaia. O número diploide encontrado foi de 56 cromossomos. A heterocromatina se mostrou localizada na região terminal da maioria dos cromossomos, além de um bloco heterocromático pericentromérico no par 1, um par facilmente distinguível no cariótipo pelo seu maior tamanho quando comparado aos outros pares do complemento. AgRONs foram detectadas em somente um par de cromossomos submetacêntricos, que foi confirmado pela FISH. 5S rDNA se mostrou presente em somente um par de cromossomos metacêntricos. A hibridização com a sequência [TTAGGG]n marcou os telômeros de todos os cromossomos, além de um ITS (sequência telomérica intersticial) na região proximal do braço curto do par 1. A sequência repetitiva [GATA]n se mostrou dispersa, com localização preferencial na região terminal dos cromossomos. Ageneiosus apresenta uma organização genômica um pouco diferente quando comparada a outras espécies de Auchenipteridae. As evidências indicam que uma fusão cromossômica originou o primeiro par de cromossomos metacêntricos de A. inermis, rearranjo que parece ser um evento basal para o gênero.

DNA barcode of parodontidae species from the La Plata river basin - applying new data to clarify taxonomic problems

In the past years, DNA barcoding has emerged as a quick, accurate and efficient tool to identify species. Considering the difficulty in identifying some Parodontidae species from the La Plata basin and the absence of molecular data for the group, we aimed to test the effectiveness of DNA barcoding and discuss the importance of using different approaches to solve taxonomic problems. Eight species were analyzed with partial sequences of Cytochrome c oxidase I. The mean intraspecific K2P genetic distance was 0.04% compared to 4.2% for mean interspecific K2P genetic distance. The analyses of distance showed two pairs of species with K2P genetic divergence lower than 2%, but enough to separate these species. Apareiodon sp. and A. ibitiensis, considered as the same species by some authors, showed 4.2% genetic divergence, reinforcing their are different species. Samples of A. affinis from the Uruguay and Paraguay rivers presented 0.3% genetic divergence, indicating a close relationship between them. However, these samples diverged 6.1% from the samples of the upper Paraná River, indicating that the latter represents a potentially new species. The results showed the effectiveness of the DNA barcoding method in identifying the analyzed species, which, together with the morphological and cytogenetic available data, help species identification.

Nos últimos anos o DNA barcoding surgiu como uma ferramenta rápida, precisa e eficiente para identificar espécies. Considerando a dificuldade na identificação de algumas espécies de Parodontidae da bacia do rio da Prata e da ausência de dados moleculares para o grupo, testamos a eficácia do código de barras de DNA e discutimos a importância do uso de diferentes abordagens para resolver problemas taxonômicos. Oito espécies foram analisadas com sequencias parciais do gene citocromo c oxidase I. A distância genética média K2P intraespecífica foi de 0,04% comparado com 4,2% para distância genética média K2P interespecífica. As análises de distância mostraram dois pares de espécies com divergência genética K2P inferior a 2%, mas o suficiente para separar estas espécies. Apareiodon sp. e A. ibitiensis, consideradas a mesma espécie por alguns autores, mostraram 4,2% de divergência genética, confirmando serem espécies diferentes. Amostras de A. affinis dos rios Uruguai e Paraguai apresentaram 0,3% de divergência genética, indicando um maior grau de relação entre elas, no entanto, esses exemplares divergiram em 6,1% em relação aos exemplares do alto rio Paraná, o que indica que estes últimos representam uma espécie potencialmente nova. Os resultados mostraram a eficácia do método de DNA barcoding na identificação das espécies analisadas, os quais, em conjunto com os dados morfológicos e citogenéticos disponíveis auxiliam na identificação inequívoca das espécies.

Diversity and chromosomal evolution in the genus Ancistrus Kner, 1854 (Loricariidae: Ancistrini) from three hydrographic basins of Mato Grosso State, Brazil

Cytogenetic analyses were carried out in 117 specimens of seven species of the genus Ancistrus from three hydrographic in Mato Grosso State: Paraguay, Araguaia-Tocantins and Amazon basins. Conventional cytogenetic techniques were used to obtain mitotic chromosomes. C-banding was performed to detect heterochromatic regions and silver nitrate staining was used to identify nucleolar organizer regions (Ag-NORs). The counted and paired chromosomes revealed diploid numbers ranging from 2n = 40 to 2n = 54 with karyotype formulae varying from FN = 80 to FN = 86. Single marks in distinct chromosomes identified the nucleolar organizer regions. The constitutive heterochromatin was scarce in the diploid number from 2n = 50 to 2n = 54 and conspicuous blocks were observed in a single species with 2n = 40 chromosomes. These data corroborate the hypotheses of reduction of diploid number in species with derived features such as presence of sex chromosomes and polymorphisms, besides allowing inferences about the evolutionary mechanisms and the ancestor karyotype that favored the diversification of this important genus in the tribe Ancistrini.

Foram realizadas análises citogenéticas de 117 espécimes do gênero Ancistrus de três bacias hidrográficas do estado de Mato Grosso: Paraguai, Araguaia-Tocantins e Amazônica, utilizando as técnicas de citogenética convencional para obtenção de cromossomos mitóticos, visualização de regiões heterocromáticas e regiões organizadoras de nucléolos. Os cromossomos pareados revelaram uma variação no número diploide de 2n = 40 a 2n = 54 e número fundamental de NF = 80 a NF = 86. As regiões organizadoras de nucléolos foram evidenciadas em um único par de cromossomos para todas as espécies e a heterocromatina é escassa nas espécies com números diploides elevados (2n = 50 a 2n = 54). Os blocos heterocromáticos mais evidentes foram observados nos pares portadores das AgRONs e em cromossomos da espécie com 2n = 40. Estes dados contribuem para a hipótese de redução do número diploide nas espécies que apresentam polimorfismos cromossômicos e cromossomos sexuais, além de contribuir para inferências sobre os mecanismos de evolução cariotípica que favoreceu a diversificação do gênero Ancistrus, o mais representativo na tribo Ancistrini.

Karyotypic diversity between allopatric populations of the group Hoplias malabaricus (Characiformes: Erythrinidae): evolutionary and biogeographic considerations

Three populations of the group Hoplias malabaricus from the hydrographic basins of the São Francisco, Araguaia/Tocantins and Xingu Rivers in Brazil were analyzed using classic cytogenetic methods (Giemsa staining, C-banding and Ag-NORs) and molecular methods (fluorescent in situ hybridization with 18S rDNA, 5S rDNA and 5SHindIII satellite DNA probes). The chromosome markers allowed the characterization of these populations as belonging to karyomorph A and the detection of inter-population divergences. These differences likely stem from different evolutionary histories resulting from geographic isolation between populations associated to the dispersive mode of these organisms, reinforcing genetic diversity in the group Hoplias malabaricus.

Três populações do grupo Hoplias malabaricus das bacias hidrográficas dos rios São Francisco, Araguaia/Tocantins e Xingu foram analisadas citogeneticamente utilizando-se métodos clássicos (coloração com Giemsa, bandamento-C e Ag-RONs) e moleculares (hibridização in situ fluorescente com sondas de rDNA 18S, rDNA 5S e DNA satélite 5SHindIII). Os marcadores cromossômicos foram fundamentais para a caracterização destas populações como pertencentes ao cariomorfo A e para detecção de claras divergências interpopulacionais. Estas diferenças são provavelmente oriundas de diferentes histórias evolutivas do isolamento geográfico entre as populações associado ao modo dispersivo destes organismos, reiterando a diversidade genética do grupo Hoplias malabaricus.

Chromosome polymorphism in Ancistrus cuiabae Knaack, 1999 (Siluriformes: Loricariidae: Ancistrini)

Cytogenetic and FISH analyses were performed in 30 Ancistrus cuiabae specimens from a bay near the town of Poconé, in the Pantanal of Mato Grosso, Brazil. The observed diploid number was 2n = 34 chromosomes for both sexes and three distinct katyotypic formulae were found, namely cytotype A (20m, 8sm, 6st, Fundamental Number/FN = 68; 6 males and 11 females), cytotype B (19m, 8sm, 6st, 1a, FN = 67; 8 males and 4 females) and cytotype C (18m, 8sm, 6st, 2a, FN = 66; a single male). NORs's analyses showed that these regions were located in distinct sites on the NOR-bearing chromosome pair, according to cytotypes. Thus, in cytotype A, NORs were located in the terminal region of the short arm of the second metacentric chromosome pair; in cytotype B, they were detected in the short arm of the metacentric chromosome and interstitially on the acrocentric chromosome and, in cytotype C, NORs were observed in the interstitial region of the acrocentric chromosome pair. C-positive heterochromatic bands were adjacent to the rDNA sites in the corresponding chromosomes. Thus, the chromosomal polymorphism of A. cuiabae was probably originated through a pericentric inversion in chromosome pair nº 2 involving the NOR sites, which represents a novelty in the Ancistrini tribe. The results also broaden the knowledge of the chromosomal evolution in Ancistrus, the most derived genus of the Ancistrini tribe.(AU)

Foram analisados, com técnicas convencionais de citogenética e FISH, 30 exemplares da espécie Ancistrus cuiabae da baía Arrombado, próximo a Poconé, Pantanal do Mato Grosso. Foram observadas metáfases com número diploide 2n = 34 cromossomos para ambos os sexos e três fórmulas cariotípicas distintas, aqui denominadas de citótipo A, verificado em 06 machos e 11 fêmeas (20m, 8sm, 6st, Número Fundamental, NF = 68); citótipo B, em 08 machos e 04 fêmeas (19m, 8sm, 6st, 1a, NF = 67) e citótipo C em apenas 01 macho (18m, 8sm, 6st, 2a, NF = 66). As NORs confirmaram os distintos citótipos verificados, além de evidenciar que os cromossomos portadores de rDNA são os que representam o polimorfismo na espécie Ancistrus cuiabae. No citótipo A, as NORs foram verificadas na região terminal do braço curto do segundo par de cromossomos metacêntricos; no citótipo B, foram evidenciadas no segundo par, heteromórfico, no braço curto do cromossomo metacêntrico e intersticial no seu homólogo acrocêntrico; no citótipo C as NORs foram observadas na região intersticial num par de cromossomos acrocêntricos. A análise da heterocromatina constitutiva evidenciou blocos discretos adjacentes ao rDNA no segundo par de cromossomos de ambos os citótipos. Uma provável inversão pericêntrica é a hipótese proposta para a origem deste polimorfismo na espécie Ancistrus cuiabae. Estes resultados ampliam o conhecimento sobre o gênero Ancistrus, o mais derivado da tribo, contribuem para o conhecimento sobre este grupo de peixes e para inferir sobre a evolução cromossômica dos Ancistrini(AU)

Comparative cytogenetics among populations of Astyanax altiparanae (Characiformes, Characidae, Incertae sedis)

Cytogenetic data are presented for Astyanax altiparanae populations from three Brazilian hydrographic systems. The chromosomal data obtained in A. altiparanae support the hypothesis of diploid number conservation. However, small differences in the karyotype formula and number of nucleolar organizer regions were observed in these populations. The apparent karyotypical similarity among the studied populations strongly suggests a close relationship among them with some chromosomal divergences due to gene flow restriction.

Comparative cytogenetics among species of the Astyanax scabripinnis complex: evolutionary and biogeographical inferences

Karyotype data are presented for distinct species of the genus Astyanax from four rivers belonging to three different hydrographic basins of the State of Paraná, Brazil (Verde River - Tibagi basin, Açungui River - Ribeira basin, and Santo Antônio and Jaguariaíva Rivers - Jaguariaíva basin). Three karyotypic forms were identified, here denominated karyotype A (2n = 50 chromosomes, with 8m+18sm+10st+14a, and thirteen 18S rDNA sites); karyotype B (2n = 50 chromosomes, with 8m+18sm+10st+1f4a, and four 18S rDNA sites); and karyotype C (2n = 48 chromosomes, with 10m+16sm+10st+12a, and eight 18S rDNA sites). The pattern of constitutive heterochromatin was similar among the three karyotypic forms, with few differences. The 5S rDNA corresponds to a synapomorphic character regarding its number and chromosomal localization. The karyotypic form A occurs in the distribution center of the type locality of A. paranae, in the proximities of the town of Castro (Tibagi basin), and may have reached the headwaters of the Ribeira River by the breakdown of geographical barriers. The karyotypic forms B and C are sympatric and syntopic, occurring solely in the Jaguariaíva River basin. Our hypothesis is that the karyotypic form A corresponds to the species A. paranae and forms B and C correspond to other species of the A. scabripinnis complex.

Cytogenetic analyses of two endemic fish species from the São Francisco River basin: Conorhynchus conirostris and Lophiosilurus alexandri (Siluriformes)

Two Siluriformes species endemic to the São Francisco River basin were characterized by conventional and differential cytogenetic analyses involving C-banding, Ag-nucleolar organizer region (NOR) and chromomycin A3 (CMA3) staining, and FISH (fluorescent in situ hybridization) with 18S and 5S rDNA probes. Conorhynchus conirostris presents a higher diploid number (2n = 60) than those detected in Pimelodidae representatives, whereas Lophiosilurus alexandri, with a karyotype of 2n = 54 chromosomes, presents a chromosomal constitution similar to that found in the family Pseudopimelodidae. Plesiomorphic characteristics such as single NORs at terminal positions are found in both species, as revealed by CMA3 and silver nitrate staining, and FISH with a 18S rDNA probe. C-banding evidenced centromeric and telomeric heterochromatic blocks distributed over most of the chromosomes with a conspicuous heterochromatin segment in a pair of submetacentric chromosomes in L. alexandri. Such karyotype data, if compared to the cytogenetic pattern of other Siluriformes species, can be partially related to their degree of endemism, favorable to the occurrence and fixation of chromosomal rearrangements. The present study in representatives from these two Siluriformes families from the São Francisco River contributes to a better understanding of the karyotype evolution in species of this important order of Neotropical fishes.

Physical mapping of the 18S and 5S ribosomal genes in nine Characidae species (Teleostei, Characiformes)

Characidae is one of the largest fish families of the Neotropical region, and presenting a pronounced morphological variability, certainly does not constitute a monophyletic group. The cytogenetical data also show a large chromosomal variation and can provide important information for a better understanding of the relationships between the species of this group. 18S and 5S rDNA probes were used in the present study for the chromosomal mapping in different Characidae species from the São Francisco River (Astyanax lacustris, Astyanax scabripinnis, Hasemania nana, Piabina argentea, Orthospinus franciscensis, Serrapinnus heterodon, Serrapinnus piaba and Myleus micans) and Alto Paraná (Astyanax altiparanae) basins. Species with a single pair of chromosomes bearing the nucleolar organizing regions (NORs) were identified, as well as species with multiple NORs, up to a maximum of seven 18S rDNA sites. The number of 5S rDNA site was also not constant, varying from two to eight. The mapping of the ribosomal genes was useful for the characterization and differentiation of the analyzed species.

Karyotypic differentiation through chromosome fusion and number reduction in Imparfinis hollandi (Ostariophysi, Heptapteridae)

The Neotropical Heptapteridae fish Imparfinis hollandi, endemic to the Iguaçu River Basin (Brazil), was cytogenetically analyzed and the diploid chromosome number of 2n = 42 chromosomes was determined (22m + 10sm + 10st), the lowest diploid number in this genus and family. Like other Heptapteridae species, only one NOR-bearing chromosome pair was detected by silver nitrate staining. Dark heterochromatic blocks were visualized in only three chromosome pairs, and chromomycin A3+ bands were coincident with Ag-NORs. Although no intercalary (TTAGGG)n sequence was observed through FISH with a telomere probe, an asymmetric karyotype showing four large chromosome pairs with diploid chromosome number reduction suggests that tandem chromosome fusions probably occurred during the karyotypic differentiation of Imparfinis hollandi.

Localization of ribosomal genes in three Pimelodus species (Siluriformes, Pimelodidae) of the São Francisco River: 5S genes as species markers and conservation of the 18S rDNA sites

Pimelodidae is one of the most representative of Neotropical catfish families. However, these fish are still poorly studied in terms of cytogenetics, especially regarding the application of more accurate techniques such as the chromosomal localization of ribosomal genes. In the present work, fluorescent in situ hybridization with 5S and 18S rDNA probes was employed for rDNA site mapping in Pimelodus sp., P. fur and P. maculatus from the São Francisco River in the Três Marias municipality - MG. The results from the application of the 18S probe confirmed the previous data obtained by silver nitrate staining, identifying a simple nucleolar organizing region system for these species. However, the labeling results from the 5S rDNA probe demonstrated a difference in the number and localization of these sites between the analyzed species. The obtained data allowed inferences on the possible processes involved in the karyotypic evolution of this genus.

Satellite DNA sites in four species of the genus Astyanax (Teleostei, Characiformes)

Cytogenetic data about satellite DNA distribution in four Astyanax species (Characidae) from the Paraitinga river, Paraíba do Sul river basin, Brazil, are presented. In order to characterize the constitutive heterochromatin, C-banding, chromomycin A3 and DAPI fluorescence staining, as well as fluorescence in situ hybridization (FISH) with the satellite DNA As-51 probe were performed. A. scabripinnis and A. parahybae presented 2n = 50 and 2n = 48 chromosomes, respectively. The heterochromatin was located in the pericentromeric and terminal regions of many chromosomes, corresponding to GC-positive regions and to the As-51 satellite DNA in terminal regions. A. intermedius and A. giton, both with 2n = 50 chromosomes, showed little heterochromatin, mostly restricted to the terminal and pericentromeric regions of a few chromosomes. No GC-positive regions, neither any correspondence between the scarce heterochromatin of these species and the As-51 satellite DNA was observed. AT-positive blocks were not detected in any of the species studied. Based on these and other available data, the hypothesis that Astyanax represents a polyphyletic group is discussed.

Chromosomal differentiation between populations of Oligosarcus hepsetus (Teleostei, Characidae) from small tributaries at opposite margins of the Paraíba do Sul river (Brazil)

Cytogenetic analyses were carried out in two populations of Oligosarcus hepsetus from tributaries at opposite margins of the Paraíba do Sul river. The same diploid number was observed in both populations (2n=50), but they showed remarkable differences related to karyotype formula and distribution of rDNA sites as revealed by silver nitrate staining and in situ hybridization with 18S probes. The results suggested that the main channel of the Paraíba do Sul river acted as barrier to gene flow between populations.

Análises citogenéticas foram realizadas em duas populações de Oligosarcus hepsetus provenientes de riachos de margens opostas do rio Paraíba do Sul. O número diplóide foi o mesmo para ambas as populações (2n=50), porém diferenças significativas foram observadas com relação à fórmula cariotípica e distribuição dos sítios de DNAr detectados pela impregnação por prata e pela hibridação "in situ" com sonda 18S. Estes resultados sugerem que a calha principal do rio Paraíba do Sul estaria atuando como uma barreira para o fluxo gênico entre essas populações.