ABSTRACT
Gymnorhamphichthys britskii is a Neotropical electric fish of family Rhamphichthyidae described from the Paraná-Paraguay system. This study reports the first karyotypic description of G. britskii collected from the upper Paraná river basin, which presented 2n=38 chromosomes, karyotype composed of 14 metacentric, 8 submetacentric, 2 subtelocentric and 14 acrocentric chromosomes, and fundamental number as 62 for both sexes. Heteromorphic sex chromosomes were absent. A single pair of nucleolar organizing regions (NORs) was detected in the submetacentric chromosome pair number 9 by silver staining and confirmed by the 18S rDNA probe. The 5S rDNA was located in a single chromosome pair. Heterochromatic regions were clearly observed in the short arms of the NOR-bearing chromosome pair and in the telomeric positions of most acrocentric chromosomes. Besides the present data are valuable to help in understanding karyotypic evolution in Rhamphichthyidae, data from NORs confirmed the tendency of this family in presenting simple NORs sites, similar to the other Gymnotiformes clades. Yet, the presence of a large heterochromatic block in the NOR-bearing chromosome can be used as cytogenetic markers for G. britskii, and that centric fusions appear to be an important mechanism in the karyotype evolution and differentiation among Gymnotiformes species.(AU)
Gymnorhamphichthys britskii é um peixe neotropical da família Rhamphichthyidae descrita no sistema Paraná-Paraguai. Este estudo relata a primeira descrição cariotípica de G. britskii coletado na bacia do alto rio Paraná, que apresentou 2n = 38 cromossomos, cariótipo composto por 14 metacêntricos, 8 submetacêntricos, 2 subtelocêntricos e 14 acrocêntricos, e número fundamental 62 para ambos sexos. Cromossomos sexuais heteromórficos estavam ausentes. Um único par de regiões organizadoras de nucléolos (RONs) foi detectado no par de cromossomos submetacêntricos número 9 por coloração com prata e confirmado pela sonda DNAr 18S. O DNAr 5S foi localizado em um único par cromossômico. Regiões heterocromáticas foram claramente observadas nos braços curtos do par de cromossomos que carrega a RON e nas posições teloméricas da maioria dos cromossomos acrocêntricos. Além dos dados presentes serem valiosos para auxiliar na compreensão da evolução cariotípica em Rhamphichthyidae, dados de RONs confirmaram a tendência desta família em apresentar sítios simples de RONs, semelhantes aos demais clados de Gymnotiformes. No entanto, a presença de um grande bloco heterocromático no cromossomo portador da RON, pode ser usado como marcador citogenético para G. britskii e as fusões cêntricas parecem ser um mecanismo importante na evolução e diferenciação cariotípica entre as espécies de Gymnotiformes.(AU)
Subject(s)
Cytogenetic Analysis/veterinary , Gymnotiformes/genetics , Diploidy , KaryotypeABSTRACT
The taxonomy/systematics of the Erythrinidae fish is still imprecise, with several doubts on their relationships. Karyotypes and chromosomal characteristics of some species of the Hoplias lacerdae group (Erythrinidae), from different Brazilian hydrographic basins and pisciculture stations, were analyzed in the present study, using conventional Giemsa staining, C-banding, silver staining, Mithramycin and Distamycin/DAPI fluorochromes, and fluorescent in situ hybridization (FISH). A diploid chromosome number of 2n = 50 and karyotypes composed of meta- and submetacentric chromosomes without sex-related differences were found. Only one active NOR (Nucleolar Organizer Region) site was found, which was identified by silver staining (Ag-NOR) and FISH, located on the chromosome pair 11, although additional 45S rDNA sites were also mapped on other chromosome pairs only by FISH. The Ag-NOR of the chromosome pair 11 was found to be GC-rich, appearing positive after Mithramycin staining. Mithramycin-positive/DAPI-negative sites were also observed in the centromeric/pericentomeric regions of the chromosome pairs 4, 6, 15, and 19, which have also affinity to silver nitrate. However, these four sites were not detected by FISH with the rDNA probe, indicating to be only argentophilic GC-rich heterochromatic regions. Chromosome data show that the karyotype evolution in Hoplias lacerdae group is relatively conserved and follows a particular pathway concerning the other Erythrinidae fishes, such as Hoplias malabaricus, Hoplerythrinus unitaeniatus, and Erythrinus erythrinus, in which polytypic karyotypes are found. Thus, the H. lacerdae group shows chromosome features that are not closely related to those of the congeneric H. malabaricus group. These finds, together with genetic and morphologic data, are important tools to be considered in a major revision of the Erythrinidae family, as well as for conservation programs.
A taxonomia dos Erythrinidae encontra-se ainda por ser totalmente esclarecida, existindo várias dúvidas sobre suas relações filogenéticas. No presente estudo, foram analisados os cariótipos e características cromossômicas de algumas espécies do grupo Hoplias lacerdae (Erythrinidae), de diferentes bacias hidrográficas do Brasil e estações de piscicultura, empregando-se a coloração Giemsa convencional, bandamento C, coloração com nitrato de prata, fluorocromos Mitramicina e Distamicina/DAPI, e hibridação fluorescente in situ (FISH). O número diplóide de 2n = 50 cromossomos foi constante, sendo os cariótipos formados por cromossomos de dois braços, meta- e submetacêntricos, sem diferenciação relacionada ao sexo. Foi identificado apenas um sítio ativo de região organizadora de nucléolo (NOR), presente no par cromossômico no. 11, identificado tanto pela coloração com nitrato de prata (Ag-NOR) como por FISH com sonda de DNAr 45S, embora alguns sítios adicionais de DNAr tenham sido identificados em outros pares de cromossomos, apenas por FISH. O sítio de Ag-NOR no cromossomo 11 mostrou-se rico em pares de bases GC, sendo Mitramicina-positivo. Sítios Mitramicina-positivos/DAPI-negativos foram igualmente observados nas regiões centroméricas/pericentroméricas dos pares cromossômicos 4, 6, 15 e 19, os quais mostraram também afinidade pelo nitrato de prata. Contudo, estes quatro sítios não foram evidenciados por FISH com sonda de DNAr 45S, indicando serem somente regiões de heterocromatina GC-rica, com afinidade pela prata. Os dados cromossômicos mostram que a evolução cariotípica no grupo Hoplias lacerdae é relativamente conservada e segue um comportamento particular em relação aos outros eritrinídeos, como Hoplias malabaricus, Hoplerythrinus unitaeniatus e Erythrinus erythrinus, nos quais foram encontrados cariótipos politípicos. Assim sendo, o grupo H. lacerdae mostra características cromossômicas discordantes daquelas evidenciadas pelo grupo...
Subject(s)
Animals , Female , Male , Biological Evolution , Chromosomes/genetics , Fishes/genetics , Brazil , In Situ Hybridization, Fluorescence , Karyotyping , Staining and LabelingABSTRACT
The taxonomy/systematics of the Erythrinidae fish is still imprecise, with several doubts on their relationships. Karyotypes and chromosomal characteristics of some species of the Hoplias lacerdae group (Erythrinidae), from different Brazilian hydrographic basins and pisciculture stations, were analyzed in the present study, using conventional Giemsa staining, C-banding, silver staining, Mithramycin and Distamycin/DAPI fluorochromes, and fluorescent in situ hybridization (FISH). A diploid chromosome number of 2n = 50 and karyotypes composed of meta- and submetacentric chromosomes without sex-related differences were found. Only one active NOR (Nucleolar Organizer Region) site was found, which was identified by silver staining (Ag-NOR) and FISH, located on the chromosome pair 11, although additional 45S rDNA sites were also mapped on other chromosome pairs only by FISH. The Ag-NOR of the chromosome pair 11 was found to be GC-rich, appearing positive after Mithramycin staining. Mithramycin-positive/DAPI-negative sites were also observed in the centromeric/pericentomeric regions of the chromosome pairs 4, 6, 15, and 19, which have also affinity to silver nitrate. However, these four sites were not detected by FISH with the rDNA probe, indicating to be only argentophilic GC-rich heterochromatic regions. Chromosome data show that the karyotype evolution in Hoplias lacerdae group is relatively conserved and follows a particular pathway concerning the other Erythrinidae fishes, such as Hoplias malabaricus, Hoplerythrinus unitaeniatus, and Erythrinus erythrinus, in which polytypic karyotypes are found. Thus, the H. lacerdae group shows chromosome features that are not closely related to those of the congeneric H. malabaricus group. These finds, together with genetic and morphologic data, are important tools to be considered in a major revision of the Erythrinidae family, as well as for conservation programs.
A taxonomia dos Erythrinidae encontra-se ainda por ser totalmente esclarecida, existindo várias dúvidas sobre suas relações filogenéticas. No presente estudo, foram analisados os cariótipos e características cromossômicas de algumas espécies do grupo Hoplias lacerdae (Erythrinidae), de diferentes bacias hidrográficas do Brasil e estações de piscicultura, empregando-se a coloração Giemsa convencional, bandamento C, coloração com nitrato de prata, fluorocromos Mitramicina e Distamicina/DAPI, e hibridação fluorescente in situ (FISH). O número diplóide de 2n = 50 cromossomos foi constante, sendo os cariótipos formados por cromossomos de dois braços, meta- e submetacêntricos, sem diferenciação relacionada ao sexo. Foi identificado apenas um sítio ativo de região organizadora de nucléolo (NOR), presente no par cromossômico no. 11, identificado tanto pela coloração com nitrato de prata (Ag-NOR) como por FISH com sonda de DNAr 45S, embora alguns sítios adicionais de DNAr tenham sido identificados em outros pares de cromossomos, apenas por FISH. O sítio de Ag-NOR no cromossomo 11 mostrou-se rico em pares de bases GC, sendo Mitramicina-positivo. Sítios Mitramicina-positivos/DAPI-negativos foram igualmente observados nas regiões centroméricas/pericentroméricas dos pares cromossômicos 4, 6, 15 e 19, os quais mostraram também afinidade pelo nitrato de prata. Contudo, estes quatro sítios não foram evidenciados por FISH com sonda de DNAr 45S, indicando serem somente regiões de heterocromatina GC-rica, com afinidade pela prata. Os dados cromossômicos mostram que a evolução cariotípica no grupo Hoplias lacerdae é relativamente conservada e segue um comportamento particular em relação aos outros eritrinídeos, como Hoplias malabaricus, Hoplerythrinus unitaeniatus e Erythrinus erythrinus, nos quais foram encontrados cariótipos politípicos. Assim sendo, o grupo H. lacerdae mostra características cromossômicas discordantes daquelas evidenciadas pelo grupo congenérico H. malabaricus. Estes dados, juntamente com os outros dados genéticos e morfológicos, constituem ferramentas importantes a serem consideradas em uma revisão ampla da família Erythrinidae, assim como para programas de conservação.