Evolutionary cytogenetics of the Hoplias lacerdae, Miranda Ribeiro, 1908 group: a particular pathway concerning the other Erythrinidae fish

ABSTRACT

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.

RESUMO

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.