Dissertação
Estudo citogenético e molecular em espécies do gênero Omophoita Chevrolat, 1836 e Alagoasa Bechyné, 1955 (Chrysomelidae, Alticinae) com descrição de uma nova espécie.
Registro en:
RAMOS, Raylen Pereira de. Estudo citogenético e molecular em espécies do gênero Omophoita Chevrolat, 1836 e Alagoasa Bechyné, 1955 (Chrysomelidae, Alticinae) com descrição de uma nova espécie. 2022. Dissertação (Mestrado em Ciências Biológicas - Biologia Evolutiva) - Universidade Estadual de Ponta Grossa. Ponta Grossa. 2022.
Autor
Ramos, Raylen Pereira de
Institución
Resumen
The Coleoptera order represents 40% of the described insects and includes the
subfamily Alticinae, which has a complex taxonomic hierarchy and many cases of
mimicry which makes this categorization more difficult. The subtribe Oedionychina has
been studied with a cytogenetic approach due its peculiar characteristics about the
giant and asynaptic sex chromosomes. The eukaryotic genome consists of
heterochromatin that contains various types of repetitive DNA and have an important
in its structure and activity, and chromosomal evolution. Chromosome Painting is a
technique that uses probes produced by DOP-PCR, and is used to highlight
rearrangements and homeologies of species, but it can also map repetitive DNA. The
aim of this work was to describe the new specie A. neoequestris, using cytogenetic,
morphological and molecular studies, including phylogenetic analysis with similar
species, given it a scientific name, and map repetitive DNAs obtained by DOP-PCR
and mapped by the technique of Chromosome Painting in Omophoita communis. The
specie Alagoasa neoequestris has morphological features that validate its taxonomic
position within the genus. Other species of the genus did not have the elytral pattern
found. Comparison of the male genitalia with other species of the genus showed
differences that suggest reproductive isolation. The chromosomal number 2n=22 and
Xy sex determination system with giant and asynaptic sex chromosomes is
representative of the subtribe. The variation in chromosomal morphology found and
the location of constitutive heterochromatin in three bivalents are associated with
karyotype differentiation of the genus. The 45S and 5S rDNA cístrons, colocalized in
one autosomal pair is considered ancestral for Coleoptera. Phylogenetic analysis
grouped A. neoequestris within the genus Alagoasa, in a branch with Alagoasa
plaumanni, and separated from O. communis and O. equestris. In the literature, are
individuals identified as "Alagoasa equestris" with chromosome number 2n=12
morphologically similar to Omophoita communis and Omophoita equestris. The results
obtained in this study disagree with those described in the literature for "A. equestris"
described as 2n=12. This chromosomal number of "A. equestris" is equal to the number
described for O. communis and suggests that "A. equestris" may have been confused
with O. communis during that study. Based on this and in the analysis of the
phylogenetic relationship, the species studied in this paper is a new specie of the genus
in southern Brazil, supported by integrated taxonomy. The hybridization of the probe
in O. communis showed centromeric markings in all autosomes and in the
pericentromeric region of the X sex chromosome and intersticial of y chromosome.
These markings correspond to the location of C-banded heterochromatin in Coleoptera
and also in Oedionychina. The use of 30 µg competitor, standard for chromosome
painting, inhibited all hybridizations confirming that the probe contains repetitive
sequences. Possibly these sequences in the genome were mostly amplified by DOPPCR, as has also been observed in other work with Chromosome Painting.
Nevertheless, further studies are still needed with techniques that complement the
results of characterization repetitive DNA in O. communis. A ordem Coleoptera representa 40% dos insetos descritos e inclui a subfamília
Alticinae que possui hierarquia taxonômica complexa e muitos casos de mimetismo o
que dificulta mais essa categorização. A subtribo Oedionychina tem sido muito
estudada com enfoque citogenético, por apresentar características peculiares em
relação aos cromossomos sexuais gigantes e assinápticos. O genoma eucarioto é
constituído de heterocromatina que contém vários tipos de DNA repetitivos e são
importantes na sua estrutura e atividade, assim como na evolução cromossômica. A
Pintura Cromossômica é uma técnica que utiliza sondas produzidas por DOP-PCR, e
é usada para evidenciar rearranjos e homeologias de uma espécie, mas ela também
pode mapear DNA repetitivo. O objetivo deste trabalho foi descrever a nova espécie
Alagoasa neoequestris, utilizando estudos citogenéticos, morfológicos e moleculares,
incluindo analise filogenética com as espécies semelhantes, conferindo um nome
científico próprio, e mapear DNAs repetitivos obtidos pela DOP-PCR e mapeados pela
técnica de Pintura Cromossômica em Omophoita communis. A espécie Alagoasa
neoequestris possui características morfológicas que validam a posição taxonômica
dentro do gênero. O padrão elitral não foi encontrado em outras espécies do gênero.
A comparação da genitália masculina com outras espécies do gênero mostrou
diferenças que sugerem isolamento reprodutivo. O número cromossômico 2n=22 e
sistema sexual Xy com cromossomos gigantes e assinápticos é representativo da
subtribo. A variação da morfologia cromossômica encontrada e a localização de
heterocromatina constitutiva em três bivalentes estão associadas com diferenciações
cariotípicas do gênero. Os cístrons rDNA 45S e 5S sintênicos e colocalizados em um
par autossômico é considerada característica ancestral para Coleoptera. A análise
filogenética agrupou A. neoequestris dentro do gênero Alagoasa, num ramo com
Alagoasa plaumanni, e separada de O. communis e O. equestris, que são
morfologicamente semelhantes. Na literatura há uma espécie denominada “Alagoasa
equestris” descrita citogeneticamente com número cromossômico 2n=12. Além disso,
essa espécie é morfologicamente muito semelhante a Omophoita communis e
Omophoita equestris. Os resultados obtidos no nosso trabalho discordam dàqueles
descritos na literatura para “A. equestris”. Esse número cromossômico de 2n=12 é
igual ao número descrito para O. communis, e sugere que “A. equestris” possa ter sido
confundida com O. communis durante tal estudo. Com base nisso e nas análises de
relação filogenética, a espécie estudada no nosso trabalho é uma nova espécie de
Alagoasa do sul do Brasil, suportado por taxonomia integrativa. A hibridação da sonda
em O. communis evidenciou marcações centroméricas em todos os autossomos e na
região pericentromérica do cromossomo sexual X e intersticial no sexual y sem o uso
de competidor. Essas marcações são correspondentes a localização de
heterocromatina com Bandas-C em Coleoptera e também em Oedionychina. O uso
de 30 µg de competidor, padrão para pintura cromossômica, inibiu todas as
hibridações confirmando que a sonda contém sequências repetitivas. Possivelmente
estas sequências do genoma foram amplificadas em maioria pela DOP-PCR, como
também já foi observado em outros trabalhos com Pintura Cromossômica. Apesar
disso, ainda são necessários mais estudos com outras técnicas para complementar
os resultados de caracterização de DNA repetitivo em O. communis.