Citogenética de populações de Prochilodus costatus Valenciennes, 1849 (Characiformes: Prochilodontidae) da bacia do rio São Francisco, Minas Gerais, Brasil: primeira descrição de cromossomos supranumerários nessa espécie

Abstract

A família de peixes migratórios Prochilodontidae é constituída de 21 espécies distribuídas em três gêneros, sendo o gênero Prochilodus o mais diverso, com 13 espécies de ampla distribuição na América do Sul. Os estudos citogenéticos indicam que o gênero Prochilodus apresenta alta uniformidade cromossômica; todas as espécies partilham o mesmo número diploide e a mesma fórmula cariotípica. Este estudo teve como objetivo o estudo populacional para verificar o grau de variação cromossômica entre populações de P. costatus isoladas pela barragem de Três Marias construída no final da década de 1950, utilizando técnicas de citogenética clássica: coloração convencional (Giemsa), Banda C para evidenciar regiões ricas em heterocromatina, Cromomicina A3 (CMA3) para realçar regiões ricas em GC e Ag-NOR para revelar regiões organizadoras de nucléolo. As técnicas de citogenética molecular incluíram fluorescência in Situ (FISH) com sondas de rDNA SS e 18S, de DNA repetitivo (GA)15, (CA)15, (CAA)10, (CAT)10. Sondas obtidas do cromossomo supranumerário ou B de P. costatus, foram hibridizadas no material cromossômico. Trinta e cinco indivíduos de P. costatus foram coletados, 17 amostras a montante e 18 a jusante da barragem. Aproximadamente 620 metáfases foram analisadas. As amostras analisadas apresentaram um número diploide de 54 cromossomos, com fórmula cariotípica 4om+14sm. Doze indivíduos a montante e seis a jusante apresentaram cromossomos Bs. A técnica de bandamento C revelou marcações pericentroméricas em todos os cromossomos e um bloco adicional na região intersticial do braço maior do segundo par de cromossomos metacêntricos; o cromossomo E se mostrou inteiramente heterocromático. O fluorocromo CMA3 revelou que o braço maior do segundo par cromossômico é rico em GC, além disso foi detectada outra marcação no décimo sexto par cromossômico, localizada na região intersticial do braço menor. Através da técnica de impregnação por prata foi possível detectar regiões ativas de NOR no segundo par cromossômico, porém, um indivíduo coletado a montante apresentou uma marcação adicional na região terminal no braço maior de um homólogo do oitavo par de cromossomos. As sondas de rDNA SS e 188 marcaram em sintenia no braço maior do segundo par de cromossomos. Através da sonda 18S, confirmou-se a variação na NOR no indivíduo localizado a montante da barragem, além de uma marcação na região terminal do braço menor de um dos homólogos do par cromossômico 4. As sondas de DNA repetitivo se apresentaram predominantemente como marcações subteloméricas em todos os cromossomos, com algumas variações de padrão da sonda (CA)15 em um individuo localizado a montante. O cromossomo supranumerário de amostras a montante e jusante apresentou também marcações com a sonda (CA) 15. A sonda do cromossomo B revelou marcação apenas no cromossomo supranumerário de P. costatus, evidenciando que este cromossomo não se originou do complemento A ou que se originou a partir deste complemento, mas sofreu evolução independente, acumulando regiões heterocromáticas para a estabilização. O padrão obtido para o SS e 188 é o mesmo encontrado em estudos anteriores indicados no gênero, porém o polimorfismo encontrado apenas no indivíduo a montante é inédita e indica que existem diferenças estruturais entre as amostras analisadas. Concluiu-se que os padrões espaciais dos polimorfismos cromossômicos sugerem que as populações encontradas a montante e a jusante da UHE não são citogeneticamente homogêneas.

The migratory family of fish Prochilodontidae consists of 21 species distributed in three genera, with genus Prochilodus as the most diverse, with 13 species widely distributed in South America. Cytogenetic studies indicate that Prochilodus genus presents high chromosome uniformity; all species share the same diploid number and the same karyotype formula. This study aimed to realize a populations study to determine the degree of chromosomal variation between samples of P. costatus isolated by the Três Marias dam, built in the late l95os, using techniques of classical cytogenetics: convencional staining (Giemsa), C-Banding to show regions rich in heterochromatin, Chromomycin A3 (CMA3) to highlight regions rich in GC and Ag-NOR to reveal nucleolar organizer regions. Molecular cytogenetic techniques include fluorescent in situ (FISH) with rDNA probes SS and 188, and probes of repetitive DNA (GA)15, (CA)15, (CAA)10, (CAT)10. Probes obtained from supemumerary chromosome, or B, of P. costatus was hybridized in chromosomal material. Thirty-five individuals of P. costatus were collected, l7 samples upstream and 18 downstream of the dam. Approximately 620 metaphases were analyzed. The samples analyzed showed a diploid number of 54 chromosomes with karyotype formula 4om+l4sm. Twelve individuals upstream and six downstream presented B chromosomes. C-Banding technique proved pericentromeric markings on all chromosomes and an additional block in the interstitial region of the bigger arm of the second pair of metacentric chromosomes; the B chromosome proved entirely heterochromatic. The iluorochrome CMA3 revealed that the largest arm of the second chromosome pair is rich in GC, also was detected other marking on the sixteenth chromosome pair, located in the interstitial region of the lower arm. Silver impregnation technique was able to detect active regions of NOR in the second chromosome pair, however, an upstream collected individual presented an additional marking in the terminal region in the largest arm of the eighth chromosome pair. Probes of rDNA l8S SS showed synteny markings in the bigger arm of the second chromosome pair. Through l8S rDNA probe, was confirmed the variation in the individual Ag-NOR located upstream of the dam, in addition with markings on the lower arm of the terminal region of the chromosome pair 4. The microsatellites repetitive DNA probes were predominantly present as subtelomeric markings in all chromosomes, with some pattern of variations of the probe (CA)15 in an individual located upstream. The supernumerary chromosome samples upstream and downstream also showed markings with the probe (CA)15. The probe of the B chromosome revealed markings only in the supernumerary chromosome of P. costatus, showing that this chromosome did not originate from the standard complement or that originated from this complement, but suffered independent evolution, accumulating heterochromatic regions for stabilization. The pattern obtained for SS and 188 is the same as found in previous studies indicated in the genus, but the polymorphism found only in an upstream individual is unprecedented and indicates that there are structural differences between the samples analyzed. It was concluded that spatial patterns of chromosomal polymorphisms suggests that populations found upstream and downstream of the UHE Três Marias are not cytogenetically homogeneous.