Contribuição citogenética à análise da biodiversidade em Astyanax fasciatus (Pisces, Characidae).

Astyanax fasciatus is characterized as a cytogenetically diverse species. Sympatric and syntopic occurrence of distinct cytotypes corroborates the hypothesis that A. fasciatus might represent a species complex sharing a common denomination. In this work, specimens from three collection sites along Mogi-Guaçu River, on Southeastern Brazil, were examined: (1) close to headwaters (Ouro Fino MG), (2) in the mean river portion (Cachoeira de Emas, Pirassununga SP, characterized by the presence of a dam) and (3) close to river mouth at Pardo river (Barrinha SP). Two karyotypes bearing perfectly paired chromosomes, named standard cytotypes, were identified; one of them with 2n=46 and another one with 2n=48 chromosomes. The cytotype 2n = 48 was found in all collection sites, whereas the cytotype 2n = 46 was restricted to Barrinha and Cachoeira de Emas. In this latter locality, the cytotype 2n=46 was predominant, but variant karyotypical forms were also reported, bearing 2n=45 and 47 chromosomes, besides a structural variant with 2n=46. A variant with 2n=47 chromosomes was also found in Ouro Fino. The Ag-NORs and 18S and 5S rDNA sites showed a conserved distribution among cytotypes, as well as the constitutive heterochromatin, preferentially located at terminal region on the long arms of submetacentric, subtelocentric and acrocentric chromosomes and terminal region on short arms of a submetacentric pair. This latter region showed to be GC-rich after chromomycin A3 staining and it corresponds to the location of a Nucleolar Organizer Region. Sites bearing the satellite DNA As51 were detected at terminal region on the long arms of several chromosomes, distributed over 4 submetacentric pairs, 3 subtelocentric pairs and one acrocentric pair in the standard cytotype 2n=46, and over 3 submetacentric pairs, 4 subtelocentric pairs and one acrocentric pair in the standard cytotype 2n=48. The variant karyotypical forms also presented other chromosomes bearing such satellite DNA, remarkably at a large metacentric chromosome bearing a terminal site on the long arms (found in two variant karyotypes), two subtelocentric pairs bearing additional interstitial site (found in one variant karyotype), and one submetacentric pair bearing a subterminal site on the long arms (found in one variant karyotype). Data based on RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA) were poorly informative to analyze the reported diversity, indicating a high number of migrants per generation among cytotypes. On the other hand, data from ISSR (Inter-Simple Sequence Repeats) showed a low structuring, mainly between two standard cytotypes from Barrinha, where a Nm value of 0,4301 was observed, with a genetic identity of 0,6862 and genetic distance of 0,3765. The values of genetic distance (0,3219) and genetic identity (0,7248) between cytotypes with 2n=48 from Barrinha and Ouro Fino also evidenced a slight differentiation, indicating that the dam at Cachoeiras de Emas is probably a barrier to gene flow among populations located upstream and downstream the dam. The obtained results with molecular markers do not discard the possibility of inbreeding among the cytotypes of A. fasciatus, as a source of the diversity found. Hypothetically, the standard cytotype with 2n=48 might be the resident form at Mogi- Guaçu River, while the cytotype with 2n=46 would represent an invasive form, showing recent divergence. Although the variant karyotypes present a karyotypical structure similar to the cytotype with 2n=46, there are evidences that chromosomes typical from the cytotype with 2n=48 have been incorporated, suggesting that such variants may be derived from viable crossings among standard cytotypes, and/or their offsprings, which share some homologies, as demonstrated by chromosomal markers. The presence of a higher number of As-51 sites in some variants reinforces their inbreeding origin. The As-51 sites, which showed to be specific for some variant forms, might be originated by complementary chromosomal rearrangements, propitious to new locations of this satellite DNA on karyotypes.Universidade Federal de Sao CarlosAstyanax fasciatus caracteriza-se como uma espécie diversificada do ponto de vista citogenético. A ocorrência simpátrica e sintópica de diferentes citótipos corrobora a hipótese de que A. fasciatus possa representar um grupo de espécies, hoje englobadas em uma mesma denominação comum. Neste trabalho foram examinados exemplares provenientes de três pontos de coleta, ao longo do rio Mogi-Guaçu, no Sudeste do Brasil: (1) próximo à sua cabeceira (Ouro Fino MG), (2) no trecho médio do rio (Cachoeira de Emas, Pirassununga SP, caracterizado pela ocorrência de uma barragem) e (3) próximo à sua foz no rio Pardo (Barrinha SP). Foram detectados dois tipos de cariótipos com cromossomos perfeitamente pareáveis, denominados citótipos padrão, um com 2n=46 e outro com 2n=48 cromossomos. O citótipo 2n = 48 foi encontrado em todos os pontos de coleta, enquanto o citótipo 2n = 46 foi encontrado somente em Barrinha e Cachoeira de Emas. Nesta última localidade o citótipo 2n=46 foi predominante, mas ocorrendo também formas cariotípicas variantes com 2n=45 e 47 cromossomos, além de um variante estrutural 2n=46. Um variante 2n=47 cromossomos foi também encontrado em Ouro Fino. As Ag-RONs e os sítios de rDNA 18S e 5S mostraram uma distribuição conservada entre os citótipos, assim como heterocromatina constitutiva, localizada preferencialmente na região terminal do braço longo de cromossomos submetacêntricos, subtelocêntricos e acrocêntricos e na região terminal do braço curto de um par submetacêntrico. Esta última região mostrou-se também GC rica, após coloração com cromomicina A3, e corresponde à localização de uma região organizadora de nucléolo. Foram detectados sítios do DNA satélite As51 na região terminal do braço longo de vários cromossomos, distribuídos em 4 pares submetacêntricos, em 3 pares subtelocêntricos e em um par acrocêntrico no citótipo padrão 2n=46, e em 3 pares submetacêntricos, em 4 pares subtelocêntricos e em um par acrocêntrico no citótipo padrão 2n=48. As formas cariotípicas variantes apresentaram também outros cromossomos portadores desse DNA satélite, destacando-se um cromossomo metacêntrico grande com um sítio terminal no braço longo (em dois cariótipos variantes), dois pares subtelocêntricos com um sítio intersticial extra (em um dos cariótipos variantes), e um par submetacêntrico com um sítio subterminal no braço longo (em um dos cariótipos variantes). Dados de RAPD ( Random Amplified Polymorphic DNA ) mostraram-se pouco informativos quanto à análise da diversidade encontrada, indicando altos valores de migrantes por geração entre os citótipos. Dados de ISSR, Inter- Simple Sequence Repeats , por outro lado, mostraram uma pequena estruturação, principalmente entre os dois citótipos padrão provenientes de Barrinha, onde o Nm foi de 0,4301, com identidade genética de 0,6862 e distância genética de 0,3765. Os valores de distância genética (0,3219) e de identidade genética (0,7248) entre os citótipos 2n=48 de Barrinha e Ouro Fino também evidenciam uma certa diferenciação entre os mesmos, indicando que a barragem de Cachoeira de Emas provavelmente seja um obstáculo ao livre fluxo entre populações situadas à jusante e à montante da mesma. Os resultados gerais obtidos com os marcadores moleculares não descartam a possibilidade de intercruzamentos entre os citótipos de A. fasciatus, como fonte da diversidade encontrada. É levantada a hipótese que o citótipo padrão 2n=48 seja a forma residente do rio Mogi-Guaçu, sendo o citótipo 2n=46 uma forma invasora, com divergência recente. Embora os cariótipos variantes apresentem uma estrutura cariotípica mais similar ao citótipo 2n=46, há evidências de que cromossomos característicos do citótipo 2n=48 tenham sido neles incorporados, sugerindo que tais variantes sejam decorrentes de intercruzamentos viáveis entre os dois citótipos padrão e/ou seus descendentes, os quais ainda compartilham uma série de homologia, como evidenciado na análise dos marcadores cromossômicos. A presença de um maior número de sítios As-51 em alguns variantes reforça, de certa forma, a sua origem por intercruzamentos. Os sítios As-51, que se mostraram específicos para algumas formas variantes, poderiam ser decorrentes de rearranjos cromossômicos complementares, propiciando novas localizações desse DNA satélite nos cariótipos