Os cromossomos holocêntricos de rhynchospora vahl (cyperaceae): Evolução cariotípica e diversidade de sequências satélites

CapesCromossomos holocêntricos apresentam atividade cinetocórica difusa e essa organização favorece, em teoria, rápidas variações cromossômicas numéricas e o acúmulo de DNA satélite (DNAsat) predominantemente nas regiões terminais dos cromossomos. O gênero de plantas Rhynchospora (Cyperaceae), um dos diversos grupos com esse tipo cromossômico, apresenta espécies com cariótipos entre 2n = 4 e 2n = 58, cuja variação é atribuída à poliploidia e a eventos de quebra/fusão, levando a disploidias. Quanto à distribuição de DNAsat, o único relato até o momento revelou uma baixa proporção dessas sequências, com o único repeat identificado (Tyba) associado aos holocentrômeros. Com o intuito de entender como a estrutura centromérica difusa interfere na organização de sequências ao longo do cromossomo e na evolução do cariótipo como um todo, foram realizadas uma análise de reconstrução dos números cromossômicos ancestrais de Rhynchospora em um contexto filogenético e a caracterização de DNAsats em três espécies do gênero. O complemento cromossômico 2n = 10 foi indicado como o mais provável para o ancestral do gênero, tendo sido mantido em diferentes taxa. A maioria dos clados mostrou números estáveis e a homoplasia de cariótipos foi observada em uma frequência relativamente baixa. Os genomas de R. ciliata/R. globosa e R. tenuis apresentaram duas e uma família(s) de DNAsat, respectivamente, com um padrão de condensação típico (blocos condensados em intérfase). Uma localização preferencial nos terminais cromossômicos foi observada apenas para os DNAsat de R. globosa. Três tipos de cromatina foram revelados pela distribuição dessas sequências: (1) associadas à heterocromatina e presente na forma de cromocentros em intérfase e blocos nos cromossomos metafásicos (R. ciliata e R. globosa); (2) compactados em interfase mas parcialmente descondensados em metáfase e não diretamente associados à heterocromatina (R. ciliata e R. tenuis); ou (3) associados aos holocentrômeros (R. ciliata e R. tenuis). De forma geral em Rhynchospora, os eventos de fusão e fissão parecem atuar localmente no remodelamento dos cariótipos e as sequências satélites não mostram uma tendência única de distribuição. A estrutura centromérica difusa, portanto, não determina em larga escala a dinâmica evolutiva dos cromossomos do gênero.Holocentric chromosomes show diffuse kinetochore activity, what would lead to fast evolution of chromosome numbers and a biased distribution of satellite repeats. The plant genus Rhynchospora (Cyperaceae) possesses holocentric chromosomes and shows a large chromosome number variation (2n = 4 to 2n = 58) attributed to polyploidy and frequent fusion/fission events, leading to dysploidy. Regarding satellite repeats (satDNA), the only investigated species showed a low proportion of these sequences, with the single family identified associated to the holocentromeres. In the present work, aiming to better understand how the diffuse centromere organisation could interfere with the distribution of satellite repeats along the chromosomes and with the karyotype evolution as a whole, we combined a reconstruction of Rhynchospora chromosome numbers in a phylogenetic framework and the characterisation of satellite repeats in three selected species. The karyotype with 2n = 10 was suggested as the ancestral state and was maintained in different lineages. Most of the clades showed stable chromosome number and recurrent karyotypes changes (leading to homoplasies) were detected in low frequency. All Rhynchospora species analysed (R. ciliata, R. globosa and R. tenuis) showed a higher diversity of satellite repeats than R. pubera, with most of the repeats showing a typical condensation profile (clustered in interphase). A preferential terminal location on chromosomes was only observed for R. globosa satDNAs. These sequences, however, might represent different chromatin types, organized in distinct ways: (1) associated to the heterochromatin and clustered in interphase and metaphase (identified in R. ciliata and R. globosa only); (2) clustered in interphase but partially decondensed in metaphase and not associated to heterochromatin domains (R. ciliata e R. tenuis); (3) associated to the holocentromeres (R. ciliata e R. tenuis). Taken together, at least for Rhynchospora, fusion/fission events may not act in a broader way in the reshuffling of karyotypes and satellite repeats distribution do not appeared to be biased towards the chromosome termini. A non-localized centromere, therefore, must not constrain, in a large scale, the chromosome evolution of the genus