Distribuição de retrotansposons do tipo LTR e sequências de DNA ribossômico em cromossomos de genótipos diploides e tetraploides de Arachis spp. por hibridização in situ por fluorescência – FISH

Dissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Departamento de Botânica, Programa de Pós-Graduação em Botânica, 2016.O amendoim (Arachis hypogaea L.) é uma espécie alotetraplóide recente com dois subgenomas oriundos da hibridação entre as espécies silvestres diplóides, A. duranensis (genoma A) e A. ipaënsis (genoma B), seguida por uma duplicação cromossômica espontânea (3.500 a 9.400 anos atrás). O genoma de A. hypogaea é estimado em 2,8 Gb e composto em sua maioria por sequências repetitivas. Com o objetivo de compreender alterações no genoma que se seguiram após a poliploidização dos cromossomos de A. hypogaea, um híbrido alotetraploide sintético (A. ipaënsis x A. duranensis)4x, e as espécies genitoras diploides foram citogeneticamente comparados. Os cariótipos dos alotetraploides partilham muitas semelhanças derivadas de seus genitores diploides: o número e a morfologia geral dos cromossomos; a intensidade e posição de bandas heterocromáticas DAPI+ em regiões centroméricas; número de sítios de DNAr 5S; e a distribuição geral de DNA repetitivo. No entanto, um dos sítios de DNAr 5S no alotetraploide sintético mudou de posição em relação aos seus genitores. Embora para A. hypogaea, os sítios de DNAr 45S foram equivalentes à soma do encontrado nas espécies diploides, no alotetraploide sintético dois sítios foram perdidos. De maneira geral, após GISH, os cromossomos de ambos os alotetraploides mostraram hibridização preferencial com seus genomas diploides correspondentes. No entanto, pelo menos um par de cromossomos do alotetraploide sintético apresentou padrões de hibridização em mosaico, como indicativos de recombinação entre os subgenomas. Este estudo fornece provas claras de que o genoma do alotetraploide sintético é mais instável do que o genoma de A. hypogaea. Fato considerado inesperado, já que derivam das mesmas espécies genitoras. Por alguma razão, a estrutura dos cromossomos de A. hypogaea é inerentemente mais estável, ou tem sido, pelo menos parcialmente estabilizado através de alterações genéticas e seleção.Peanut (Arachis hypogaea L.) is a recent allotetraploid with two subgenomes derived from hybridization between the diploid wild species, A. duranensis (A genome) and A. ipaënsis (B genome), followed by spontaneous chromosomal duplication (3,500 to 9,400 years ago). The genome of A. hypogaea has a high repetitive content and estimated size of 2.8 Gb. With the aim of understanding genome changes that followed polyploidy, the chromosomes of A. hypogaea, an induced allotetraploid hybrid (A. ipaënsis x A. duranensis)4x, and the diploid progenitor species were cytogenetically compared. The karyotypes of the allotetraploids share many similarities derived from the progenitor diploids: the number and general morphology of chromosomes; the intensity and position of DAPI+ heterochromatic bands in centromeric regions; 5S rDNA loci number; and overall distribution of repetitive DNA. However, one of the 5S rDNA loci in the induced allotetraploid had changed position relative to its progenitors. Whilst for A. hypogaea, the 45S rDNA loci were equivalent to the sum of those present in the diploid species, in the induced allotetraploid, two loci have been lost. Generally, the chromosomes of both tetraploids showed preferential hybridization to their corresponding diploid genomes. However, at least one pair of chromosomes of the induced allotetraploid had mosaic hybridization patterns, indicative of recombination between subgenomes. This study provides clear evidence that the genome of the induced allotetraploid is more unstable than the genome of A. hypogaea. This could be considered unexpected because they derive from the same progenitor species. For some reason the chromosome structure of A. hypogaea is inherently more stable, or, it has been at least partially stabilized through genetic changes and selection. Key words: peanut; genome content; heterochromatic banding; rDNA; LTR-retrotransposons, GISH; FISH; chromosomes