Estudos cromossômicos e reprodutivos em espécies de Mesosetum Steud. (Poaceae: Paspaleae)

Tese (doutorado) — Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Botânica, Programa de Pós-Graduação em Botânica, 2016.Em Poaceae, a subfamília Panicoideae possui cerca de 3500 espécies e é a mais diversa nas regiões tropicais. Os números cromossômicos básicos x = 5, x = 9 e x = 10 e genomas pequenos (2C/2n = 0,1 pg) predominam entre as espécies de Panicoideae. Os diploides têm meiose estável e alta viabilidade polínica, enquanto os poliploides apresentam viabilididade polínica variável e diretamente relacionada ao índice meiótico. Mesosetum Steud. possui 25 espécies e é o único gênero neotropical de Panicoideae com registro do número cromossômico 2n = 8 (x = 4), cuja origem a partir de x = 10, também encontrado no gênero, ainda não foi elucidada. O objetivo da presente tese de doutorado foi obter dados sobre número e morfologia cromossômica, tamanho do genoma e fertilidade do pólen e relacioná-los à árvore filogenética molecular de Mesosetum. Os dados sobre número cromossômico e tamanho do genoma foram obtidos em 20 acessos e 13 espécies de Paspaleae, sendo uma espécie de Arthropogon Nees, 10 espécies de Mesosetum, uma espécie de Spheneria Kuhlm. e uma espécie de Tatianyx Zuloaga & Soderstr. O número cromossômico 2n = 26 (x = 13) observado em M. exaratum (Trin.) Chase é aqui registrado pela primeira vez na subfamília Panicoideae. Em Mesosetum, é possível reconhecer pelo menos três linhagens relacionadas a distintos números cromossômicos. O clado com número cromossômico básico x = 10 é provavelmente o mais basal em Mesosetum e, a partir do qual, se derivaram o clado com x = 4 e a linhagem monoespecífica com x = 13. O clado com x = 4 provavelmente se derivou por fusão ou rearranjos cromossômicos. Os cromossomos das espécies com 2n = 8, 2n = 16 e 2n = 24 mostraram sinais de DNAr 5S e 45S que confirmaram a ocorrência de poliploidia no clado x = 4. Os dados de citometria de fluxo sugerem que o clado com x = 10 manteve genoma pequeno (2C/2n = 0,04 a 0,1 pg) com cromossomos menores (1,8-4,0 μm). No clado com x = 4 e na linhagem monoespecífica com x = 13 provavelmente ocorreu uma expansão do tamanho do genoma após os eventos de disploidia descendente. Foi verificada uma redução do genoma dos poliploides naturais, sugerindo que já houve algum grau de diploidização após o evento de poliploidização. Esta diploidização também suporta a estabilidade meiótica e alta fertilidade do pólen observadas na maioria dos poliploides de Mesosetum.In Poaceae, the subfamily Panicoideae contains approximately 3500 species and is the most diverse grass subfamily of tropical regions. The basic chromosome numbers of x = 5, x = 9, x = 10, and small genomes (2C/2n = 0.1 pg) are predominant among Panicoideae species. Diploids have stable meiosis and high pollen viability, while polyploids have variable pollen viability, which is directly related to the meiotic index. Mesosetum Steud. is composed of 25 species and is the only neotropical genus of Panicoideae with a registered chromosome number of 2n = 8 (x = 4). The origin of x = 4 basic chromosome number from x = 10, which also found within the genus, is still unknown. The aim of the present doctoral thesis was to obtain data about chromosome number and morphology, genome size, pollen fertility, and to relate to the molecular phylogenetic tree of Mesosetum. The data concerning chromosome number and genome size were obtained from 20 accessions and 13 species, including one species of Arthropogon Nees, 10 species of Mesosetum, one species of Spheneria Kuhlm., and one species of Tatianyx Zuloaga & Soderstr. The chromosome number of 2n = 26 (x = 13), found in M. exaratum (Trin.) Chase, is registered here for the first time for the subfamily Panicoideae. In Mesosetum, at least three lineages can be possible related through distinct basic chromosome numbers. The clade with the basic chromosome number of x = 10 is probably the most basal in Mesosetum, from which x = 4 clade and x = 13 monospecific lineage were derived. The x = 4 clade was probably derived via fusion or chromosomal rearrangements. The chromosomes of the species with 2n = 8, 16, and 24 showed signals of 5S and 45S rDNA that confirmed the occurrence of polyploidy in the x = 4 clade. The flow cytometry data suggest that a small genome size (2C/2n = 0.04 a 0.1 pg) and the smallest chromosomes of the genus (1.8-4.0 μm) were conserved in the x = 10 clade. In the x = 4 clade and x = 13 lineage, a genome size expansion probably occurred after events of descending disploidy. A decrease in the genome size was verified in natural polyploids, suggesting that some level of diploidization occurred after the polyploidization event. This diploidization also supports the meiotic stability and high pollen fertility observed in the majority of Mesosetum polyploids