Loricariidae is a diverse group of fish from the neotropical region, occupying a wide variety of freshwater environments. Cytogenetic data have brought important insights into Loricariidae diversity because they help validate undescribed species as well as our understanding of inter- and intraspecific diversity. However, conventional cytogenetic approaches are limited in their ability to detect variability in some lineages, as seen in the Peckoltia clade, owing to their apparent conserved karyotype. Thus, the aim of this work was to map 5S and 18S ribosomal (rDNA) sites in five species of Peckoltia and one species of Ancistomus from the Amazon basin, and discusses the mechanisms of organization and diversification of these clusters. The species analyzed were found to have 2n = 52 and share KF = 38 m-sm +14st-a chromosomes, except Peckoltia vittata with KF = 34 m-sm +18st-a. Extensive variations in the number and location of 5S and 18S rDNA sites were observed among species. These data indicate that inversions are not the most important events in karyotype evolution in this group, and should prove useful in identifying the species studied here. In addition to inversions, transpositions are important evolutionary events that are involved at least in rDNA clusters spreading in Peckoltia and probably in other species of Hypostominae.
Peckoltia is widely distributed genus in the Amazon and Orinoco basins and the Guiana Shield, containing 18 valid species, and distinct morphotypes still needing description in the scientific literature due to its great taxonomic complexity. This study performed a comparative chromosomal analysis of two undescribed Peckoltia species (Peckoltia sp. 3 Jarumã and Peckoltia sp. 4 Caripetuba) from the Brazilian Amazon using conventional chromosome bands methods and in situ localization of the repetitive DNA (5S and 18S rRNA and U1 snRNA genes and telomeric sequences). Both species presented 2n = 52 but differed in their karyotype formula, probably due to inversions or translocations. The nucleolus organizer regions (NORs) showed distal location on a probably homeologous submetacentric pair in both species, besides an extra signal in a subtelocentric chromosome in Peckoltia sp. 4 Caripetuba. Heterochromatin occurred in large blocks, with different distributions in the species. The mapping of the 18S and 5S rDNA, and U1 snDNA showed differences in locations and number of sites. No interstitial telomeric sites were detected using the (TTAGGG)n probes. Despite 2n conservationism in Peckoltia species, the results showed variation in karyotype formulas, chromosomal bands, and locations of repetitive sites, demonstrating great chromosomal diversity. A proposal for Peckoltia karyotype evolution was inferred in this study based on the diversity of location and number of chromosomal markers analyzed. A comparative analysis with other Peckoltia karyotypes described in the literature, their biogeography patterns, and molecular phylogeny led to the hypothesis that the derived karyotype was raised in the left bank of the Amazon River.
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O gênero Peckoltia (Hypostominae) possui 20 espécies descritas, com dados citogenéticos disponíveis para apenas três. Estudos de elementos transponíveis (TE) vêm auxiliando na compreensão da evolução genômica de alguns grupos de peixes. Análises comparativas do mapeamentoto físico por hibridização in situ fluorescente (FISH) do TE Rex 1 foram realizadas em quatro espécies do gênero Peckoltia: P. oligospila, P. multispinis, P. sabaji e P. vittata coletadas na região Amazônica. As quatro espécies apresentam cariótipos constituídos por 52 cromossomos com a formulas cariotípicas (FC) de 38m/sm+14st para P. oligospila e P. sabaji, de 28m/sm+24st para P. multispinis e 36m/sm+16st/a para P. vittata. A localização dos sítios de rDNA 5S é divergente entre as quatro espécies. A maioria dos sítios de rDNA têm uma localização terminal, com exceção de um sítio de rDNA 5S que está localizado na região proximal em P. vittata. Os resultados mostram uma distribuição dispersa de Rex 1 ao longo dos genomas, tanto em regiões heterocromáticas quanto eucromáticas. Sugerimos que, a distribuição de Rex 1 em regiões heterocromáticas pode estar relacionada a um processo de regulação desses elementos, visando evitar uma propagação excessiva no genoma, uma vez que a presença da heterocromatina pode regular a expressão e a dispersão destes sem alterar a sequência nucleotídica. No entanto, a posição deste TE em regiões eucromáticas parece ter uma importância na evolução genômica das espécies de Peckoltia. Estes elementos, por se inserirem em regiões eucromáticas, podem gerar mutações, afetar níveis de expressão genética e padrões de recombinação de DNA, além de interferir na organização da arquitetura genômica. A ocorrência de sítios de rDNA 5S sintênicos aos sítios de Rex 1 nas espécies analisadas, já foram evidenciadas em outras espécies. Assim, loci ribossômicos são nichos importantes para a manutenção de elementos móveis que, por sua vez, podem atuar como mecanismos de transposição do rDNA no genoma. Essas informações podem explicar as diferenças estruturais nos cariótipos das espécies P. oligospila, P. multispinis, P. sabaji e P. vittata refletidas pelas FCs.
Loricariidae é uma das mais especiosas famílias dentro da ordem Siluriformes, possuindo cerca de 800 espécies válidas. O gênero Peckoltia (Loricariidae, Hypostominae), atualmente contém 19 espécies válidas, apresentando status taxonômico confuso. O objetivo deste trabalho foi analisar comparativamente os cariótipos das espécies Peckoltia cf. braueri e Peckoltia sp., coletadas no município Abaetetuba – PA por métodos clássicos (coloração convencional e bandeamento C) e Hibridização in situ Fluorescente com sondas de rDNA 18S, 5S e telomérica. As espécies compartilham o 2n=52 cromossomos, mas diferem nas fórmulas cariotípicas. P. cf. braueri apresentou 20m + 24sm + 8st/a, enquanto P. sp. apresentou 26m + 14sm + 12st/a. O bandeamento C revelou grandes blocos heterocromáticos distribuídos em cromossomos submetacêntricos nas duas espécies. Diferenças da quantidade e distribuição de heterocromatina foram observadas nos cromossomos 24 de P. cf. braueri e 21 de P. sp., sugerindo a ocorrência de rearranjos cromossômicos dos tipos inversão paracêntrica e translocação. As hibridizações com sondas de rDNA 18S e 5S revelaram diferenças na localização e número de sítios entre os cariótipos analisados. Peckoltia cf. braueri apresentou sítios múltiplos de rDNA 5S em posição distal do par 11q e homólogo do par 24q, o rDNA 18S apresentou marcações simples em região distal do par 11q. Peckoltia sp. apresentou sítios simples de rDNA 5S em posição intersticial do par 1p, enquanto o rDNA 18S apresentou sítios múltiplos em região distal do par 11q e homólogo do par 21q. Essas diferenças na distribuição dos genes de rDNA possivelmente está relacionada a dinâmica evolutiva dessas sequências, provavelmente associadas a elementos transponíveis. A hibridização das sondas teloméricas revelaram sítios distais nos cromossomos, nas duas espécies, não sendo evidenciadas sequências intersticiais. Sugerimos que a distribuição de heterocromatina representa um bom marcador para análises evolutivas nas espécies de Peckoltia, podendo ser útil na identificação de rearranjos cromossômicos e de suas consequências na diferenciação cariotípica entre espécies relacionadas. Além disso, o mapeamento de rDNA representa uma ferramenta poderosa para estudo da evolução cromossômica em peixes do gênero Peckoltia.
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