Codominant inheritance of polymorphic color variants of Gracilaria domingensis (Gracilariales, Rhodophyta)

Abstract

Agar is the most valuable phycocoloid in the world market. Currently, about half of its production is obtained from the red alga Gracilaria (Gracilariales, Rhodophyta). Consequently, this genus has been the subject of many studies worldwide. A common green color variant of G. domingensis (Kützing) Sonder ex Dickie was found in a natural population on the northeastern coast of Brazil. Crosses were performed to determine the mode of color inheritance. The results can be interpreted as the expression of a pair of codominant alleles, where the green and red phenotypes are homozygous, and the heterozygotes present a brownish color. Heterozygous tetrasporophytes, at least until they are 4-5 cm long, exhibit a parental influence on the female gametophyte, since the reddish-brown or greenish-brown color is dependent on the female parent color (red or green). Mixed reproductive phases, as well as specimens with patches of different colors bearing spermatangia or cystocarps, were observed in laboratory cultures. Gametophytes that resulted from in situ germination of meiospores were also observed, and could be easily detected when red or green gametophytes were grown on brown tetrasporophytes.<br>Dentre os colóides extraídos de algas, o ágar é o mais valioso no mercado mundial, sendo que aproximadamente metade da produção é obtida a partir de algas vermelhas do gênero Gracilaria (Gracilariales, Rhodophyta). Conseqüentemente, o gênero vem sendo alvo de muitos estudos em todo o mundo. Um variante de cor verde de G. domingensis (Kützing) Sonder ex Dickie foi encontrado numa população natural do nordeste da costa do Brasil. Realizaram-se cruzamentos para determinar o modo de herança da cor. Os resultados foram interpretados como a expressão de um par de alelos codominantes, onde os fenótipos de cor verde e vermelha são homozigotos e o heterozigoto apresenta a cor marrom. Tetrasporófitos heterozigotos de até 4-5 cm de comprimento apresentam uma influência do gametófito feminino que lhes deu origem, já que a coloração marrom-avermelhada ou marrom-esverdeada é dependente da cor do gametófito feminino (vermelho ou verde). A ocorrência de diferentes estruturas reprodutoras em um mesmo talo, bem como espécimens com manchas de diferentes cores apresentando cistocarpos ou espermatângios, foi observada em culturas de laboratório. Foi possível constatar a germinação de tetrásporos e conseqüente desenvolvimento de gametófitos in situ, facilmente detectados pela coloração verde ou vermelha sobre tetrasporófitos de coloração marrom

Presencia de variante verde de Mazzaella laminarioides (Gigartinales, Rhodophyta)en la Región de Magallanes, Chile

“…Este hecho podría sugerir que los ejemplares verdes tienen las mismas capacidades fisiológicas, por lo menos en las condiciones de laboratorio utilizadas. Por otro lado, es sabido que las variantes verdes de diferentes especies son deficientes en ficoeritrina (Doty et al 1987, Paula et al 1999, Plastino et al 1999, Costa & Plastino 2011, producto de una sobreexpresión de la ficocianina y aloficocianina, enmascarando la coloración roja característica en Rhodophyta (Aguirre-von-Wobeser et al 2001). Diferencias en concentración de pigmentos puede influenciar la eficiencia fotosintética y consecuentemente comprometer el crecimiento y desarrollo.…”

“…A nivel mundial, variantes pigmentarias han sido reportadas en varias especies de macroalgas rojas, incluyendo Ahnfeltia plicata (Hudson) E.M. Fries (Maggs & Pueschel 1989), Gracilaria tikvahiae McLachlan (Ramus & van der Meer 1983), G. conferta (Schousboe ex Montagne) J. et G. Feldmann (Levy & Friedlander 1990), G. domingensis (Kützing) Sonder ex Dickie (Plastino et al 1999), G. birdiae Plastino & Oliveira (Plastino et al 2004), G. cornea J. Agardh (Ferreira et al 2006), Hypnea musciformis (Wulfen) J.V. Lamouroux (Yokoya et al 2003), Palmaria palmata (Linnaeus) Weber & Mohr (Pueschel & van der Meer 1984), Kappaphycus alvarezii (Doty) Doty (Doty et al 1987, Paula et al 1999, Aguirre-vonWobeser et al 2001, entre otras.…”

“…Lamouroux (Yokoya et al 2003), Palmaria palmata (Linnaeus) Weber & Mohr (Pueschel & van der Meer 1984), Kappaphycus alvarezii (Doty) Doty (Doty et al 1987, Paula et al 1999, Aguirre-vonWobeser et al 2001, entre otras. Algunas de estas variantes de color han sido encontradas en la naturaleza (Van der Meer & Bird 1977, Levy & Friedlander 1990, González et al 1995, Plastino et al 1999, Ursi & Plastino 2001, otras han surgido espontáneamente en cultivo (Van der Meer & Bird 1977, Patwary & van der Meer 1982, Paula et al 1999, mientras que algunas han sido inducidas a través del uso de compuestos químicos mutagénicos (Van der Meer 1979, 1990). …”

Effects of temperature, salinity and irradiance on carposporeling development of Hidropuntia caudata (Gracilariales, Rhodophyta)

“…This could explain the genetic mosaics that Kain & Destombe (1995) called chimeras, where the fusion of the discs can create complex genetic systems with distinct genotypes in a single thallus. Plastino et al (1999) and Polifrone et al (2006) verified the formation of a sexual mosaic caused by the germination of tetraspores in situ and the development of gametophytes in the same thallus of the tetrasporophytes. Another factor that could explain the presence of the so-called chimeras is the germination of the carpospores inside of the cystocarp, giving rise to a system where the female gametophyte (haploid) acts as a support for the tetrasporophyte (diploid) (Figure 1).…”

Phycobilisome composition in Chondrus crispus (Gigartinales, Rhodophyta) from a wild type strain and its vegetatively derived green mutant

“…In Porphyra, segregation of the green mutation was a key feature in identifying the position of meiosis (Ma and Miura 1984). Colour mutants have also provided important model systems for studying mechanisms of inheritance in red algae in a variety of genera including Chondrus (e.g., van der Meer 1981) and Gracilaria (Plastino et al 1999, 2004, Costa and Plastino 2011. Some of these mutants may be artificially produced by various chemical (e.g., Yan et al 2000) or radiation treatments (e.g., Niwa et al 2009), or spontaneously occur in culture (e.g., Chondrus) (van der Meer 1981, Staples et al 1995 such as the Chondrus used in this study.…”