Cytogenetic abnormalities in patients with hematological malignancies in Lahore city, Pakistan

Abstract Hematological and hematopoietic cells malignancies of the genes and hematopoietic cells are associated with the genetic mutation, often at the chromosomal level. The standard cytogenetic study is widely accepted as one of the main diagnostics and prognostic determinants in patients. Therefore, the current descriptive and cross-sectional study sought to determine the cytogenetic analysis of frequent hematological malignancies in Pakistan. A total of 202 peripheral bone marrow or blood samples from patients with benign and malignant hematological malignancy were taken using a conventional G-banding technique. Among enrolled patients, the mean age was 21.5 years ± 23.4, and gender-wise distribution showed a marked predominance of the male 147 (73%) population compared to the female 55 (27%). Patients in the age group (2-10 years) had the highest frequency, 48 (24%), of hematological neoplasms, followed by age (11-20 years) with 40 (20%). Normal karyotypes (46, XX/46, XY) was found in 51% (n=103) patients. Furthermore, the frequency of complex karyotype was 30 (15%), while normal was seen in 171 (85%) patients. Pre-B Acute Lymphoblastic Leukemia (Pre-B ALL) was the most prevalent malignancy of 66 (33%), followed by Chronic Myelogenous Leukemia (CML) of 41 (20%) and Acute Lymphocytic Leukemia of 29 (14%). Translocation was the most prevalent 50 (25%), followed by hypotriploidy 14 (7%) and monosomy 8 (4%) on chromosome aberration analysis. In addition, t(9:22) translocation was found to be 20 (10%) in CML, with the majority in the age group (31-40 years). This study recommends that karyotyping should be tested frequently in hematological conditions because it may provide insight into the relative chromosomal changes associated with particular malignancies.

Resumo As neoplasias hematológicas e de células hematopoiéticas dos genes e as células hematopoiéticas estão associadas à mutação genética, geralmente em nível cromossômico. O estudo citogenético padrão é amplamente aceito como um dos principais determinantes diagnósticos e prognósticos em pacientes. Portanto, o presente estudo descritivo e transversal buscou determinar a análise citogenética de neoplasias hematológicas frequentes no Paquistão. Um total de 202 amostras de medula óssea periférica ou sangue de pacientes com malignidade hematológica benigna e maligna foi coletado usando uma técnica convencional de banda G. Entre os pacientes inscritos, a média de idade foi de 21,5 anos ± 23,4, e a distribuição por gênero mostrou uma marcada predominância da população masculina de 147 (73%) em comparação com a feminina de 55 (27%). Pacientes na faixa etária (2-10 anos) tiveram a maior frequência, 48 (24%), de neoplasias hematológicas, seguida da idade (11-20 anos) com 40 (20%). Cariótipos normais (46, XX / 46, XY) foram encontrados em 51% (n = 103) dos pacientes. Além disso, a frequência de cariótipo complexo foi de 30 (15%), enquanto normal foi observada em 171 (85%) pacientes. Leucemia linfoblástica aguda pré-B (LLA Pré-B) foi a doença maligna mais prevalente de 66 (33%), seguida por leucemia mieloide crônica (LMC) de 41 (20%) e leucemia linfocítica aguda de 29 (14%). A translocação foi o 50 mais prevalente (25%), seguido por hipotriploidia 14 (7%) e monossomia 8 (4%) na análise de aberração cromossômica. Além disso, a translocação t (9:22) encontrada foi de 20 (10%) na LMC, com a maioria na faixa etária (31-40 anos). Este estudo recomenda que o cariótipo deve ser testado com frequência em condições hematológicas porque pode fornecer informações sobre as alterações cromossômicas relativas associadas a doenças malignas específicas.

Cytogenetic abnormalities in patients with hematological malignancies in Lahore city, Pakistan / Anormalidades citogenéticas em pacientes com neoplasias hematológicas na cidade de Lahore, Paquistão

Abstract Hematological and hematopoietic cells malignancies of the genes and hematopoietic cells are associated with the genetic mutation, often at the chromosomal level. The standard cytogenetic study is widely accepted as one of the main diagnostics and prognostic determinants in patients. Therefore, the current descriptive and cross-sectional study sought to determine the cytogenetic analysis of frequent hematological malignancies in Pakistan. A total of 202 peripheral bone marrow or blood samples from patients with benign and malignant hematological malignancy were taken using a conventional G-banding technique. Among enrolled patients, the mean age was 21.5 years ± 23.4, and gender-wise distribution showed a marked predominance of the male 147 (73%) population compared to the female 55 (27%). Patients in the age group (2-10 years) had the highest frequency, 48 (24%), of hematological neoplasms, followed by age (11-20 years) with 40 (20%). Normal karyotypes (46, XX/46, XY) was found in 51% (n=103) patients. Furthermore, the frequency of complex karyotype was 30 (15%), while normal was seen in 171 (85%) patients. Pre-B Acute Lymphoblastic Leukemia (Pre-B ALL) was the most prevalent malignancy of 66 (33%), followed by Chronic Myelogenous Leukemia (CML) of 41 (20%) and Acute Lymphocytic Leukemia of 29 (14%). Translocation was the most prevalent 50 (25%), followed by hypotriploidy 14 (7%) and monosomy 8 (4%) on chromosome aberration analysis. In addition, t(9:22) translocation was found to be 20 (10%) in CML, with the majority in the age group (31-40 years). This study recommends that karyotyping should be tested frequently in hematological conditions because it may provide insight into the relative chromosomal changes associated with particular malignancies.

Resumo As neoplasias hematológicas e de células hematopoiéticas dos genes e as células hematopoiéticas estão associadas à mutação genética, geralmente em nível cromossômico. O estudo citogenético padrão é amplamente aceito como um dos principais determinantes diagnósticos e prognósticos em pacientes. Portanto, o presente estudo descritivo e transversal buscou determinar a análise citogenética de neoplasias hematológicas frequentes no Paquistão. Um total de 202 amostras de medula óssea periférica ou sangue de pacientes com malignidade hematológica benigna e maligna foi coletado usando uma técnica convencional de banda G. Entre os pacientes inscritos, a média de idade foi de 21,5 anos ± 23,4, e a distribuição por gênero mostrou uma marcada predominância da população masculina de 147 (73%) em comparação com a feminina de 55 (27%). Pacientes na faixa etária (2-10 anos) tiveram a maior frequência, 48 (24%), de neoplasias hematológicas, seguida da idade (11-20 anos) com 40 (20%). Cariótipos normais (46, XX / 46, XY) foram encontrados em 51% (n = 103) dos pacientes. Além disso, a frequência de cariótipo complexo foi de 30 (15%), enquanto normal foi observada em 171 (85%) pacientes. Leucemia linfoblástica aguda pré-B (LLA Pré-B) foi a doença maligna mais prevalente de 66 (33%), seguida por leucemia mieloide crônica (LMC) de 41 (20%) e leucemia linfocítica aguda de 29 (14%). A translocação foi o 50 mais prevalente (25%), seguido por hipotriploidia 14 (7%) e monossomia 8 (4%) na análise de aberração cromossômica. Além disso, a translocação t (9:22) encontrada foi de 20 (10%) na LMC, com a maioria na faixa etária (31-40 anos). Este estudo recomenda que o cariótipo deve ser testado com frequência em condições hematológicas porque pode fornecer informações sobre as alterações cromossômicas relativas associadas a doenças malignas específicas.

Cytogenetic abnormalities in patients with hematological malignancies in Lahore city, Pakistan / Anormalidades citogenéticas em pacientes com neoplasias hematológicas na cidade de Lahore, Paquistão

Hematological and hematopoietic cells malignancies of the genes and hematopoietic cells are associated with the genetic mutation, often at the chromosomal level. The standard cytogenetic study is widely accepted as one of the main diagnostics and prognostic determinants in patients. Therefore, the current descriptive and cross sectional study sought to determine the cytogenetic analysis of frequent hematological malignancies in Pakistan. A total of 202 peripheral bone marrow or blood samples from patients with benign and malignant hematological malignancy were taken using a conventional G-banding technique. Among enrolled patients, the mean age was 21.5 years ± 23.4, and gender-wise distribution showed a marked predominance of the male 147 (73%) population compared to the female 55 (27%). Patients in the age group (2-10 years) had the highest frequency, 48 (24%), of hematological neoplasms, followed by age (11-20 years) with 40 (20%). Normal karyotypes (46, XX/46, XY) was found in 51% (n=103) patients. Furthermore, the frequency of complex karyotype was 30 (15%), while normal was seen in 171 (85%) patients. Pre-B Acute Lymphoblastic Leukemia (Pre-B ALL) was the most prevalent malignancy of 66 (33%), followed by Chronic Myelogenous Leukemia (CML) of 41 (20%) and Acute Lymphocytic Leukemia of 29 (14%). Translocation was the most prevalent 50 (25%), followed by hypotriploidy 14 (7%) and monosomy 8 (4%) on chromosome aberration analysis. In addition, t(9:22) translocation was found to be 20 (10%) in CML, with the majority in the age group (31-40 years). This study recommends that karyotyping should be tested frequently in hematological conditions because it may provide insight into the relative chromosomal changes associated with particular malignancies.

As neoplasias hematológicas e de células hematopoiéticas dos genes e as células hematopoiéticas estão associadas à mutação genética, geralmente em nível cromossômico. O estudo citogenético padrão é amplamente aceito como um dos principais determinantes diagnósticos e prognósticos em pacientes. Portanto, o presente estudo descritivo e transversal buscou determinar a análise citogenética de neoplasias hematológicas frequentes no Paquistão. Um total de 202 amostras de medula óssea periférica ou sangue de pacientes com malignidade hematológica benigna e maligna foi coletado usando uma técnica convencional de banda G. Entre os pacientes inscritos, a média de idade foi de 21,5 anos ± 23,4, e a distribuição por gênero mostrou uma marcada predominância da população masculina de 147 (73%) em comparação com a feminina de 55 (27%). Pacientes na faixa etária (2-10 anos) tiveram a maior frequência, 48 (24%), de neoplasias hematológicas, seguida da idade (11-20 anos) com 40 (20%). Cariótipos normais (46, XX / 46, XY) foram encontrados em 51% (n = 103) dos pacientes. Além disso, a frequência de cariótipo complexo foi de 30 (15%), enquanto normal foi observada em 171 (85%) pacientes. Leucemia linfoblástica aguda pré-B (LLA Pré-B) foi a doença maligna mais prevalente de 66 (33%), seguida por leucemia mieloide crônica (LMC) de 41 (20%) e leucemia linfocítica aguda de 29 (14%). A translocação foi o 50 mais prevalente (25%), seguido por hipotriploidia 14 (7%) e monossomia 8 (4%) na análise de aberração cromossômica. Além disso, a translocação t (9:22) encontrada foi de 20 (10%) na LMC, com a maioria na faixa etária (31-40 anos). Este estudo recomenda que o cariótipo deve ser testado com frequência em condições hematológicas porque pode fornecer informações sobre as alterações cromossômicas relativas associadas a doenças malignas específicas.

Cytogenetic abnormalities in patients with hematological malignancies in Lahore city, Pakistan / Anormalidades citogenéticas em pacientes com neoplasias hematológicas na cidade de Lahore, Paquistão

Hematological and hematopoietic cells malignancies of the genes and hematopoietic cells are associated with the genetic mutation, often at the chromosomal level. The standard cytogenetic study is widely accepted as one of the main diagnostics and prognostic determinants in patients. Therefore, the current descriptive and cross sectional study sought to determine the cytogenetic analysis of frequent hematological malignancies in Pakistan. A total of 202 peripheral bone marrow or blood samples from patients with benign and malignant hematological malignancy were taken using a conventional G-banding technique. Among enrolled patients, the mean age was 21.5 years ± 23.4, and gender-wise distribution showed a marked predominance of the male 147 (73%) population compared to the female 55 (27%). Patients in the age group (2-10 years) had the highest frequency, 48 (24%), of hematological neoplasms, followed by age (11-20 years) with 40 (20%). Normal karyotypes (46, XX/46, XY) was found in 51% (n=103) patients. Furthermore, the frequency of complex karyotype was 30 (15%), while normal was seen in 171 (85%) patients. Pre-B Acute Lymphoblastic Leukemia (Pre-B ALL) was the most prevalent malignancy of 66 (33%), followed by Chronic Myelogenous Leukemia (CML) of 41 (20%) and Acute Lymphocytic Leukemia of 29 (14%). Translocation was the most prevalent 50 (25%), followed by hypotriploidy 14 (7%) and monosomy 8 (4%) on chromosome aberration analysis. In addition, t(9:22) translocation was found to be 20 (10%) in CML, with the majority in the age group (31-40 years). This study recommends that karyotyping should be tested frequently in hematological conditions because it may provide insight into the relative chromosomal changes associated with particular malignancies.(AU)

As neoplasias hematológicas e de células hematopoiéticas dos genes e as células hematopoiéticas estão associadas à mutação genética, geralmente em nível cromossômico. O estudo citogenético padrão é amplamente aceito como um dos principais determinantes diagnósticos e prognósticos em pacientes. Portanto, o presente estudo descritivo e transversal buscou determinar a análise citogenética de neoplasias hematológicas frequentes no Paquistão. Um total de 202 amostras de medula óssea periférica ou sangue de pacientes com malignidade hematológica benigna e maligna foi coletado usando uma técnica convencional de banda G. Entre os pacientes inscritos, a média de idade foi de 21,5 anos ± 23,4, e a distribuição por gênero mostrou uma marcada predominância da população masculina de 147 (73%) em comparação com a feminina de 55 (27%). Pacientes na faixa etária (2-10 anos) tiveram a maior frequência, 48 (24%), de neoplasias hematológicas, seguida da idade (11-20 anos) com 40 (20%). Cariótipos normais (46, XX / 46, XY) foram encontrados em 51% (n = 103) dos pacientes. Além disso, a frequência de cariótipo complexo foi de 30 (15%), enquanto normal foi observada em 171 (85%) pacientes. Leucemia linfoblástica aguda pré-B (LLA Pré-B) foi a doença maligna mais prevalente de 66 (33%), seguida por leucemia mieloide crônica (LMC) de 41 (20%) e leucemia linfocítica aguda de 29 (14%). A translocação foi o 50 mais prevalente (25%), seguido por hipotriploidia 14 (7%) e monossomia 8 (4%) na análise de aberração cromossômica. Além disso, a translocação t (9:22) encontrada foi de 20 (10%) na LMC, com a maioria na faixa etária (31-40 anos). Este estudo recomenda que o cariótipo deve ser testado com frequência em condições hematológicas porque pode fornecer informações sobre as alterações cromossômicas relativas associadas a doenças malignas específicas.(AU)

Occurrence of euchromatic B chromosomes in natural populations of Moenkhausia bonita and M. forestii (Pisces: Characidae)

Moenkhausia is a highly specious genus among the Characidae, composed of 96 valid species. Only twelve species have a known karyotype. Thus, here are presented the first cytogenetic data of two allopatric populations of Moenkhausia bonita and one of M. forestii, both belonging to the upper Paraná River basin (PR) with discussion on the evolutionary and cytotaxonomic aspects of the genus. The two species presented 2n = 50 chromosomes but different karyotype formulas and occurrence of 1-2 B chromosomes. These elements are small metacentrics in M. bonita and small acrocentrics in M. forestii. In both species, B chromosomes were euchromatic. Ag-NOR sites were found in pair 3 (metacentric), coinciding with fluorescent in situ hybridization (FISH) by the 18S rDNA probe in both species. However, the species differed in terms of the number and position of 5S rDNA sites. Heterochromatic blocks, mapped in M. bonita showed the least amount of heterochromatin in the terminal and pericentromeric regions, while the M. forestii karyotype revealed a greater amount of interstitial heterochromatic blocks. The karyotype distinctions between the two species, including the morphology of B chromosomes, may contribute as a reference in the taxonomic studies in this group.(AU)

Moenkhausia é um gênero altamente especioso dentre os Characidae, composto por 96 espécies válidas, mas apenas doze espécies têm seus cariótipos conhecidos. Portanto, são apresentados aqui os primeiros dados citogenéticos de duas populações alopátricas de Moenkhausia bonita e uma de M. forestii, ambas pertencentes à bacia do alto rio Paraná (PR), com uma ampla discussão sobre os aspectos evolutivos e citotaxonômicos do gênero. As duas espécies apresentaram 2n = 50 cromossomos, mas diferentes fórmulas cariotípicas e ocorrência de 1-2 cromossomos B. Esses elementos são pequenos metacêntricos em M. bonita e acrocêntricos pequenos em M. forestii. Em ambas as espécies, os cromossomos B apresentaram-se eucromáticos. Sítios Ag-NOR foram encontrados no par 3 (metacêntrico), coincidindo com a hibridização fluorescente in situ (FISH) pela sonda 18S rDNA em ambas as espécies. No entanto, as espécies diferiram em termos de número e posição dos sítios de 5S rDNA. Blocos heterocromáticos mapeados em M. bonita revelaram pequena quantidade de heterocromatina nas regiões terminal e pericentromérica, enquanto o cariótipo de M. forestii revelou uma maior quantidade de blocos heterocromáticos intersticiais. As distinções cariotípicas entre as duas espécies, incluindo a morfologia dos cromossomos B, podem contribuir como uma referência em estudos taxonômicos neste grupo.(AU)

Occurrence of euchromatic B chromosomes in natural populations of Moenkhausia bonita and M. forestii (Pisces: Characidae)

Moenkhausia is a highly specious genus among the Characidae, composed of 96 valid species. Only twelve species have a known karyotype. Thus, here are presented the first cytogenetic data of two allopatric populations of Moenkhausia bonita and one of M. forestii, both belonging to the upper Paraná River basin (PR) with discussion on the evolutionary and cytotaxonomic aspects of the genus. The two species presented 2n = 50 chromosomes but different karyotype formulas and occurrence of 1-2 B chromosomes. These elements are small metacentrics in M. bonita and small acrocentrics in M. forestii. In both species, B chromosomes were euchromatic. Ag-NOR sites were found in pair 3 (metacentric), coinciding with fluorescent in situ hybridization (FISH) by the 18S rDNA probe in both species. However, the species differed in terms of the number and position of 5S rDNA sites. Heterochromatic blocks, mapped in M. bonita showed the least amount of heterochromatin in the terminal and pericentromeric regions, while the M. forestii karyotype revealed a greater amount of interstitial heterochromatic blocks. The karyotype distinctions between the two species, including the morphology of B chromosomes, may contribute as a reference in the taxonomic studies in this group.(AU)

Moenkhausia é um gênero altamente especioso dentre os Characidae, composto por 96 espécies válidas, mas apenas doze espécies têm seus cariótipos conhecidos. Portanto, são apresentados aqui os primeiros dados citogenéticos de duas populações alopátricas de Moenkhausia bonita e uma de M. forestii, ambas pertencentes à bacia do alto rio Paraná (PR), com uma ampla discussão sobre os aspectos evolutivos e citotaxonômicos do gênero. As duas espécies apresentaram 2n = 50 cromossomos, mas diferentes fórmulas cariotípicas e ocorrência de 1-2 cromossomos B. Esses elementos são pequenos metacêntricos em M. bonita e acrocêntricos pequenos em M. forestii. Em ambas as espécies, os cromossomos B apresentaram-se eucromáticos. Sítios Ag-NOR foram encontrados no par 3 (metacêntrico), coincidindo com a hibridização fluorescente in situ (FISH) pela sonda 18S rDNA em ambas as espécies. No entanto, as espécies diferiram em termos de número e posição dos sítios de 5S rDNA. Blocos heterocromáticos mapeados em M. bonita revelaram pequena quantidade de heterocromatina nas regiões terminal e pericentromérica, enquanto o cariótipo de M. forestii revelou uma maior quantidade de blocos heterocromáticos intersticiais. As distinções cariotípicas entre as duas espécies, incluindo a morfologia dos cromossomos B, podem contribuir como uma referência em estudos taxonômicos neste grupo.(AU)

Cytomolecular investigations using repetitive DNA probes contribute to the identification and characterization of Characidium sp. aff. C. vidali (Teleostei: Characiformes)

Characidium sp. aff. C. vidali is a species found in coastal streams in southeastern Brazil, which has karyotypic explanatory elements as the occurrence of microstructural variations, keeping the chromosomal macrostructure of the genus. The objective of this study was to apply cytomolecular tools in the chromosomes of Characidium sp. aff. C. vidali to identify characteristics in their karyotype contributing to cytogenetic definition of this species, adding information about the evolution of the chromosomal structure of the group. The species showed 2n = 50 chromosomes and from 1 to 4 additional B microchromosomes. FISH technique showed histone H3 and H4 genes in the short arm of pair 10, and microsatellites (CA)15, (CG)15, (GA)15 and (TTA)10 clustered in the subtelomeric portions of all A chromosomes, with total accumulation by supernumerary. The telomeric probe marked terminal regions of all chromosomes, in addition to the interstitial portion of four pairs, called ITS sites, with these markings being duplicated in two pairs, hence the double-ITS classification. C-banding revealed that supernumerary chromosomes are completely heterochromatic, that ITS sites are C-banding positive, but double-ITS sites are C-banding negative. So, throughout the evolution to Characidium, genomic events are occurring and restructuring chromosomes in populations.(AU)

Characidium sp. aff. C. vidali é uma espécie encontrada em riachos costeiros do sudeste do Brasil, que apresenta elementos cariotípicos elucidativos quanto à ocorrência de variações microestruturais, conservando a macroestrutura cromossômica do gênero. O objetivo deste estudo foi aplicar ferramentas citomoleculares para identificar características no cariótipo de Characidium sp. aff. C. vidali, que contribuam para a definição citogenética desta espécie, agregando informações quanto à evolução da estruturação cromossômica do grupo. A espécie apresentou 2n = 50 cromossomos, além de 1 a 4 microcromossomos B por célula. A FISH mostrou os genes de histona H3 e H4 sintênicos no braço curto do par 10, e os microssatélites (CA)15, (CG)15, (GA)15 e (TTA)10 clusterizados nas porções subteloméricas de todos os cromossomos do complemento A, com grande acúmulo nos supranumerários. A sonda telomérica identificou marcações terminais em todos os cromossomos, além de quatro pares marcados intersticialmente, chamados de sítios ITS, e dois pares com duas marcações intersticiais, chamados de double-ITS. O bandamento C revelou que os cromossomos supranumerários são completamente heterocromáticos, que os sítios ITS são banda C positivos, mas os sítios double-ITS são banda C negativos. Então, ao longo da evolução de Characidium, eventos genômicos estão ocorrendo e reestruturando cromossomos nas populações.(AU)

Cytomolecular investigations using repetitive DNA probes contribute to the identification and characterization of Characidium sp. aff. C. vidali (Teleostei: Characiformes)

Characidium sp. aff. C. vidali is a species found in coastal streams in southeastern Brazil, which has karyotypic explanatory elements as the occurrence of microstructural variations, keeping the chromosomal macrostructure of the genus. The objective of this study was to apply cytomolecular tools in the chromosomes of Characidium sp. aff. C. vidali to identify characteristics in their karyotype contributing to cytogenetic definition of this species, adding information about the evolution of the chromosomal structure of the group. The species showed 2n = 50 chromosomes and from 1 to 4 additional B microchromosomes. FISH technique showed histone H3 and H4 genes in the short arm of pair 10, and microsatellites (CA)15, (CG)15, (GA)15 and (TTA)10 clustered in the subtelomeric portions of all A chromosomes, with total accumulation by supernumerary. The telomeric probe marked terminal regions of all chromosomes, in addition to the interstitial portion of four pairs, called ITS sites, with these markings being duplicated in two pairs, hence the double-ITS classification. C-banding revealed that supernumerary chromosomes are completely heterochromatic, that ITS sites are C-banding positive, but double-ITS sites are C-banding negative. So, throughout the evolution to Characidium, genomic events are occurring and restructuring chromosomes in populations.(AU)

Characidium sp. aff. C. vidali é uma espécie encontrada em riachos costeiros do sudeste do Brasil, que apresenta elementos cariotípicos elucidativos quanto à ocorrência de variações microestruturais, conservando a macroestrutura cromossômica do gênero. O objetivo deste estudo foi aplicar ferramentas citomoleculares para identificar características no cariótipo de Characidium sp. aff. C. vidali, que contribuam para a definição citogenética desta espécie, agregando informações quanto à evolução da estruturação cromossômica do grupo. A espécie apresentou 2n = 50 cromossomos, além de 1 a 4 microcromossomos B por célula. A FISH mostrou os genes de histona H3 e H4 sintênicos no braço curto do par 10, e os microssatélites (CA)15, (CG)15, (GA)15 e (TTA)10 clusterizados nas porções subteloméricas de todos os cromossomos do complemento A, com grande acúmulo nos supranumerários. A sonda telomérica identificou marcações terminais em todos os cromossomos, além de quatro pares marcados intersticialmente, chamados de sítios ITS, e dois pares com duas marcações intersticiais, chamados de double-ITS. O bandamento C revelou que os cromossomos supranumerários são completamente heterocromáticos, que os sítios ITS são banda C positivos, mas os sítios double-ITS são banda C negativos. Então, ao longo da evolução de Characidium, eventos genômicos estão ocorrendo e reestruturando cromossomos nas populações.(AU)

Genetic variability in a population of Astyanax scabripinnis: recent bottleneck and the possible influence of individuals with B chromosomes

Access the genetic variability of endangered and isolated populations has become an important conservation tool. Astyanax scabripinnis is a well-known fish model for genetic studies, forming very isolated populations in headwaters. Besides that, this species frequently presents supernumerary chromosomes, which elevates the interest on genetic studies. Genetic diversity of an Astyanax scabripinnispopulation from the Atlantic Forest (Serra da Mantiqueira region, Brazil) was assessed with microsatellite markers for the first time. Since microsatellite markers are not described for this species, we tested markers described for a related species for transferability to A. scabripinnis. Six polymorphic loci were sufficiently reliable for population genetic analysis. We found that this population passed through a recent bottleneck because of the presence of an excess of heterozygotes, low allelic diversity, heterozygosity excess, and small effective population size. Individuals with and without B chromosomes were previously identified in this population and our study found private alleles in the individuals without B chromosomes. Furthermore, when individuals without B chromosomes were removed from the analysis, the population did not present heterozygosity excess, suggesting that the bottleneck event was driven by individuals with B chromosomes. Our results provide an insight into the value of microsatellite markers as molecular tools and is the first genetic study using molecular data of A. scabripinnis from this area.

Cytogenetic markers as tools in delimiting species of the highly diverse Neotropical fish Bryconamericus (Characiformes: Characidae)

Bryconamericus is a highly diverse group of characid fishes, being cytogenetic a valuable tool for the delimitation of species. Bryconamericus aff. iheringii (Upper Uruguay/Lower Paraná), B. coeruleus (Upper Paraná), B. cf. ecai e B. cf. eigenmanni (Upper Uruguay) were studied cytogenetically, and presented 2n=52 chromosomes, with interpopulational/interspecific variation of karyotype and fundamental number. Heterochromatin was evidenced in pericentromeric, telomeric and interstitial regions, and it was shown to be an important cytogenetic marker. Single nucleolar organizing regions (NORs) were found in B. cf. eigenmanni, B. cf. ecai and B. aff. iheringii (Lower Paraná), and multiple in B. aff. iheringii (Upper Uruguay) and B. coeruleus, with occurrence of two patterns for the first species, and three for the second. The 5S/18S rDNA-FISH confirmed the location of the NORs and showed single 5S rDNA cistrons only in B. aff. iheringii (Lower Paraná), evidencing the dispersion of both genes, often co-located, in the karyotype of the others species. The data of this work contribute for the delimitation of the species of the genus. Co-localization of ribosomal genes may represent a plesiomorphic condition for the group, and their dispersion suggest the occurrence of duplication, pseudogeneization and transposition events mediated by mobile genetic elements.(AU)

Bryconamericus é um grupo altamente diverso de caracídeos, sendo a citogenética uma valiosa ferramenta para a delimitação de espécies. Bryconamericus aff. iheringii (Alto Uruguai/Baixo Paraná), B. coeruleus (Alto Paraná), B. cf. ecai e B. cf. eigenmanni (Alto Uruguai) foram estudados citogeneticamente, e apresentaram 2n=52 cromossomos, com variação interpopulacional/interespecífica de cariótipo e número fundamental (NF). Heterocromatinas foram evidenciadas nas regiões pericentromérica, telomérica e intersticial, e mostrou-se um importante marcador citogenético. Regiões organizadores de nuclcéolos (RONs) simples foram encontradas em B. cf. eigenmanni, B. cf. ecai e B. aff. iheringii (Baixo Paraná), e múltiplas em B. aff. iheringii (Alto Uruguai) e em B. coeruleus, com a ocorrência de dois padrões de localização para a primeira espécie, e três para a segunda. A FISH-DNAr 5S/18S confirmou a localização das RONs e mostrou cístrons simples de DNAr 5S apenas em B. aff. iheringii (Baixo Paraná), evidenciando a dispersão de ambos os genes, muitas vezes co-localizados, no cariótipo das demais espécies. Os dados deste trabalho contribuem para a delimitação das espécies do gênero. A co-localização dos genes ribossomais pode representar uma condição plesiomórfica para o grupo, e sua dispersão sugere a ocorrência de eventos de duplicação, pseudogenização e transposição mediada por elementos genéticos móveis.(AU)

Cytogenetic markers as tools in delimiting species of the highly diverse Neotropical fish Bryconamericus (Characiformes: Characidae)

Bryconamericus is a highly diverse group of characid fishes, being cytogenetic a valuable tool for the delimitation of species. Bryconamericus aff. iheringii (Upper Uruguay/Lower Paraná), B. coeruleus (Upper Paraná), B. cf. ecai e B. cf. eigenmanni (Upper Uruguay) were studied cytogenetically, and presented 2n=52 chromosomes, with interpopulational/interspecific variation of karyotype and fundamental number. Heterochromatin was evidenced in pericentromeric, telomeric and interstitial regions, and it was shown to be an important cytogenetic marker. Single nucleolar organizing regions (NORs) were found in B. cf. eigenmanni, B. cf. ecai and B. aff. iheringii (Lower Paraná), and multiple in B. aff. iheringii (Upper Uruguay) and B. coeruleus, with occurrence of two patterns for the first species, and three for the second. The 5S/18S rDNA-FISH confirmed the location of the NORs and showed single 5S rDNA cistrons only in B. aff. iheringii (Lower Paraná), evidencing the dispersion of both genes, often co-located, in the karyotype of the others species. The data of this work contribute for the delimitation of the species of the genus. Co-localization of ribosomal genes may represent a plesiomorphic condition for the group, and their dispersion suggest the occurrence of duplication, pseudogeneization and transposition events mediated by mobile genetic elements.(AU)

Bryconamericus é um grupo altamente diverso de caracídeos, sendo a citogenética uma valiosa ferramenta para a delimitação de espécies. Bryconamericus aff. iheringii (Alto Uruguai/Baixo Paraná), B. coeruleus (Alto Paraná), B. cf. ecai e B. cf. eigenmanni (Alto Uruguai) foram estudados citogeneticamente, e apresentaram 2n=52 cromossomos, com variação interpopulacional/interespecífica de cariótipo e número fundamental (NF). Heterocromatinas foram evidenciadas nas regiões pericentromérica, telomérica e intersticial, e mostrou-se um importante marcador citogenético. Regiões organizadores de nuclcéolos (RONs) simples foram encontradas em B. cf. eigenmanni, B. cf. ecai e B. aff. iheringii (Baixo Paraná), e múltiplas em B. aff. iheringii (Alto Uruguai) e em B. coeruleus, com a ocorrência de dois padrões de localização para a primeira espécie, e três para a segunda. A FISH-DNAr 5S/18S confirmou a localização das RONs e mostrou cístrons simples de DNAr 5S apenas em B. aff. iheringii (Baixo Paraná), evidenciando a dispersão de ambos os genes, muitas vezes co-localizados, no cariótipo das demais espécies. Os dados deste trabalho contribuem para a delimitação das espécies do gênero. A co-localização dos genes ribossomais pode representar uma condição plesiomórfica para o grupo, e sua dispersão sugere a ocorrência de eventos de duplicação, pseudogenização e transposição mediada por elementos genéticos móveis.(AU)

Contributions to the systematic of Pimelodidae (Osteichthyes, Siluriformes): basic and molecular cytogenetics on seven species of Pimelodus from three Brazilian hydrographic systems

Pimelodidae harbors several species and is widely distributed throughout the Neotropical region. Pimelodus is the genus with the largest number of species, however it is a polyphyletic group. Cytogenetic analyzes of the valid species still covers less than half of them. Herein, seven Pimelodus species from three Brazilian hydrographic systems were analyzed through basic (Giemsa, AgNORs and C banding) and molecular (5S and 18S rDNA-FISH) cytogenetic methods. All species had 2n=56 chromosomes with different karyotype formulas observed among the species. AgNORs were corresponding to 18S rDNA and localized on long arm of one chromosome pair in all species. Heterochromatin distribution follows the pattern commonly verified in the family and allows to identify each one of the studied species. 5S rDNA marker was interspecifically variable in number and position of cistrons. Pimelodus ortmanni had B chromosomes varying intra and inter-individually. We performed a discussion on our own and available cytogenetic data for Pimelodidae, and the associating of them with available phylogeny enable us identifying features that distinguish subgroups within Pimelodidae, such as NORs location (terminal/long arm for species belonging to "Iheringichthys-Parapimelodus" and "Pimelodus maculatus" subclades) and location of 5S rDNA sites (pericentromeric/interstitial/ long arm for species belonging to Pimelodus group).(AU)

Pimelodidae abriga várias espécies e é amplamente distribuída ao longo da região Neotropical. Pimelodus é o gênero com o maior número de espécies, porém é um grupo polifilético. Análises citogenéticas foram realizadas em menos da metade das espécies válidas. Aqui, sete espécies de Pimelodus de três sistemas hidrográficos brasileiros foram estudadas através das técnicas citogenéticas básicas (Giemsa, AgRONs e banda C) e moleculares (FISH-DNAr 5S e 18S). Todas as espécies apresentaram 2n=56 cromossomos, sendo observadas variações na fórmula cariotípica entre algumas espécies. As AgRONs correspondentes ao DNAr 18S foram localizadas no braço longo de um par de cromossomos em todas as espécies. A heterocromatina segue o padrão comumente observado na família e permite identificar cada uma das espécies estudadas. O DNAr 5S apresentou variação interespecífica em número e na posição dos cístrons. Cromossomos B foram evidenciados em P. ortmanni com variação intra e interindividual. Nós discutimos os nossos resultados com os dados citogenéticos válidos para Pimelodidae, e a associação desses dados com a filogenia válida nos permitiu identificar características que distinguem subgrupos dentro de Pimelodidae, tais como a localização das RONs (terminal/braço longo para espécies pertencentes aos subclados "Iheringichthys-Parapimelodus" e "Pimelodus maculatus") e localização dos sítios de DNAr 5S (pericentromérico/intersticial no braço longo para espécies pertencentes ao grupo Pimelodus).(AU)

Contributions to the systematic of Pimelodidae (Osteichthyes, Siluriformes): basic and molecular cytogenetics on seven species of Pimelodus from three Brazilian hydrographic systems

Pimelodidae harbors several species and is widely distributed throughout the Neotropical region. Pimelodus is the genus with the largest number of species, however it is a polyphyletic group. Cytogenetic analyzes of the valid species still covers less than half of them. Herein, seven Pimelodus species from three Brazilian hydrographic systems were analyzed through basic (Giemsa, AgNORs and C banding) and molecular (5S and 18S rDNA-FISH) cytogenetic methods. All species had 2n=56 chromosomes with different karyotype formulas observed among the species. AgNORs were corresponding to 18S rDNA and localized on long arm of one chromosome pair in all species. Heterochromatin distribution follows the pattern commonly verified in the family and allows to identify each one of the studied species. 5S rDNA marker was interspecifically variable in number and position of cistrons. Pimelodus ortmanni had B chromosomes varying intra and inter-individually. We performed a discussion on our own and available cytogenetic data for Pimelodidae, and the associating of them with available phylogeny enable us identifying features that distinguish subgroups within Pimelodidae, such as NORs location (terminal/long arm for species belonging to "Iheringichthys-Parapimelodus" and "Pimelodus maculatus" subclades) and location of 5S rDNA sites (pericentromeric/interstitial/ long arm for species belonging to Pimelodus group).(AU)

Pimelodidae abriga várias espécies e é amplamente distribuída ao longo da região Neotropical. Pimelodus é o gênero com o maior número de espécies, porém é um grupo polifilético. Análises citogenéticas foram realizadas em menos da metade das espécies válidas. Aqui, sete espécies de Pimelodus de três sistemas hidrográficos brasileiros foram estudadas através das técnicas citogenéticas básicas (Giemsa, AgRONs e banda C) e moleculares (FISH-DNAr 5S e 18S). Todas as espécies apresentaram 2n=56 cromossomos, sendo observadas variações na fórmula cariotípica entre algumas espécies. As AgRONs correspondentes ao DNAr 18S foram localizadas no braço longo de um par de cromossomos em todas as espécies. A heterocromatina segue o padrão comumente observado na família e permite identificar cada uma das espécies estudadas. O DNAr 5S apresentou variação interespecífica em número e na posição dos cístrons. Cromossomos B foram evidenciados em P. ortmanni com variação intra e interindividual. Nós discutimos os nossos resultados com os dados citogenéticos válidos para Pimelodidae, e a associação desses dados com a filogenia válida nos permitiu identificar características que distinguem subgrupos dentro de Pimelodidae, tais como a localização das RONs (terminal/braço longo para espécies pertencentes aos subclados "Iheringichthys-Parapimelodus" e "Pimelodus maculatus") e localização dos sítios de DNAr 5S (pericentromérico/intersticial no braço longo para espécies pertencentes ao grupo Pimelodus).(AU)

Karyotypic diversity among three species of the genus Astyanax (Characiformes: Characidae)

Abstract The group Incertae sedis within the Characidae family currently includes 88 genera, previously included in the subfamily Tetragonopterinae. Among them is the genus Astyanax comprising a group of species with similar morphology and widely distributed in the Neotropics. Thus, the present study aimed to analyze the karyotype diversity in Astyanax species from different watersheds by conventional Giemsa staining, C-banding and fluorescence in situ hybridization (FISH rDNA 18S) probe.specimens of Astyanax aff. paranae belonging to the scabripinnis complex, Astyanax asunsionensis and Astyanax aff. bimaculatus were analyzed. Two sympatric karyomorphs were observed in Astyanax.aff paranae, one of them having2n=48andthe other one with 2n=50 chromosomes. Other population of this same species also presented 2n=50 chromosomes, but differing in the karyotype formula and with macro supernumerary chromosome found in 100% of the cells in about 80%of females analyzed. Two population of A. asuncionensis and one population of Astyanax. aff. bimaculatus, also showed a diploid number of 50 chromosomes, but also differing in their karyotype formulas. Therefore, A. asuncionensis was also characterized by intraspecific chromosome diversity. The C-banding analysis was able to demonstrate a distinctable to demonstrate a distinct pattern of heterochromatin differing A. asuncionensis from Astyanax aff. paranae and Astyanax aff. bimaculatus. The supernumerary chromosome of Astyanax aff. paranae proved completely heterochromatic. Only Astyanax.aff. bimaculatus multiple showed multiple sites of nucleolar organizing regions. The other species were characterized by having a simple system of NOR. These data contributes to the know ledge of the existing biodiversity in our fish fauna, here highlighted by the inter- and intraspecific chromosomal diversity in the genus Astyanax.

Resumo O grupo Incertae sedis, dentro da família Characidae inclui atualmente 88 gêneros, anteriormente incluídos na subfamília Tetragonopterinae. Dentre eles encontra-se o gênero Astyanax que compreende um grupo de espécies com morfologia similar e com ampla distribuição na região Neotropical. Assim, o presente estudo teve como objetivo analisar a diversidade cariotípica em espécies de Astyanax de diferentes bacias hidrográficas, através da coloração convencional com Giemsa, bandeamento C e hibridização fluorescente in situ (FISH com rDNA 18S). Exemplares de Astyanax aff. paranae, pertencentes ao complexo scabripinnis; Astyanax asunsionensise Astyanax aff. bimaculatus foram analisados. Dois cariomorfos foram observados em A. aff. paranae, um deles com 2n=48 cromossomos e outro com 2n=50 cromossomos. Outra população apresentou 2n=50 cromossomos, ambas diferindo na fórmula cariotípica e um cromossomo supranumerário encontrado em 100% das células, em aproximadamente 80% das fêmeas analisadas. Populações de A.asunsionensis e uma população de Astyanax aff. Bimaculatus também mostraram número diplóide de 50 cromossomos, mas diferindo em suas fórmulas cariotípicas. Portanto, A. asuncionensis foi também caracterizado por uma diversidade cariotípica intraespecífica. As análises de bandeamento C foi capaz de demonstrar um padrão distinto de heterocromatina, diferindo A. asuncionensis de A.aff. paranae e A. aff. bimaculatus. O cromossomo supranumerário de Astyanax aff. paranae mostrou-se completamente heterocromático. Apenas Astyanax aff. bimaculatus mostrou múltiplos sítios de regiões organizadoras de nucléolo(NORs). As outras espécies foram caraterizadas por apresentar um sistema simples de NOR. Estes dados contribuem para o conhecimento da existência de biodiversidade em nossa fauna de peixes, aqui em destaque pela diversidade cromossômica inter e intraespecífica no gênero Astyanax.

CARACTERIZAÇÃO DE HOMOLOGIAS ENTRE SONDAS DE BACs DE BOVINO (Bos taurus) E CROMOSSOMOS DE VEADO-CATINGUEIRO (Mazama gouazoubira): NOVAS PERSPECTIVAS EM ESTUDOS INTRA E INTERESPECÍFICOS DO GÊNERO MAZAMA

A família Cervidae é reconhecida por uma acentuada diversidade cariotípica, reflexo de sua elevada taxa de evolução cromossômica. Os cervídeos neotropicais do gênero Mazama destacam-se por um expressivo polimorfismo cromossômico. Embora as espécies desse gênero demonstrem uma elevada variação nos valores de seus números diploides (2n), elas são morfologicamente semelhantes e estão intimamente relacionadas. Por consequência, o grupo é cercado de incertezas taxonômicas. A evolução cromossômica das espécies do gênero a partir do cariótipo hipotético ancestral, retido pelo veado-catingueiro (Mazama gouazoubira, 2n = 70), é pouco compreendida e carece de análise citogenética molecular. Dessa forma, o presente estudo caracterizou as homologias cromossômicas entre bovino (Bos taurus, 2n = 60) e M. gouazoubira usando uma combinação de clones cromossomos artificiais de bactéria (BAC) derivados do genoma bovino. Por hibridização in situ fluorescente, foi construído um mapa citogenético com 106 novos marcadores para os 34 pares de autossomos e para o cromossomo X do veado-catingueiro. As sondas de BACs de bovino mostraram-se satisfatórias para o estabelecimento de marcadores cromossômicos em cervídeos. Foi demonstrado que as diferenças evolutivas entre o cariótipo de B. taurus e os cromossomos do M. gouazoubira incluem 5 fissões e uma fusão em tandem em bovino. Cada grupo de sondas de BACs derivadas dos pares cromossômicos 1, 2, 5, 6, 8 e 9 apresentaram sinais de hibridização em dois cromossomos diferentes, enquanto os pares 28 e 26 estão fusionados em tandem em um único cromossomo acrocêntrico em M. gouazoubira. Para os demais cromossomos, as BACs derivadas do mesmo autossomo bovino apresentaram sinais em um único par cromossômico no veado-catingueiro. Além disso, as análises detectaram que os homólogos aos pares do autossomo 1 e do cromossomo X apresentaram rearranjos intracromossômicos no M. gouazoubira. Sendo assim, espera-se que os estudos futuros usando os marcadores produzidos resultem em um grande conhecimento taxonômico e reprodutivo para o gênero os cervídeos neotropicais.

The Cervidae family presents a marked karyotypic variation as a reflection of its high rate of chromosome evolution. The Neotropical deer from the genus Mazama stands out for its expressive chromosomal polymorphism. Although the species of the genus differ in the values of their diploid number (2n), they are closely related and similar morphologically. Due to this, the group exhibits taxonomic uncertainties. The chromosomal evolution of the Mazama species from the hypothetical ancestral karyotype, retained by the gray brocket Mazama gouazoubira (2n = 70), is poorly understood and lacks molecular cytogenetic analysis. Then, the present study revealed chromosomal homologies between bovine (Bos taurus, 2n = 60) and M. gouazoubira using a combination of bacterial artificial chromosome (BAC) clones derived from cattle. By fluorescent in situ hybridization, we constructed a cytogenetic map with 106 new markers to the 34 gray brocket autosomes and the X chromosome. Our results showed that bovine BAC probes proved to be satisfactory for the establishment of chromosomal markers in deer. The evolutionary differences between the bovine and gray brocket deer chromosomes include five fissions and one tandem fusion in the cattle. Each group of BAC probes derived from bovine chromosomes pairs 1, 2, 5, 6, 8, and 9 presented hybridization signals on two different chromosomes, while pairs 28 and 26 are fused in tandem on a single acrocentric chromosome in M. gouazoubira. For the other chromosomes, the BAC probes derived from the same bovine autosome showed signals in a unique chromosome pair in M. gouazoubira. Moreover, we detected that the homologous to the autosome pair 1 and X chromosome are intrachromosomally rearranged in M. gouazoubira. Therefore, it is expected that future studies using the produced markers result in great taxonomic and reproductive knowledge for brocket deer.

Microstructural chromosome reorganization in the genus Trichomycterus (Siluriformes: Trichomycteridae)

Trichomycterus is a specious fish genus within Trichomycterinae and displays remarkable karyotype diversity. However, knowledge about their genomic structure and location of repetitive sequence is still limited. In order to better understand the karyotype diversification, we analyzed nine species of Trichomycterus using classical and molecular cytogenetic techniques. Results revealed a conserved diploid chromosome number of 2n=54 chromosomes in all analyzed species, although remarkable differences on the constitutive heterochromatin distribution were observed. In addition, while the 18S rDNA showed a conserved distribution pattern, the 5S rDNA sites showed a quite diverse location considering the analyzed species. Remarkably, both ribosomal genes were co-located in all species, except in T . iheringi , suggesting that co-localization is probably an ancestral condition in Trichomycterus . Finally, three analyzed species showed heterochromatic B chromosomes, reinforcing the intense genomic reorganization occurring in Trichomycterus . Our results showed that chromosomal variations are not restricted to differences in karyotype formula as previously proposed, but also to modifications on the microstructural level of resolution.(AU)

Trichomycterus é um especioso gênero dentro de Trichomycterinae e exibe marcante diversidade cariotípica. No entanto, o conhecimento sobre sua estrutura genômica e localização de seqüências repetitivas ainda é restrita. Para um melhor conhecimento sobre a sua diversificação cariotípica, nós analisamos nove especies de Trichomycterus usando técnicas de citogenética clássica e molecular. Os resultados revelaram um conservado número diploide de 2n = 54 cromossomos em todas as espécies analisadas, embora diferentes marcações na distribuição da heterocromatina constitutiva tenham sido observadas. Além disso, enquanto o DNAr 18S mostrou um padrão de distribuição conservado, os sítios de DNAr 5S mostraram uma localização bastante diversa, considerando as espécies analisadas. Ambos os genes ribossomais foram co-localizados em todas as espécies, exceto em T. iheringi , sugerindo que a co-localização é provavelmente uma condição ancestral em Trichomycterus . Finalmente, três espécies analisadas mostraram cromossomos B heterocromáticos, reforçando uma intensa reoganização genômica ocorrendo em Trichomycterus . Nossos resultados mostraram que variações cromossômicas não estão restritas à diferenças na fórmula cariotípica, como proposto anteriormente, mas também às alterações a níveis de resolução estrutural.(AU)

Karyotypic diversity among three species of the genus Astyanax (Characiformes: Characidae) / Diversidade Cariotípica entre três espécies do gênero Astyanax (Characiformes, Characidae)

Abstract The group Incertae sedis within the Characidae family currently includes 88 genera, previously included in the subfamily Tetragonopterinae. Among them is the genus Astyanax comprising a group of species with similar morphology and widely distributed in the Neotropics. Thus, the present study aimed to analyze the karyotype diversity in Astyanax species from different watersheds by conventional Giemsa staining, C-banding and fluorescence in situ hybridization (FISH rDNA 18S) probe.specimens of Astyanax aff. paranae belonging to the scabripinnis complex, Astyanax asunsionensis and Astyanax aff. bimaculatus were analyzed. Two sympatric karyomorphs were observed in Astyanax.aff paranae, one of them having2n=48andthe other one with 2n=50 chromosomes. Other population of this same species also presented 2n=50 chromosomes, but differing in the karyotype formula and with macro supernumerary chromosome found in 100% of the cells in about 80%of females analyzed. Two population of A. asuncionensis and one population of Astyanax. aff. bimaculatus, also showed a diploid number of 50 chromosomes, but also differing in their karyotype formulas. Therefore, A. asuncionensis was also characterized by intraspecific chromosome diversity. The C-banding analysis was able to demonstrate a distinctable to demonstrate a distinct pattern of heterochromatin differing A. asuncionensis from Astyanax aff. paranae and Astyanax aff. bimaculatus. The supernumerary chromosome of Astyanax aff. paranae proved completely heterochromatic. Only Astyanax.aff. bimaculatus multiple showed multiple sites of nucleolar organizing regions. The other species were characterized by having a simple system of NOR. These data contributes to the know ledge of the existing biodiversity in our fish fauna, here highlighted by the inter- and intraspecific chromosomal diversity in the genus Astyanax.(AU)

Resumo O grupo Incertae sedis, dentro da família Characidae inclui atualmente 88 gêneros, anteriormente incluídos na subfamília Tetragonopterinae. Dentre eles encontra-se o gênero Astyanax que compreende um grupo de espécies com morfologia similar e com ampla distribuição na região Neotropical. Assim, o presente estudo teve como objetivo analisar a diversidade cariotípica em espécies de Astyanax de diferentes bacias hidrográficas, através da coloração convencional com Giemsa, bandeamento C e hibridização fluorescente in situ (FISH com rDNA 18S). Exemplares de Astyanax aff. paranae, pertencentes ao complexo scabripinnis; Astyanax asunsionensise Astyanax aff. bimaculatus foram analisados. Dois cariomorfos foram observados em A. aff. paranae, um deles com 2n=48 cromossomos e outro com 2n=50 cromossomos. Outra população apresentou 2n=50 cromossomos, ambas diferindo na fórmula cariotípica e um cromossomo supranumerário encontrado em 100% das células, em aproximadamente 80% das fêmeas analisadas. Populações de A.asunsionensis e uma população de Astyanax aff. Bimaculatus também mostraram número diplóide de 50 cromossomos, mas diferindo em suas fórmulas cariotípicas. Portanto, A. asuncionensis foi também caracterizado por uma diversidade cariotípica intraespecífica. As análises de bandeamento C foi capaz de demonstrar um padrão distinto de heterocromatina, diferindo A. asuncionensis de A.aff. paranae e A. aff. bimaculatus. O cromossomo supranumerário de Astyanax aff. paranae mostrou-se completamente heterocromático. Apenas Astyanax aff. bimaculatus mostrou múltiplos sítios de regiões organizadoras de nucléolo(NORs). As outras espécies foram caraterizadas por apresentar um sistema simples de NOR. Estes dados contribuem para o conhecimento da existência de biodiversidade em nossa fauna de peixes, aqui em destaque pela diversidade cromossômica inter e intraespecífica no gênero Astyanax.(AU)

GENOMIC STUDIES OF Babesia bigemina AND Anaplasma marginale INFECTION LEVELS IN CATTLE

Carrapatos são responsáveis pela propagação de patógenos como a Babesia bigemina e Anaplasma marginale que causam as doenças babesiose e anaplamose bovina, respectivamente. A presença constante do carrapato nos rebanhos nacionais acarreta perdas econômicas e dificuldade na inclusão de raças taurinas, por serem animais mais susceptíveis a doenças parasitárias. Assim, o objetivo desse estudo foi estimar componentes de variância, acurácia de predição dos valores genéticos genômicos (GEBV), e realizar estudo de associação genômica ampla (GWAS) para os níveis de infecção da B. bigemina (BigIL) e A. marginale (AmIL). No capítulo dois foram feitas as análises para BigIL utilizando 1.882 animais (1.716 Braford e 166 Hereford) com genótipos imputados para painel de ~777.000 marcadores. Os componentes de variância foram obtidos por abordagem bayesiana. Para as estimativas de valores genéticos genômicos (GEBV) os fenótipos de contagem de carrapato (CC) e níveis de infecção por B. bovis (BovIL) foram incluídos no modelo multivariado visando ganhos em acurácia de predição da BigIL. As análises de predição genômica e GWAS foram realizadas utilizando o melhor preditor linear não viesado genômico (GBLUP). Foi observada baixa herdabilidade para BigIL (0,090) indicando maior influência ambiental do que genética aditiva. A estimativa da correlação genética entre BigIL e CC foi baixa (0.240), em contraste com a correlação entre BigIL e BovIL que foi alta (0,624). Os valores de correlação genética podem ter contribuído com aumento da acurácia quando comparamos o modelo univariado (0.246±0.189) e multivariado (0.606±0.180). No GWAS foi possível observar o a herança poligênica da BigIL. Nas regiões próximas dos SNP que explicaram maior parte da variância foram identificados 35 genes, os quais têm sido relacionados com resposta imune nos cromossomos 1, 4, 5, 7, 10, 13, 18, 20, 27, 29. No capítulo três foi realizada quantificação do número de cópias da A. marginale no sangue dos animais pela técnica de qPCR. Os componentes de variância foram estimados por análise Bayesiana e o método empregado para GWAS e estimação dos valores GEBV foi o melhor preditor linear não viesado genômico (GBLUP) usando modelo multivariado. As estimativas de herdabilidade e acurácia de predição foram baixas 0,090 e 0,180, respectivamente. A correlação genética entre AmIL com BigIL foi alta 0,793, enquanto as correlações entre AmIL com BovIL e contagem de carrapato foram próximas a zero. Ao explorar as top 10 regiões do GWAS, foram encontrados genes candidatos relacionados com interação entre hospedeiro e patógeno e resposta à inflamação, localizadas nos cromossomos 2, 5, 8, 10, 13, 15, 17, 20, 24, e 29. Foram identificadas sobreposições com QTL previamente descritos para susceptibilidade a tuberculose em bovinos e QTL com escore de células somáticas. Assim, os resultados obtidos no presente trabalho podem contribuir para estabelecimento de estratégias de seleção de animais que consigam manter níveis mais baixos de infecções por agentes causadores da Tristeza Parasitária Bovina.

Ticks are responsible for the spread of pathogens such as Babesia bigemina and Anaplasma marginale that cause the diseases babesiosis and anaplamosis, respectively. The constant presence of the tick in national herds leads to economic losses and difficulty in the inclusion of taurine breeds, as they are animals more susceptible to parasitic diseases than indicine cattle. Thus, the objective of this study was to estimate components of variance, accuracy of prediction, and to conduct a genome-wide association study (GWAS) for the levels of infection of B. bigemina (BigIL) and A. marginale (AmIL). In chapter two, analyses for BigIL were performed using 1,882 animals (1,716 Braford and 166 Hereford) with genotypes imputed to a panel of ~777,000 markers. The variance components were obtained using the Bayesian approach. For the estimation of genomic breeding values (GEBV), tick count (CC) phenotype and levels of B. bovis infection (BovIL) were included in the multivariate model aiming at gains in BigIL prediction accuracy. Genomic prediction and GWAS analyses were performed using genomic best linear unbiased prediction method (GBLUP). Low heritability was observed for BigIL (0.090) indicating greater environmental influence than genetic. The estimate of the genetic correlation between BigIL and CC was low (0.240), in contrast to the correlation between BigIL and BovIL which was high (0.624). The genetic correlation values may have contributed to an increase in accuracy when comparing the univariate (0.246±0.189) and multivariate (0.606±0.180) models. GWAS results showed a polygenic inheritance of BigIL. In the regions close to the SNPs that explained most of the additive variance were identified 35 genes previously related to the immune response located on chromosomes 1, 4, 5, 7, 10, 13, 18, 20, 27, 29. In chapter three, the variance components were estimated by Bayesian analysis and the method used for GWAS and estimation of the values was the best linear biased genomic predictor (GBLUP) using the multivariate model. The estimates of heritability and prediction accuracy were 0.090 and 0.180, respectively. The genetic correlation between AmIL and BigIL was high 0.793, while the correlations between AmIL and BovIL and tick count were close to zero. Exploring the top 10 regions of GWAS, candidate genes were found related to host-pathogen interaction and response to inflammation, located on chromosomes 2, 5, 8, 10, 13, 15, 17, 20, 24, and 29, overlapping with QTL previously described for susceptibility to tuberculosis in cattle and QTL with somatic cell score were identified. Thus, the results obtained in the present work can contribute to the establishment of selection strategies that result in animals that are able to maintain lower levels of infections by agents that cause Bovine Parasitic Sadness.

MARCADORES MOLECULARES NA IDENTIFICAÇÃO DE CORRIDAS DE HOMOZIGOSE E ENDOGAMIA NAS RAÇAS CURRALEIRO PÉ-DURO E PANTANEIRO

As corridas de homozigose (ROHs - runs of homozygosity) podem ser utilizadas para estimar parâmetros populacionais mais precisos e regiões genômicas sob seleção em diferentes espécies e raças. Sendo assim, essa abordagem pode ser usada em raças localmente adaptadas para identificar genes de interesse econômico e estimar autozigosidade possibilitando a otimização das estratégias de seleção e acasalamento e mitigando o seu risco de extinção. O objetivo do presente trabalho é identificar e caracterizar as ROHs presentes nas raças localmente adaptadas Curraleiro Pé-Duro (CPD) e Pantaneiro (PANT) com o intuito de identificar genes sob seleção e estimar seu coeficiente de endogamia (FROH). As ROHs foram identificadas em 126 e 35 animais das raças CPD e PANT, respectivamente, com dados de 54.000 marcadores SNP. Para a identificação das ROHs foram utilizados os seguintes critérios: a) janela deslizante de 50 SNPs, b) número mínimo de 100 SNPs consecutivos em cada ROH, c) comprimento mínimo de 1 Mb, c) intervalo máximo entre SNPs homozigotos consecutivos de 0,5 Mb, d) máximo de cinco SNPs com genótipos ausentes, Foram encontradas 1083 e 140 ROHs nas raças CPD e PANT, respectivamente, e que o padrão predominante de ROHs nas raças estudadas são as de tamanho médio a longo o que demonstra eventos recentes de autozigosidade. Foram identificadas seis ilhas de homozigose em ambas as raças nos cromossomo autossômicos 6, 8, 10, 13, 14 e 17. Genes e QTLs previamente relacionados com características de interesse estão localizados nos segmentos encontrados, podendo destacar QTLs associados à caracteristicas de produção e qualidade de leite (57%), como os envolvidos no teor de proteínas como as caseínas e genes associados ao sistema imune, como os genes da família de beta defensinas. O coeficente de endogamia estimado demonstrou que ambas as raças apresentam baixa autozigosidade (2-4%), o que difere do esperado para populações de base genética reduzida como as estudadas. O presente trabalho identificou seis ilhas de homozigose em comum nas raças Curraleiro Pé-Duro e Pantaneiro, localizadas em regiões genômicas previamente relatadas como associadas a características de interesse econômico, como resistência a doenças e teor de proteína no leite e que podem ser consideradas regiões candidatas à seleção. O coeficiente de endogamia estimado com base nas ROHs, demonstrou que a endogamia é baixa (2 a 4%) nas populações estudadas, divergindo do esperado em pequenas populações.

The runs of homozygosity (ROHs) can be used to estimate more accurate population parameters and genomic regions under selection in different species and breeds. Therefore, this approach can be used in locally adapted breeds to identify genes of economic interest and estimate autozygosity, enabling the optimization of selection and mating strategies and mitigating their extinction risk. The objective of this work is to identify and characterize the ROHs present in locally adapted breeds Curraleiro Pé-Duro (CPD) and Pantaneiro (PANT) in order to identify genes under selection and estimate their inbreeding coefficient (FROH). The ROHs were identified in 126 and 35 animals of the CPD and PANT breeds, respectively, with data from 54,000 SNP markers. For the identification of ROHs, the following criteria were used: a) sliding window of 50 SNPs, b) minimum number of 100 consecutive SNPs in each ROH, c) minimum length of 1 Mb, c) maximum interval between homozygous consecutive SNPs of 0, 5 Mb, d) maximum of five SNPs with absent genotypes, 1083 and 140 ROHs were found in the CPD and PANT breeds, respectively, and that the predominant pattern of ROHs in the studied breeds are those of medium to long size, which demonstrates recent events of autozygosity. Six islands of homozygosity were identified in both breeds on autosomal chromosomes 6, 8, 10, 13, 14 and 17. Genes and QTLs previously related to traits of interest are located in the segments found, highlighting QTLs associated with production and quality traits of milk (57%), as those involved in the content of proteins such as caseins and genes associated with the immune system, such as the genes of the beta defensin family. The estimated inbreeding coefficient showed that both breeds have low autozygosity (2-4%), which differs from what is expected for populations with a reduced genetic base such as those studied. The present work identified six homozygous islands in common in the Curraleiro Pé-Duro and Pantaneiro breeds, located in genomic regions previously reported to be associated with characteristics of economic interest, such as disease resistance and milk protein content, which can be considered candidate regions the selection. The inbreeding coefficient estimated based on the ROHs showed that inbreeding is low (2 to 4%) in the studied populations, diverging from what was expected in small populations.

SEGREGAÇÃO GAMÉTICA DE CROMOSSOMOS ENVOLVIDOS EM TRANSLOCAÇÕES E SEU PAPEL NO ISOLAMENTO REPRODUTIVO DE ESPÉCIES DO GÊNERO Mazama (MAMMALIA; CERVIDAE)

A família Cervidae destaca-se por possuir uma das maiores taxas de evolução cariotípica dentre os mamíferos, reflexo de uma fragilidade cromossômica acentuada, que facilita a ocorrência de quebras e rearranjos cromossômicos. Estas, quando vinculadas ao isolamento geográfico em um curto período, poderiam levar as populações a um processo de especiação. Isso é evidenciado na ampla diversificação cariotípica da família, apresentando exemplos extremos de baixo e alto número diploide, como Muntiacus muntjak (2n = 6/7) e Capreolus pygargus (2n = 70 + 1 14 Bs), respectivamente. Muitas espécies crípticas estão escondidas pela grande similaridade morfológica, acompanhada de ampla variação cariotípica, intra e interespecífica. Animais portadores de rearranjos cromossômicos podem apresentar diferentes padrões na segregação meiótica durante a espermiogênese, dando passo à formação de gametas desbalanceados. Isso pode estar relacionado com desordens reprodutivas, como evidenciado em animais domésticos, onde é observada a queda da capacidade reprodutiva. A técnica de hibridização in situ fluorescente (FISH) permite a marcação, identificação e localização dos cromossomos envolvidos nas translocações a partir de sondas de DNA com marcadores fluorescentes. Dada a falta de sondas específicas para espécies de cervídeos, diversos estudos apontam para o uso de sondas bovinas devido ao conhecido mapa genético bovino e à proximidade filogenética entre as famílias Cervidae e Bovidae. Dessa forma, a aplicação da FISH em células espermáticas (também chamada de sperm-FISH) permite estimar a proporção de gametas normais/balanceados e desbalanceados (portadores de aneuploidias). Assim, o presente estudo teve como objetivo: a) Estimar a proporção dos produtos da segregação meiótica em indivíduos portadores de translocações cromossômicas dentro do gênero Mazama, b) Avaliar os potenciais efeitos dos rearranjos cromossômicos na aptidão reprodutiva dos portadores, e c) Avaliar o papel dos rearranjos cromossômicos nos processos de especiação dentro do gênero Mazama. Na espécie M. gouazoubira foi possível avaliar uma translocação Robertsoniana (TR) em quatro animais, sendo que dois incluíam a presença de uma inversão paracêntrica (IPA). O valor médio dos espermatozoides desbalanceados nos portadores da TR/IPA (6,68%) quase dobrou em relação àquele dos portadores de TR (3,76%), mas não houve diferença significativa. Na espécie M. americana, foram avaliadas TRs em diferentes citótipos e fusões em tandem (FT) heterozigotas em híbridos entre citótipos da mesma linhagem cromossômica. Os portadores de TR apresentaram valor médio para a taxa de segregação adjacente de 1,80% e os portadores da FT apresentaram valor médio de 29,07% para os produtos equivalentes a aqueles da segregação adjacente na TR. Nossos resultados indicam um impacto de baixo a moderado do rearranjo cromossômico na aptidão reprodutiva dos machos de M. gouazoubira heterozigotos para TR e TR/IPA e um impacto baixo no caso das TRs em M. americana. No caso dos híbridos de M. americana portadores de FT em heterozigose, os resultados sugerem a formação de uma barreira pós-zigótica eficiente representada pela redução severa da fertilidade dos indivíduos.

The family Cervidae stands out for showing one of the highest rates of karyotype evolution among mammals, reflecting a marked chromosomal fragility. Thus, the occurrence of chromosomal breaks and rearrangements is facilitated and lead populations to process of speciation when linked to geographic isolation in a short period. Besides, a wide karyotype diversification of the family has been observed in their extreme examples of low and high diploid numbers, such as Muntiacus muntjak (2n = 6/7) and Capreolus pygargus (2n = 70 + 1 14 Bs), respectively. Many cryptic species are hidden due to the great morphological similarity, accompanied by wide intra and interspecific karyotypic variation. Thus, animals with chromosomal rearrangements may present different patterns of meiotic segregation during spermiogenesis, giving way to the formation of unbalanced gametes. This can be related to reproductive disorders, as observed in domestic animals with reproductive fitness reduction. The fluorescent in situ hybridization (FISH) technique allows the marking, identification, and location of the chromosomes involved in translocations using DNA probes with fluorescent markers. Given the lack of specific probes for deer species, several studies point to the use of bovine probes due to the well-known bovine genetic map and the phylogenetic proximity between families Cervidae and Bovidae. Thus, the application of FISH in sperm cells (also called sperm-FISH) allows estimating the proportion of normal/balanced and unbalanced gametes (carriers of aneuploidies). The present study aimed to a) Estimate the mean rate of meiotic segregation products in carriers of chromosomal translocations within the genus Mazama, b) Assess the potential effects of chromosomal translocations on the reproductive fitness of carriers, and c) Assess the role of chromosomal polymorphisms in speciation processes within the genus Mazama. In the M. gouazoubira species, it was possible to evaluate a Robertsonian translocation (RT) in four animals, two of which included the presence of a paracentric inversion (PAI). The mean value of unbalanced gametes in carriers of the RT/PAI (6.68%) almost doubled in relation to that of carriers with the RT (3.76%); however, no significant difference was observed. Regarding M. americana, RTs were evaluated in different cytotypes and heterozygous tandem fusion (TF) was evaluated in hybrids from the same chromosomal lineage cytotypes. Carriers of RT showed a mean value for the adjacent segregation rate of 1.80% and carriers of TF showed a mean value of 29.07% for products equivalent to those of the adjacent segregation in RT. Our results indicate low to moderate impacts of chromosomal rearrangement on the reproductive fitness of M. gouazoubira heterozygotes for RT and RT/PAI and a low impact in the case of RTs in M. americana. In the case of M. americana hybrids with heterozygous TF, our results suggest an efficient postzygotic barrier represented by the severe reduction in the individuals' fertility.