First constitutive heterochromatin characterization and Karyotype of white stork Ciconia ciconia (Aves: Ciconiidae) / Primeira caracterização constitutiva de heterocromatina e cariótipo de cegonhabranca Ciconia ciconia (Aves: Ciconiidae)

The karyotype and constitutive heterochromatin pattern of the white stork Ciconia ciconia samples obtained from Manzala lake, Dimiaat, Egypt was described. Somatic cells of Ciconia ciconia samples have diploid number 2n= 68 chromosomes. Out of 68 chromosomes, 11 pairs including sex chromosomes were macrochromosomes and the remaining pairs were microchromosomes. Of the 11 macrochromosome pairs, no.1, 2, 4 and 5 were submetacentric and pairs no. 6, 7 and 8 were described as metacentric. In addition, the autosome pair no.3 was subtelocentric, while autosome pair no.9 was acrocentric. Also, the sex chromosome Z represents the fourth one in size and it was classified as submetacentric while, W chromosome appeared as medium size and was acrocentric. Furthermore, C-banding pattern (constitutive heterochromatin) revealed variation in their sizes and occurrence between macrochromosomes. Pairs no. 7 and 8 of autosomes exhibited unusual distribution of heterochromatin, where they appeared as entirely heterochromatic. This may be related to the origin of sex chromosomes Z and W. However, there is no sufficient evidence illustrate the appearance of entirely heterochromatic autosomes. Therefore, there is no available cytogenetic literature that describes the C-banding and karyotype of Ciconia Ciconia, so the results herein are important and may assist in cytogenetic study and evolutionary pattern of Ciconiiformes.

O cariótipo e o padrão constitutivo de heterocromatina das amostras de cegonha-branca Ciconia ciconia obtidas no lago Manzala, Dimiaat, Egito, foram descritos. As células somáticas de amostras de Ciconia ciconia possuem número diploide 2n = 68 cromossomos. Dos 68 cromossomos, 11 pares incluindo cromossomos sexuais eram macrocromossomos e os pares restantes eram microcromossomos. Dos 11 pares de macrocromossomos, os nos 1, 2, 4 e 5 eram submetacêntricos, e os pares nos 6, 7 e 8 foram descritos como metacêntricos. Além disso, o par de autossomos no 3 era subtelocêntrico, enquanto o par de autossomos no 9 era acrocêntrico. Além disso, o cromossomo sexual Z representa o quarto em tamanho e foi classificado como submetacêntrico, enquanto o cromossomo W apareceu como de tamanho médio e acrocêntrico. Além disso, o padrão de bandamento C (heterocromatina constitutiva) revelou variação em seus tamanhos e ocorrência entre macrocromossomos. Pares nºs 7 e 8 dos autossomos exibiram distribuição incomum de heterocromatina, onde apareceram como totalmente heterocromáticos. Isso pode estar relacionado à origem dos cromossomos sexuais Z e W. No entanto, não há evidências suficientes para ilustrar o aparecimento de autossomos totalmente heterocromáticos. Portanto, não há literatura citogenética disponível que descreva o bandamento C e o cariótipo de Ciconia ciconia, portanto os resultados aqui apresentados são importantes e podem auxiliar no estudo citogenético e no padrão evolutivo de Ciconiiformes.

Chromosome evolution in fishes: a new challenging proposal from Neotropical species

We present a database containing cytogenetic data of Neotropical actinopterygian fishes from Venezuela obtained in a single laboratory for the first time. The results of this study include 103 species belonging to 74 genera assigned to 45 families and 17 out of the 40 teleost orders. In the group of marine fishes, the modal diploid number was 2n=48 represented in 60% of the studied species, while in the freshwater fish group the modal diploid complement was 2n=54, represented in 21.21 % of the studied species. The average number of chromosomes and the mean FN were statistically higher in freshwater fish than in marine fish. The degree of diversification and karyotype variation was also higher in freshwater fish in contrast to a more conserved cytogenetic pattern in marine fish. In contrast to the assumption according to which 48 acrocentric chromosomes was basal chromosome number in fish, data here presented show that there is an obvious trend towards the reduction of the diploid number of chromosomes from values near 2n=60 with high number of biarmed chromosomes in more basal species to 2n=48 acrocentric elements in more derived Actinopterygii.

Se presenta una base de datos que contiene los datos citogenéticos de peces Actinopterigios Neotropicales de Venezuela obtenidos por primera vez en un solo laboratorio. Los resultados de este estudio incluyen 103 especies pertenecientes a 74 géneros de 45 familias contenidas en 17 de los 40 órdenes de teleósteos. En el grupo de peces marinos, el número diploide modal fue 2n=48 representado en 60% de las especies estudiadas, mientras que en el grupo de peces de agua dulce el complemento diploide modal fue 2n=54, representado en el 21,21% de las especies estudiadas. El número de cromosomas y FN promedio fueron estadísticamente superiores en peces dulceacuícolas. El grado de diversificación y variación en el cariotipo también fue mayor en peces de agua dulce en contraste con un patrón citogenético más conservado en peces marinos. En contraposición a la suposición según la cual 48 cromosomas acrocentricos era el número cromosómico basal en los peces, los datos aquí presentados muestran que existe una evidente tendencia hacia la reducción del número de cromosomas desde valores cercanos a 2n=60 con alto número de cromosomas birrámeos en las especies más basales a 2n=48 elementos acrocéntricos en los actinopterigios más derivados.

Cytogenetic and molecular markers reveal the complexity of the genus Piabina Reinhardt, 1867 (Characiformes: Characidae)

Cytogenetic and molecular analyses were carried out in fish representative of the genus Piabina. This study specifically involved the species P. argentea and P. anhembi collected from areas of the Paranapanema and Tietê River basins, Brazil. Our findings suggest that fish classified as Piabina argentea in the Paranapanema and Tietê Rivers may represent more than one species. The samples analyzed differed by cytogenetic particularities and molecular analyses using partial sequences of the genes COI and CytB as genetic markers revealed three distinct groups of P. argentea with genetic distances sufficient to support the conclusion that the three samples analyzed are three distinct taxonomic units.

Foram realizadas análises citogenéticas e moleculares em representantes do gênero Piabina. O estudo envolveu especificamente as espécies P. argentea e P. anhembi coletadas nas áreas das bacias hidrográficas dos rios Paranapanema e Tietê (Brasil). Os dados sugerem que a espécie P. argentea coletada nas bacias dos rios Paranapanema e Tietê podem representar mais de uma espécie. As amostras analisadas diferem por particularidades citogenéticas e nas análises moleculares utilizando-se sequências parciais dos genes COI e CytB, revelando três grupos distintos de P. argentea com distâncias genéticas suficientes para sustentar a conclusão de que as três amostras analisadas são unidades taxonômicas distintas.

Karyotype differentiation and cytotaxonomic considerations in species of Serrasalmidae (Characiformes) from the Amazon basin

Six species of Serrasalmidae from the central Amazon, representatives of the genera Serrasalmus (S. elongatus, S. maculatus, S. cf. rhombeus, and S. rhombeus), Pygocentrus (P. nattereri), and Colossoma (C. macropomum), were analyzed regarding the distribution of the Ag-NORs, C-positive heterochromatin and 18S and 5S rRNA genes on the chromosomes. All specimens had 2n = 60 chromosomes, except S. cf. rhombeus, with 2n = 58, and C. macropomum with 2n = 54 chromosomes. The Ag-NORs were multiple and located on the short arms of subtelo-acrocentric chromosomes in all Serrasalmus species and in P. nattereri, but were found on metacentric chromosomes in C. macropomum. The 18S rDNA sites were usually coincident with Ag-NORs, although some species had a higher number and/or a distinct localization of these sites. C-positive heterochromatin was preferentially situated in centromeric regions, remarkably on metacentric pair number 7 in all Serrasalmus species and number 3 in P. nattereri, which beared a conspicuous proximal C-band on the long arms. The 5S rDNA sites were detected in a single chromosomal pair in all species. In Serrasalmus and P. nattereri, this pair was the number 7 and 3, respectively, thereby revealing its co-localization with the conspicuous heterochromatic band. However, in C. macropomum, only one homologue (probably belonging to pair number 12) exhibited 5S rDNA sites on the short arms, close to the centromere. The present data revealed reliable cytotaxonomic markers, enabling the evaluation of karyotype differentiation and interrelationships among Serrasalmidae, as well as the probable occurrence of a species complex in S. rhombeus.

Seis espécies de Serrasalmidae da Amazônia central, representantes dos gêneros Serrasalmus (S. elongatus, S. maculatus, S. cf. rhombeus e S. rhombeus ), Pygocentrus (P. nattereri) e Colossoma (C. macropomum), foram analisadas quanto à distribuição das Ag-RONs, heterocromatina C-positiva e dos genes de RNAr 18S e 5S nos cromossomos. Todos os espécimes apresentaram 2n = 60 cromossomos, exceto S. cf. rhombeus, com 2n = 58, e C. macropomum com 2n = 54 cromossomos. As Ag-RONs foram múltiplas e localizadas nos braços curtos de cromossomos subtelo-acrocêntricos em todas as espécies de Serrasalmus e em P. nattereri, mas foram encontrados em cromossomos metacêntricos em C. macropomum. Os sítios de DNAr 18S, foram geralmente coincidentes com as Ag-RONs, embora algumas espécies tenham apresentado um maior número e/ou uma localização distinta desses sítios. A heterocromatina C-positiva foi preferencialmente encontrada como uma conspícua banda proximal no par metacêntrico número 7 em todas as espécies de Serrasalmus e número 3 em P. nattereri. Os sítios de DNAr 5S foram detectados em um único par cromossômico nas seis espécies sendo que nas espécies de Serrasalmus, este par foi o de número 7 e em P. nattereri o de número 3, colocalizados com bandas heterocromáticas conspícuas. No entanto, em C. macropomum, apenas um homólogo (provavelmente pertencente ao par número 12) apresentou sítios de DNAr 5S nos braços curtos, próximos ao centrômero. Os dados apresentados revelaram confiáveis marcadores citotaxonômicos, permitindo a avaliação da diferenciação cariotípica, e as inter-relações entre Serrasalmidae, bem como a provável ocorrência de um complexo de espécies em S. rhombeus.

Evidence of the color pattern variation in populations of Gymnotus pantanal (Gymnotiformes) from three streams in the upper Paraná River basin, Brazil

Color pattern is an important character in the systematics and alpha-taxonomy of electric fishes of the genus Gymnotus. This paper presents evidence of color variation in populations of G. pantanal found in the streams Jacutinga and Pinheirinho, in the upper Paraná River basin, southern Brazil. Color variations were corroborated for morphological and cytogenetic data. Our results show the importance of integrating morphologic and cytogenetic data in the taxonomy of the Gymnotus species.

O padrão de colorido é um caráter muito importante na sistemática e alfa taxonomia de espécies do gênero Gymnotus. O objetivo deste trabalho foi apresentar evidências de variação no padrão de colorido em populações locais de Gymnotus pantanal encontrados nos córregos Jacutinga e Pinheirinho, bacia do alto rio Paraná, sul do Brasil. A variação no padrão de colorido foi corroborada por dados morfológicos e citogenéticos. Nossos resultados demonstram a importância da integração de dados morfológicos e citogenéticos na taxonomia de espécies de Gymnotus.

Pleistocene karyotypic divergence in Hoplias malabaricus (Bloch, 1794) (Teleostei: Erythrinidae) populations in southeastern Brazil

The lacustrine system of the middle rio Doce basin is considered a paradigm of Pleistocene geomorphology. In these lakes, two Hoplias malabaricus karyomorphs (2n = 42A and 2n = 42B) live in sintopy in Carioca Lake. Cytogenetic analyses were performed on 65 specimens from 8 lakes (including Carioca Lake) to determine the distribution and relative frequency of these karyomorphs and the degree of cytogenetic divergence caused putatively by recent geographic isolation. All fish were 2n = 42B karyomorphs, except for 1 specimen from the Marola Lake, which was 2n = 42A. Among-population variation was especially high for C-banding patterns. Other characters such as X chromosome size and CMA3/DAPI also varied among populations. Our results suggested that the karyotype of H. malabaricus is able to respond rapidly to geographic isolation, and revealed that heterochromatic variation may represent the lowest hierarchical level of chromosomal evolution.

O sistema lacustre da bacia do médio rio Doce é considerado um paradigma da geomorfologia do Pleistoceno. Nestes lagos, dois cariomorfos de Hoplias malabaricus (2n = 42A e 2n = 42B) vivem em sintopia na lagoa Carioca. Análises citogenéticas foram realizadas em 65 amostras de 8 lagos (incluindo lagoa Carioca) para determinar a distribuição e frequência relativa destes cariomorfos e o grau de divergência citogenética aparentemente causada pelo isolamento geográfico recente. Todos os peixes apresentaram o cariomorfo 2n = 42B, com exceção de 1 espécime da lagoa Marola, que foi 2n = 42A. Entre as populações, a variação foi especialmente elevada nos padrões de bandamento C. Outros caracteres como o tamanho do cromossomo X e os padrões de CMA3/DAPI também variaram entre as populações. Nossos resultados sugerem que o genoma de H. malabaricus é capaz de responder rapidamente ao isolamento geográfico, revelando que a variação de heterocromatina pode representar o nível hierárquico mais baixo de evolução cromossômica.

Karyotype characterization and ZZ/ZW sex chromosome heteromorphism in two species of the catfish genus Ancistrus Kner, 1854 (Siluriformes: Loricariidae) from the Amazon basin

We present karyotypic characteristics and report on the occurrence of ZZ/ZW sex chromosomes in Ancistrus ranunculus (rio Xingu) and Ancistrus sp. "Piagaçu" (rio Purus), of the Brazilian Amazon. Ancistrus ranunculus has a modal number of 2n=48 chromosomes, a fundamental number (FN) of 82 for both sexes, and the karyotypic formula was 20m+8sm+6st+14a for males and 19m+9sm+6st+14a for females. Ancistrus sp. "Piagaçu" presented 2n=52 chromosomes, FN= 78 for males and FN= 79 for females. The karyotypic formula was 16m+8sm+2st+26a for males and 16m+9sm+2st+25a for females. The high number of acrocentric chromosomes in karyotype of Ancistrus sp. "Piagaçu" differs from the majority of Ancistrini genera studied so far, and may have resulted from pericentric inversions and translocations. The lower number of chromosomes in A. ranunculus indicates that centric fusions also occurred in the evolution of Ancistrus karyotypes. We conclude that karyotypic characteristics and the presence of sex chromosomes can constitute important cytotaxonomic markers to identify cryptic species of Ancistrus. However, sex chromosomes apparently arose independently within the genus and thus do not constitute a reliable character to analyze phylogenetic relations among Ancistrus species

Nós apresentamos características cariotípicas e registramos a ocorrência de cromossomos sexuais ZZ/ZW em Ancistrus ranunculus (rio Xingu) e Ancistrus sp. "Piagaçu" (rio Purus), da Amazônia Brasileira. Ancistrus ranunculus teve um número modal de 2n=48 cromossomos, um número fundamental (NF) de 82 para ambos os sexos, e a fórmula cariotípica 20m+8sm+6st+14a para machos e 19m+9sm+6st+14a para fêmeas. Ancistrus sp. "Piagaçu" apresentou 2n=52 cromossomos, NF=78 para machos e NF= 79 para fêmeas. A fórmula cariotípica foi de 16m+8sm+2st+26a para machos e 16m+9sm+2st+25a para fêmeas. O alto número de cromossomos acrocêntricos no cariótipo de Ancistrus sp. "Piagaçu" difere da maioria dos gêneros de Ancistrini estudada até o momento, e pode ter resultado de inversões pericêntricas e translocações. O número mais baixo de cromossomos em A. ranunculus indica que fusões cêntricas também ocorreram na evolução dos cariótipos de Ancistrus. Nós concluímos que as características cariotípicas e a presença de cromossomos sexuais podem constituir marcadores citotaxonômicos importantes para identificar espécies crípticas de Ancistrus. Entretanto, cromossomos sexuais aparentemente surgiram de forma independente dentro do gênero e, deste modo, não constituem um caráter confiável para ser usado em análises de relações filogenéticas entre espécies de Ancistrus

A new sympatric region for distinct karyotypic forms of Hoplias malabaricus (Pisces, Erythrinidae)

Foram analisados, cromossomicamente, espécimes de Hoplias malabaricus provenientes da Lagoa Carioca, localizada no Parque Estadual do Rio Doce (Minas Gerais, Brasil). O número diplóide de cromossomos foi constante, 2n = 42, mas duas formas cariotípicas distintas foram encontradas: cariótipo A, caracterizado por 22M + 20SM, presente em apenas um dos exemplares machos e cariótipo B, caracterizado por 24M + 16SM + 2ST e 24M + 17SM + 1ST em fêmeas e machos, respectivamente, diferença esta devida a um sistema de cromossomos sexuais do tipo XX/XY. Contudo, um outro exemplar fêmea, apresentando também o cariótipo A, foi previamente detectado nessa mesma lagoa, o que permite caracterizar o cariótipo A como portador de 2n = 42 cromossomos, mas sem um sistema diferenciado de cromossomos sexuais. Os dados disponíveis evidenciam que dois citótipos distintos (A e B) são encontrados em simpatria e sintopia na Lagoa Carioca, tendo o citótipo A uma freqüência reduzida.

Karyotype of Brazilian Anopheles albitarsis sensu lato (Diptera: Culicidae)

Anopheles (Nyssorhynchus) albitarsis sensu lato is an important malaria vector in Brazil, especially in the Brazilian Amazon region. Chromosome preparations of fourth-instar larvae of A. albitarsis from Iranduba and Coari (AM) and Ilha Comprida (SP) were analyzed for karyotype determination and to improve cytogenetic identification of this species. Anopheles albitarsis possesses 2n = 6 chromosomes, with two pairs (submetacentric and metacentric) of autosomes and one pair of sex chromosomes, with X-Y dimorphism. The sex pair is homomorphic and acrocentric in females and heteromorphic in males, with a punctiform Y chromosome. Somatic pairing was detected in the prometaphase and metaphase chromosomes of the three A. albitarsis populations. Apparently, sex chromosome evolution in the Culicidae does not function as does evolution in the Culicidae, since it occurs in the subfamily Anophelinae, which possesses heteromorphic sex chromosomes and is regarded as primitive, based on several criteria. These karyotype data on the albitarsis complex reinforce the hypothesis that sex chromosome evolution in the subfamily Anophelinae is conserved, and the variation revealed in the mean size of chromosomes in three populations indicates that selective pressure in these populations is occurring only at a genetic level.

Karyotypic characterization of Iheringichthys labrosus (Pisces, Pimelodidae): C-, G- and restriction endonuclease banding

Various chromosomal banding techniques were utilized on the catfish, Iheringichthys labrosus, taken from the Capivara Reservoir. C-banding regions were evidenced in telomeric regions of most of the chromosomes. The B microchromosome appeared totally heterochromatic. The restriction endonuclease AluI produced a banding pattern similar to C-banding in some chromosomes; the B microchromosome, when present, was not digested by this enzyme and remained stained. G-banding was conspicuous in almost all the chromosomes, with the centromeres showing negative G-banding. When the restriction endonuclease BamHI was used, most of the telomeres remained intact, while some centromeres were weakly digested. The B chromosome was also not digested by this enzyme. The first pair of chromosomes showed a pattern of longitudinal bands, both with G-banding and BamHI; this was more evident with G-banding. This banding pattern can be considered a chromosomal marker for this population of I. labrosus.

Análisis cromosómico del ganado criollo venezolano / Chromosomal analysis of Venezuelan creole cattle

A fin de mejorar la producción animal a travéz de la selección artificial, se realizó por primera vez en Venezuela el diagnóstico cromosómico de una muestra de 51 animales (9 machos y 6 hembras) provenientes de un rebaño Criollo Río Limón Venezolano, la cual es una raza de doble propósito bien adaptada al clima tropical. El rebaño en estudio presenta una baja tasa de fertilidad, es decir un reducido número de hembras preñadas después de finalizado el período de monta. Se cultivaron células de sangre periférica heparinizada, para obtener placas metafásica que fueron teñidas según las técnicas de bandeo G y C para la identificación de los cromosomas. Todos los toros tenían el cromosoma Y submetacéntrico característico de Bos taurus. La translocación 1/29 se encontró en 2 toros (22.2%de los machos analizados). El hallazgo de esta anomalía cromosómica, en esta pequeña muestra diagnosticada, asociada a problemas de fertilidad en el ganado Criollo demuestra la urgente necesidad de proseguir este tipo de estudios, para establecer la incidencia del problema en la población de ganado Criollo de Venezuela

Nematode isoenzyme studies and cytogenetics.

The current information on isoenzyme studies of nematode parasites was reviewed. The genetic heterogeneity as reviewed by these studies was highlighted. Application of isoenzyme studies and the role of biotechnological techniques in isoenzyme studies was discussed, and the status of cytogenetic studies on nematode parasites was presented.