Estudo cromossômico e molecular de DNAs repetitivos em espécies do gênero Boana (Amphibia, Anura, Hylidae) : Chromosomal and molecular study of repetitive DNAs in species of the genus Boana (Amphibia, Anura)

Abstract

Resumo: A ordem Anura, composta pelos popularmente conhecidos sapos, rãs e pererecas, vem sofrendo uma forte ameaça à sua conservação, com relatos de extinções recentes. Hylidae é a mais diversa família da ordem, composta por três subfamílias: Hylinae, Pelodryadinae e Phyllomedusinae. A tribo Cophomantini (uma das tribos de Hylinae) é um clado diverso de anuros neotropicais composta por cinco gêneros. Boana foi retirado inicialmente da sinonímia de Hyla e posteriormente chamado de Hypsiboas, mudanças estas que refletem as intensas reorganizações filogenéticas sofridas pelo gênero. Sabendo da vasta diversidade do grupo, estudos de taxonomia integrativa têm sido importantes para compreender a evolução e relações do clado. Diante da importância ecológica do grupo, estudos citogenéticos têm sido usados para enriquecer o cenário evolutivo e auxiliar na resolução de incertezas taxonômicas e sistemáticas. Logo, o objetivo deste trabalho foi contribuir para o enriquecimento dos estudos cromossômicos em hilídeos a partir da utilização de marcadores de citogenética clássica, mapeamento cromossômico in situ e sequenciamento de DNAs repetitivos, em três espécies do gênero Boana, alocadas em três grupos taxonômicos diferentes, todas provenientes da Mata Atlântica paranaense. Os cariótipos estudados apresentaram diferença entre si, sendo que B. faber e B. prasina apresentaram 2n = 24 cromossomos invariavelmente, enquanto B. albopunctata apresentou 2n = 22 cromossomos com eventual presença de um cromossomo B. O cariótipo com 2n = 24 cromossomos é uma característica frequente do gênero Boana, cuja origem estaria no cariótipo com 2n = 26 cromossomos que, a partir de fusões cromossômicas, inversões pericêntricas ou ainda reposicionamentos centroméricos, podem vir a explicar a variação na estrutura cariotípica entre hilídeos. Bandas heterocromáticas foram encontradas predominantemente em regiões pericentroméricas em todas as espécies, embora bandas C adicionais sobre regiões teloméricas e/ou intersticiais se mostraram parcialmente espécie específicas. As regiões organizadoras de nucléolo (RONs) foram localizadas em apenas um pequeno par dos cariótipos, cuja localização é comum em Hylinae e sugere uma homeologia envolvendo os cromossomos portadores de RONs. O mapeamento cromossômico de sequências microssatélites juntamente com rDNA 5S, 18S e sonda telomérica vêm como fatores a enriquecer no entendimento de sequências repetitivas do DNA e sua relação com a modelagem dos cariótipos estudados. O elemento transponível (TE) Tc1/Mariner apresentou marcações dispersas em todos os cromossomos das três espécies estudadas. A estrutura e a origem de sequências repetitivas podem explicar a organização atual dos genomas. As sequências do TE Tc1/Mariner isoladas neste estudo apresentaram alta integridade e com todos os domínios funcionais, sugerindo que estes transposons estão em fase recente de invasão e ativos nos genomas de Boana. O mapeamento in situ das sequências repetitivas apresentadas aqui são inéditas para a família Hylidae, sendo mais uma ferramenta a questionar a ideia de cariótipo conservado em anuros, diante das variações aqui apresentadas.

Abstract: The order Anura, composed of the popularly known toads, frogs and tree frogs, has been suffering a strong threat to its conservation, with reports of recent extinctions. Hylidae is the most diverse family of the order, comprising three subfamilies: Hylinae, Pelodryadinae and Phyllomedusinae. Tribe Cophomantini (one of the tribes of Hylinae) is a diverse clade of Neotropical anurans comprising five genera. Boana was initially withdrawn from the synonymy of Hyla and later called Hypsiboas, changes that reflect the intense phylogenetic reorganizations undergone by the genus. Knowing the vast diversity of the group, integrative taxonomy studies have been important to understand the evolution and relationships of the clade. Given the ecological importance of the group, cytogenetic studies have been used to enrich the evolutionary scenario and help resolve taxonomic and systematic uncertainties. Therefore, the objective of this work was to contribute to the enrichment of chromosomal studies in hylids from the use of classical cytogenetic markers, in situ chromosomal mapping and repetitive DNA sequencing, in three species of the genus Boana, allocated in three different taxonomic groups, all from the Atlantic Forest of Paraná. The karyotypes studied showed differences between themselves, with B. faber and B. prasina invariably presenting 2n = 24 chromosomes, while B. albopunctata presented 2n = 22 chromosomes with the occasional presence of a B chromosome. The karyotype with 2n = 24 chromosomes is a frequent characteristic of the genus Boana, whose origin would be in the karyotype with 2n = 26 chromosomes that, from chromosomal fusions, pericentric inversions or even centromeric repositioning, may explain the variation in the karyotypic structure between hylids. Heterochromatic bands were found predominantly in pericentromeric regions in all species, although additional C bands over telomeric and/or interstitial regions were partially species specific. Nucleolus organizer regions (NORs) were located in only a small pair of karyotypes, whose location is common in Hylinae and suggests a homeology involving NOR-bearing chromosomes. The chromosomal mapping of microsatellite sequences together with 5S, 18S rDNA and telomeric probes come as factors to enrich the understanding of repetitive DNA sequences and their relationship with the modeling of the studied karyotypes. The transposable element (TE) Tc1/Mariner showed scattered markings in all chromosomes of the three studied species. The structure and origin of repetitive sequences can explain the current organization of genomes. The TE Tc1/Mariner sequences isolated in this study showed high integrity and all functional domains, suggesting that these transposons are in a recent invasion phase and active in Boana genomes. The in situ mapping of the repetitive sequences presented here is unprecedented for the Hylidae family, being yet another tool to question the idea of a conserved karyotype in anurans, given the variations presented here.