Karyotype analyse I Bignonieae (Bignoniaceae): kromosom tall og heterochromatin

DISKUSJON

kromosom nummer 2n = 40 ble funnet i ~90% av arter Av Bignonieae tidligere analysert (Tabell SI). Få arter er 2n ≠ 40, selv om polyploidi er ganske viktig I Anemopaegma (Firetti-Leggieri et al. 2011, 2013), og disploidy synes å være viktig i Mansoa. Utbredelsen av 2n = 40 er også observert i andre supra-generiske grupper Av familien Bignoniaceae, som I Catalpeae og Tabebuia alliance clade (Goldblatt og Gentry 1979, Piazzano 1998). Diploide tall er variable i andre klader Av Bignoniaceae, men som i stammene Oroxyleae (2n = 14 og 15; Goldblatt og Gentry 1979), I Tecomeae sensuOlmstead et al. (2009) (2n = 22, 36 og 38; Goldblatt Og Gentry 1979, Piazzano 1998, Chen et al. 2004, Piazzano et al. 2015), I Jacarandeae (2n = 36; Cordeiro et al. 2016b), Og I slektene Argylia D. Don (2n = 30; Goldblatt og Gentry 1979) Og Delostoma D. Don (2n = 42; Goldblatt og Gentry 1979).

våre data bekreftet tidligere registreringer av kromosom tall I Bignonieae. Fem av syv nye poster hadde 2n = 40 (Adenocalymma divaricatum, Amphilophium scabriusculum, Fridericia limae, F. subverticillata og Xylophragma myrianthum). I tillegg er en ny cytotype beskrevet her for slekten Anemopaegma, mer spesifikt For a. citrinum (2n = 60), siden tidligere teller for den slekten var 2n = 40 og 80 (Firetti-Leggieri et al. 2011, 2013). Gentry (1973) bemerket At Anemopaegma er en Av De mest kompliserte slektene Av Bignonieae på grunn av den brede fenotypiske plastisiteten til noen arter – noe som har ført til at flere forfattere vurderer forskjellige fenotyper som forskjellige arter. Anemopaegma citrinum er begrenset til tørre regioner I Brasil, mens en morfologisk nær art, a. chamberlaynii (Sims) Bureau & K. Schum., er utbredt I Sør-Amerika(Se Lohmann and Taylor 2014). Begge artene viser store variasjoner i blad og beger former og størrelser; det er mulig å skille mellom dem på grunn av variasjoner i morfologiene av deres blomsterstand, så vel som de større profetiene I a. chamberlaynii (mindre eller mangler I a. citrinum). Det ulike kromosom tall kan også hjelpe i å skille mellom dem, med 2n = 40 I a. chamberlaynii (Goldblatt og Gentry 1979, Firetti-Leggieri et al. 2011) og 2n = 60 i a. citrinum. Videre studier, inkludert prøver fra forskjellige populasjoner, vil fortsatt være nødvendig for å avgjøre om triploidi er et vanlig trekk i a. citrinum.

Disploidy finnes bare I Mansoa (2n = 38) I bignonieae. Den slekten ble nylig omskrevet basert på molekylære og morfologiske bevis og inkluderer nå arter som tidligere var plassert i Pachyptera, Som Mansoa hymenaea, mens m. difficilis lenge hadde blitt plassert I Mansoa (Lohmann and Taylor 2014). De tilsvarende kromosomtall av de to taxa synes å representere ytterligere bevis bekrefter synonymisering av de fleste arter Av Pachyptera I Mansoa.

Noen arter Av Anemopaegma, Dolichandra og Pyrostegia har antatt polyploidi. Alle kjente polyploide Arter Av Anemopaegma er Fra Den Brasilianske Cerrado og tilhører et morfologisk lignende kompleks av arter kalt «Anemopaegma arvense complex» (Firetti-Leggieri et al. 2011, 2013). Noen prøver av a. arvense viser oss et kontinuum av ellers forskjellige morfologiske egenskaper, noe som kan indikere hybridisering. Derfor representerer 2n = 80 posten sannsynligvis allopolyploidy (Firetti-Leggieri et al. 2011, 2013). Den nye posten funnet her av 2n = 60 i en art utenfor » Anemopaegma arvense complex «(A. citrinum), derimot, kan representere fusjon av en vanlig redusert gamete (n) med en uredusert gamete (2n) av samme art, og genererer triploidprøven analysert her. I Tillegg til a. citrinum ble 2n = 60 også observert I Pyrostegia venusta (Joshi Og Hardas 1956). Selv om triploider er sterile, kan triploide gameter befruktes av vanlige reduserte gameter (n) og generere fruktbare tetraploider (Levin 2002). Genereringen av tetraploider som involverer triploide broer er en velkjent mekanisme (se De Wet 1971 for en gjennomgangsstudie) og kan spille en viktig rolle i å generere polyploidi i planter (Soltis et al. 2007, Mason og Pires 2015). Pyrostegya venusta, for eksempel, har også poster på 2n = 40 (Goldblatt og Gentry 1979, Piazzano 1998) og 2n = 80 (Cordeiro et al. 2016a). Dette forsterker hypotesen om at polyploidi involverer triploide broer er en evolusjonær mekanisme som virker I Bignonieae.

Et annet eksempel på polyploidi ble registrert for Dolichandra unguis-cati. Denne arten er utbredt i våte og tørre skoger i den neotropiske regionen, fra sørlige Usa gjennom Argentina(Lohmann and Taylor 2014). Polyploidi er svært vanlig hos invasive arter (se Beest et al. 2012 for en gjennomgang), og Dolichandra unguis-cati er en viktig invasiv art I Australia, De Forente Arabiske Emirater og Sør-Afrika(Fonseca and Lohmann 2015). Registreringer av 2n = 40 og 80 for denne arten kan ha resultert fra autopolyploidy, selv om dens sympatric distribusjon med nært beslektede arter D. quadrivalvis, assosiert med sin brede distribusjon og potensial som en invasiv plante, antyder allopolyploidy. Videre studier som involverer reproduktiv biologi og populasjonsgenetikk av disse nært beslektede artene vil være avgjørende for å forstå hvordan den arten har løst en tetraploid karyotype.

Fluorokromer har vist seg å være et kraftig cytotaksonomisk verktøy i karyotypeanalyse. De forskjellige fargemønstrene av heterochromatin avslørt ved bruk av denne teknikken er nyttige for å skille mellom plantegrupper med svært stabile kromosomtall (Guerra 2000). Minst seks FORSKJELLIGE gc-rike båndmønstre observeres I Bignonieae, og de er vanligvis telomere. Kromosom Type A er det vanligste mønsteret, som forekommer hos 79,16% av de studerte artene. Dette store bandet kan være relatert til nukleolære organizer regioner (NORs) fordi deres plassering på, eller nær, telomere deler av kromosomene. Kromosomtyper B, C, D Og F var variable med hensyn til tilstedeværelse / fravær og antall blant de forskjellige artene, og synes derfor å være mest egnet for cytotaksonomisk analyse innenfor Bignonieae. Kromosom Type E var den sjeldneste, bare observert I Fridericia pubescens. Variasjonene av tallene og plasseringene av heterokromatiske bånd kan gjenspeile satellitt-DNA-forsterkning, retrotransposoner og samforsterkning av tandemrepetisjoner og / eller andre transposable elementer (Eickbush and Eickbush 2007, Hobza et al. 2015, Evtushenko et al. 2016). Til tross for de mange mekanismer som er i stand til å produsere forskjellige mønstre, har variasjoner i heterochromatinmønstre blitt brukt til å bekrefte de taksonomiske plasseringene av mange taxa. Citrus er et godt eksempel, som de syv kromosomtyper beskrevet Av Guerra (1993) Og Corné et al. (2003) har vært mye brukt til å skille mellom ulike prøver, sortar , og hybrider – selv arter av beslektede slekter (Corné et al. 2003, Carvalho et al. 2005, Barros E Silva et al. 2010).

ifølge Guerra (2000) er heterochromatin ikke homogent og kan variere kvalitativt og kvantitativt mellom taxa, noe som gjør det potensielt nyttig for taksonomiske formål. Selv om arten av noen slekter har konstante mønstre av heterochromatiske bånd, som Crinum (Ahmed et al. 2004), Lycium (Stiefkens et al. 2010), Og Pereskia (Castro Et al. 2016), ingen slekt Av Bignonieae som har hatt mer enn en art samplet har blitt observert å demonstrere noen bestemt banding mønster; identiske karyotyper, på den annen side, har blitt observert i arter av distinkte slekter. Karyotype 2 A + 38 F, for eksempel, deles Av Adenocalymma imperatoris-maximilianii, Cuspidaria lateriflora, Fridericia dikotom, F. limae og Stizophyllum riparium; karyotype 4 A + 36 f deles av f. platyphylla Og Amphilophium elongatum; og 2 A + 2 C + 36 F deles Av f. subverticillata og Tanaecium selloi. De vanligste karyotypene er basert på kromosomtyper a, B Og F, med variabelt antall Typer B Og F (mer spesifikt 2 A + 2-10 B + 28-36 F). Denne karyotypen deles av Amphilophium crucigerum, anemopaegma album, Dolichandra quadrivalvis, Lundia longa og Mansoa difficilis. I tillegg til disse taxaene viser to av de tre polyploide artene (Dolichandra unguis-cati og Pyrostegia venusta) de samme mønstrene når formelen multipliseres med ploidi-tallet. Elleve arter har eksklusive karyotyper, inkludert Fridericia pubescens (22 B + 10 E + 8 F), med den eksklusive kromosomtype E. våre resultater tyder på at det er betydelige variasjoner i heterochromatin banding mønstre i familien Bignonieae, selv om deres fremtidige nytte vil avhenge av videre studier, inkludert flere prøver per art. Bredere studier vil tillate oss å bedre forstå variasjoner i kromosomtyper av arter som har 2 A + 2-10 B + 28-36 F karyotype (dvs.hvis denne karyotypen er stabil innenfor samme art), og bidra til at det ikke er noen variasjoner i karyotypene av arter som har eksklusive karyotyper. Dette vil sikkert være en interessant undersøkende linje å følge.

Legg igjen en kommentar

Din e-postadresse vil ikke bli publisert.