Estudios citogenéticos clásicos y moleculares en Andropogon Sección Notosolen Stapf. del cono sur de Sudamérica.

Tesis

Resumen *

Estudios citogenéticos clásicos y moleculares en Andropogon Sección Notosolen Stapf. del cono sur de Sudamérica.El género Andropogon L. fue descripto por Linnaeus en 1753, quien reconoció 12 especies en la primera edición de Species Plantarum. Actualmente dichas especies están re-distribuidas en 9 géneros representados en las regiones tropicales y subtropicales de ambos hemisferios. Considerado el género más representativo dentro de las Andropogoneae, actualmente cuenta con aproximadamente de 100 a 120 especies con diferentes niveles de ploidía, distribuidas principalmente en los pastizales naturales de América y África. El número cromosómico básico es x=10, aun cuando existen algunas excepciones en especies del viejo mundo. En el continente africano, la mayor parte de las especies son diploides o tetraploides (2n=2x=20 o 4x=40). América del Sur, comparte con América Central algunos representantes diploides, siendo particularmente rica en especies hexaploides (2n=6x=60) y América del Norte con numerosos representantes diploides y muy pocos hexaploides.Dentro del género Andropogon L. se reconocen 4 secciones (I) La sección Andropogon presumiblemente originaria del continente africano; (II) la sección Leptopogon principalmente americana con pocos representantes en África; (III) la sección Piestium que cuenta con mayor cantidad de representantes en el continente africano; (IV) la sección Notosolen, citada originalmente solo para África, pero en la actualidad, algunos autores incluyeron dentro de esta sección a especies sudamericanas como A. barretoi Norrmann & Quarin, A. exaratus Hack y A. glaucophyllus Rosengurtt, Arrillaga e Izaguirre. Se agrega a esta sección A. gayanus Kunth, principal componente de las sabanas de África tropical.La presente tesis tiene como principal objetivo el estudio de las especies del cono sur de Sudamérica de la Sección Notosolen Stapf y las relaciones existentes entre ellas y con especies de igual o de distinto nivel de ploidía de las demás secciones del género.Se realizó el análisis y tratamiento taxonómico clásico en las especies A. gayanus, A. barretoi, A. exaratus, A. glaucophyllus y en los híbridos obtenidos por cruzamientos controlados A. barretoi x A. glaucophyllus; A. glaucophyllus x A. barretoi; A. barretoi x A.exaratus; A. exaratus x A. glaucophyllus; A. glaucophyllus x A. exaratus; A. gerardii x A. barretoi; A. gerardii x A. exaratus; (A. glaucophyllus x A. exaratus) x A. gerardii.En el presente trabajo se presenta el análisis tipológico de las sinflorescencias de: A. gayanus Kunth, A. barretoi Norrmann y Quarin, A. exaratus Hack. y A. glaucophyllus Rosengurtt, Arrillaga e Izaguirre.Los estudios de citogenética clásica permitieron proponer para las especies diploides A. selloanus (Hack) Hack., A. macrothrix Trin. y A. gyrans Ashe, la fórmula cariotípica 18 m + 2 sm. Para el tetraploide A. gayanus la fórmula cariotípica 40 m + (0-2) Bs. Para A. barretoi la fórmula cariotípica 52 m + 6 sm + 2 t + (2-4) Bs. Para A. exaratus la fórmula cariotípica 56 m + 4 sm + (2-4) Bs. Para A. glaucophyllus la fórmula cariotípica 54 m + 6 t. Todas estas entidades presentan un cariotipo simétrico constituido en su mayoría por cromosomas metacéntricos.Se analizó el comportamiento de los cromosomas en meiosis de las especies A. gayanus (2n=4x=40), A. barretoi, A. exaratus y A. glaucophyllus (2n=6x=60) y de los híbridos controlados. En todas las especies se observó una meiosis regular, con formación de 20 bivalentes (20 II) en el tetraploide y 30 bivalentes (30 II) en los hexaploides. En A. barretoi y A. exaratus se observó la presencia de cromosomas accesorios en número variable comportándose como univalentes, siendo la configuración meiótica más frecuente de 30 II + 2-8 Bs.El estudio del tamaño del genoma se realizó por primera vez en el género, en tres especies diploides de la Sección Leptopogon, en las especies de la Sección Notosolen que habitan el cono sur de Sudamérica y en una especie de la Sección Andropogon. El análisis del contenido de ADN permitió realizar las siguientes inferencias: -Entre las especies analizadas, se detectaron diferencias significativas en el contenido de ADN (2C) entre las especies diploides, entre diploides y tetraploides, y entre estas con las hexaploides. Sin embargo, no se detectaron diferencias significativas entre las especies hexaploides. -Al relacionar el número cromosómico con el contenido de ADN por genoma básico C (pg), se observó que los poliploides A. gayanus, A. gerardii, A. barretoi, A. glaucophyllus y A. exaratus, poseen un valor C más bajo que las entidades diploides analizadas. -En las entidades analizadas de Andropogon, se observó en general un aumento del valor 2C y una disminución del valor (C) a medida que aumentó el nivel de ploidía. -En las especies poliploides A. gayanus, A. gerardii, A. barretoi, A.glaucophyllus y A. exaratus, se observó que los valores C son más bajos que los de las especies diploides. -Dentro de las entidades diploides, si bien sus cariotipos se presentan como simétricos, mostraron diferencias significativas respecto al valor del contenido de ADN 2C. Sin embargo, las especies poliploides presentaron cariotipos simétricos y solo se detectó diferencias significativas entre la especie tetraploide con las entidades hexaploides, pero no entre estas últimas. -La correlación entre el contenido de ADN y algunos parámetros del cariotipo, registró que existe una alta correlación positiva directa.Se analizó por primera vez la distribución y composición de la heterocromatina en: A. selloanus, A. macrothrix, A. gyrans, A. gayanus, A. barretoi, A. glaucophyllus, A. exaratus y A. gerardii, lo que permitió determinar la existencia de diferentes patrones de bandas C y DAPI/CMA3. Mediante la técnica de bandeo C, en los taxones diploides, se observó que todos los cromosomas presentaron patrones de heterocromatina constitutiva en forma homomórfica, obteniéndose patrones de distribución de las mismas característico para cada especie estudiada, permitiendo su identificación. En las especies poliploides, el patrón de distribución de la heterocromatina también es homomórfico, y muy semejante entre las mismas, existiendo variaciones en cuanto a la posición y número de las bandas presentes en cada cromosoma.De acuerdo con los resultados de este trabajo, las entidades analizadas, revelaron mayor número de secuencias ricas en AT y GC, siendo muy frecuente que la heterocromatina de las regiones nucleolares, se evidencien positivamente, por estar asociadas a heterocromatina rica en GC.El empleo de la técnica de Hibridación in situ Fluorescente (FISH) permitió por primera vez, el mapeo físico de las regiones de ADN ribosomal en las especies diploides, poliploides e híbridos analizados. El número y la ubicación de los sitios de ADNr en los taxones diploides fue constante mostrando un par de loci 45S, correspondiéndose con el n° de cromosomas con satélites, bandas C+ y CMA3 +/ DAPI- observadas mostrando una alta homomorfía en el patrón FISH de cromosomas homólogos. En las especies hexaploides analizadas, se observó la presencia de un par de loci de ADNr 45S, lo cual podría estar indicando la pérdida de esas secuencias durante la formación del híbrido que dio lugar a estos poliploides y la existencia desilenciamiento de los organizadores nucleolares de una de las especies involucradas, por lo cual no fueron detectadas por FISH.La técnica de Hibridación in situ Genómica (GISH), permitió comparar la homología entre genomas de diferentes niveles de ploidía y secciones: 1.- Comprobar la alta homología entre A. selloanus y A. macrothrix. 2.- Comprobar la homología entre el genoma de A. selloanus y el de A. gyrans. 3.- Evaluar la afinidad entre el genoma de los diploides y el genoma de A. ternatus y el de A. ternarius. 4.- Evaluar la afinidad genómica entre el genoma ?S? y el de A. gayanus, A. barretoi, A. exaratus y A. glaucophyllus, (sección Notosolen Stapf). 5.- Se representó la hipótesis de Stebbins (1975). Según los resultados obtenidos, A. gerardii, podría haberse formado a partir de eventos ancestrales de poliploidización de un diploide norteamericano que habría originado al tetraploide A. ternarius. Los resultados de este trabajo, darían sostén a la primera premisa de dicha hipótesis. Información suministrada por el agente en SIGEVA