Citogenética Clássica e Molecularem Passifloras:

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1 Citogenética Clássica e Molecularem Passifloras: M arta Dias Soares-Scott Laura Maria Molina Meletti Luís Carlos Bernacci Ilene Ribeiro da Silva Passos 1

2 Citogenética -É a ciência que estuda os constituintes celulares portadores da informação genética (cromossomos). -Teoria da herança cromossômica, relaciona os cromossomos com as leis mendelianas de herança, marco para o estudo dos cromossomos. -Desenvolveu-se início do século passado e progresso acompanha o aprimoramento de técnicas e equipamentos de microscopia. -Cariótipo é estabelecido, a partir da forma e do número de cromossomos de uma espécie. Fornece informações para o estabelecimento das relações entre espécies, com respeito à organização dos cromossomos. Cariograma = imagem dos cromossomos/ Ideograma = esquema dos cromossomos. 2

3 forme as idéias Interfase Prófase apresentação Metáfase Anáfase Telófase 3

4 Análise citogenética : 1. Número e morfologia dos cromossomos mitóticos 2. o aspecto do núcleo interfásico 3. o comportamento de cromossomos meióticos e a microsporogênese 4

5 1.Morfologia Detalhes sobre este tópico Exemplos e informações de suporte Como isso se relaciona com o público 5

6 2. intérfase, para metáfase Exemplos e informações de suporte 6

7 3. -Fertilidade dos gametas masculinos e femininos é dependente da normalidade meiótica. -Irregularidades meióticas em células-mães de pólen comportamento e distribuição dos cromossomos. -Resultam em: -alteração de número cromossômico; -ocorrência de univalentes por falta de pareamento de alguns pares de homólogo; -bivalentes não orientados, por problemas de fuso; -pontes, terminalização inadequada de quiasmas; -micronúcleos resultantes de quebras ou univalentes. 7

8 - Poliploidia é apontada como variação cromossômica predominante na evolução das plantas. - Diferentes tipos de células podem sofrer ciclos endomitóticos ou mesmo sofrer um erro meiótico (não redução cromossômica) e resultam em células poliplóides. - Dentro de um gênero ou mesmo de uma espécie podem ocorrer números gaméticos diversos que são múltiplos perfeitos, denominados de série poliplóide, sendo considerado como número básico o menor número haplóide desta série, representado por X. 8

9 - o número, o tamanho e a forma dos cromossomos, são marcadores úteis para o reconhecimento de cada par cromossômico, e auxiliam em novas combinações e cruzamentos - a introgressão de genes pode ser incrementada por detecção de cromossomos ou segmentos cromossômicos pois o estado híbrido da planta pode ser determinado pelo número somático de cromossomos e também pelo comportamento meiótico. 9

10 Coloração diferencial, bandeamentos: - Blocos de coloração diferenciada, regiões aparecem como faixas transversais mais coradas nos cromossomos, recebendo assim a denominação de bandas - Banda C - regiões de heterocromatina constitutiva, seqüências de DNA altamente repetitivo, não codificam proteínas (não têm atividade gênica). - Banda NOR - técnica de impregnação pela prata, (AgAS) detecta as regiões ativas na intérfase precedente pela associação da prata com as proteínas nucleolares - Banda C-CMA/DAPI fluorocromos CMA (reconhece sítios ricos em GC) e DAPI (reconhece sítios ricos em AT). Diferenciação entre regiões ricas em GC (CMA+/DAPI-), AT (CMA-/DAPI+) e balanceada GC/AT ou neutra (CMA 0 /DAPI 0 ). 10

11 -importantes para a identificação de cromossomos homólogos e homeólogos. - caracterização de polimorfismos ou de relações de parentesco entre espécies próximas, distinguindo possíveis rearranjos cromossômicos. Citogenética molecular - - localização de genes ou de seqüências de DNA repetitivo. - - Hibridações Fluorescentes in situ, ou FISHs. - -Hibridação de genomas inteiros, através de GISH (Hibridação Genômica in situ), tem fornecido interessantes dados sobre o estudo de híbridos e espécies proximamente relacionadas. -Técnicas utilizadas para localizar diferentes seqüências de DNA em cromossomos mitóticos ou meióticos, em núcleos interfásicos e em fibras de cromatina estendidas 11

12 Esquema simplificado da técnica de hibridização in situ. (a) A seqüência de DNA a ser utilizada como sonda deve ser isolada e marcada. Ana Christina Brasileiro-Vidal & Marcelo Guerra 12

13 Citogenética de Passiflora - gênero Passiflora, e demais gêneros de passifloráceas, pouco estudado citológicamente. - informações citogenéticas registradas em 68 espécies do gênero Passiflora, 8 subespécies e 14 híbridos interespecíficos,pouco para 400 espécies conhecidas. - este número de espécies representa 16,1% no gênero, das 83 registradas (Melo et al. 2001). - Amplitude significativa para tamanho e número de cromossomos, em três grupos: x = 6, x = 9 e x = 9 ou 10, em maior freqüência. - Há registros para x= 7, 10, 11, 12,18 e 42. O número 2n varia no grupo x = 6, havendo espécies com 2n = 12, 2n = 24, 2n = 36 e 2n = 84 cromossomos; no grupo x = 9 com espécies onde 2n = 18 cromossomos, e no grupo x = 9 ou 10 com espécies 2n = 18, 2n = 20, 2n =

14 -Menor número haplóide é x = 6 (n = 6) sugere poliploidia nos processos evolutivos - Variação no nível de ploidia até 14x (14n). - Espécies horticulturalmente importantes 2n = Há indicações sugerindo que as espécies com 2n = 18 poderiam ter evoluído através da poliploidia ou pelo processo inverso, a partir de espécies com 2n = 24 por sucessivas perdas de pares cromossômicos. - O grupo x=12, deixa de ser um grupo secundário, já que aparentemente tem papel importante na evolução do gênero e é representado em outros gêneros da família, é importante lembrar que x=6 é derivado de x=12 ou vice versa. -Cromossomos pequenos,comprimento de 1,63 a 3,73 µm. - Cariótipos simétricos, centrômeros em posição mediana e sub-mediana, com relação de braços variando de 1,12 a 1,59 µm e presença de satélites. 14

15 Metáfase mitótica de Passiflora edulis 2n=18. 15

16 Cromossomos metafásicos de P. setacea, portadores de satélites 16

17 - Citogenética em híbridos interespecíficos de Passiflora, tanto zigóticos como somáticos são pouco freqüentes. - Híbridos mostram compatibilidade interespecífica, alguma fertilidade na parte masculina ou feminina, apesar de não frutos. - Irregularidade meióticas e alterações na formação do pólen, bem como diminuição na viabilidade polínica em ambos os tipos de híbridos. - O híbrido sexual mostrou-se mais regular que o híbrido somático. - híbrido somático P. edulis+ P. incarnata diferenças no tamanho de grão de pólen e diminuição na viabilidade polínica. - Presença de pólens viáveis indica que os híbridos tem potencial no melhoramento genético 17

18 Multivalentes e cromossomo retardatário P. edulis + P. incarnata 18

19 Tétrades, micronúcleo e micrósporos em P. edulis + P. incarnata 19

20 Grãos de pólen de P. edulis x P. setacea, pólens viáveis e inviáveis 20

21 Citogenética molecular em Passiflora -FISH com sondas de rdna 45S e 5S em 20 espécies de Passiflora Melo e Guerra(2003). -5S mostra um sítio apenas em 17 espécies em P. suberosa e P. foetida com 2 sítios e P. misera com 6 sítios, indicando possível origem poliplóide. - cromossomos muito compactados com dificuldade na localização dos pares portadores destes sítios, pq. bloqueador de divisão 24 horas. -Estamos utilizando sonda PTA71, r DNA 45S em híbridos P. edulis x P. incarnata, P.edulis x P. setacea,e nos parentais. 21

22 P. edulis x P. incarnata 2 sinais 22

23 Hibridação in situ P.edulis x P. setacea 4 a seis sinais 23

24 Hibridação Genômica GISH- confirma a hibridação. -lote de cinco cromossomos inteiros corados em vermelho que são de P. setacea, outro lote de 9 com fluorescência em amarelo de P. edulis e um lote de coloração laranja indicando seqüências de ambas as espécies P.setacea e P.edulis. 24

25 P. edulis x P. setacea 25