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Chromosomal similarities and differences among four Neotropical Elateridae (Conoderini and Pyrophorini) and other related species, with comments on the NOR patterns in Coleoptera

2007; Wiley; Volume: 45; Issue: 4 Linguagem: Inglês

10.1111/j.1439-0469.2006.00398.x

1439-0469

Marielle Cristina Schneider, Simone Policena Rosa, Mara Cristina de Almeida, Ciniro Costa, Doralice Maria Cella,

Insect Resistance and Genetics

This work deals with the comparative cytogenetic analysis of four Neotropical Elateridae species and reviews the nucleolar organizer region (NOR) patterns on Coleoptera chromosomes, for the first time. The cytogenetic characterization of Conoderus malleatus (Conoderini), Pyrearinus candelarius, Pyrophorus divergens and Pyrophorus punctatissimus (Pyrophorini) was accomplished through the study of mitotic and meiotic cells submitted to standard (Giemsa) and differential staining [silver impregnation and GC-specific chromomycin A3 (CMA3) plus AT-specific 4′-6-diamidino-2-phenylindole (DAPI) fluorochromes]. The analysis of spermatogonial cells revealed the diploid numbers: 2n = 17 in C. malleatus and 2n = 15 in P. candelarius, P. divergens and P. punctatissimus. In these species, the X0 type sex-determination system and the acrocentric morphology of almost all chromosomes were observed. The study of meiotic cells of the four species revealed the occurrence of total synapsis between the autosomes, the presence of one terminal or interstitial chiasma in the majority of the bivalents, and the reductional behaviour and regular segregation of all chromosomes. Although the three Pyrophorini species demonstrated many similar karyotypical characteristics, there was one discrepancy, which was noted in the diplotene cells and concerns the number of bivalents with two chiasmata; P. candelarius only presented one bivalent, P. divergens showed two bivalents and P. punctatissimus exhibited up to four bivalents with two chiasmata. Testicular cells impregnated with silver nitrate demonstrated two terminal NORs located on the fourth autosomal pair of the Conoderini species and on the second autosomal pair of the three Pyrophorini representatives. Use of CMA3/distamycin A (DA)/DAPI staining on the P. candelarius and P. punctatissimus chromosomes revealed that the CMA3 labelled regions were coincident with the NORs. The main strategies of karyotypical differentiation that have occurred among the four Elateridae species and other related species, and the general trends of the NOR shifts during Coleoptera chromosomal evolution are discussed in this work. Semejanzas y diferencias cromosómicas entre cuatro Elateridae neotropicales (Conoderini y Pyrophorini) y Otras especies relacionadas, con comentarios sobre los padrones de NOR en Coleoptera Se presenta un análisis comparativo de cuatro especies Neotropicales de Elateridae y se muestra por primera vez, una revisión sobre el patrón de regiones organizadoras del nucléolo (NORs) en cromosomas de Coleoptera. La caracterización citogenética de Conoderus malleatus (Conoderini), Pyrearinus candelarius, Pyrophorus divergens y Pyrophorus punctatissimus (Pyrophorini) fue efectuada a través del estudio de células mitóticas y meióticas sometidas a tinción estándar (Giemsa) y diferencial (impregnación por plata y fluorocromos CMA3 específicos para GC y DAPI específicos para AT). El análisis de células espermatogoniales mostró que el número diploide de C. malleatus es de 2n = 17 mientras que en Pyrearinus candelarius, Pyrophorus divergens y Pyrophorus punctatissimus es de 2n = 15. En estas especies, el sistema de determinación del sexo es del tipo X0. Se confirmó la morfología acrocéntrica de casi todos los cromosomas. El estudio de células meióticas de las cuatro especies mostró la ocurrencia de sinapsis total entre los autosomas, la presencia de un quiasma terminal o intersticial en la mayoría de los bivalentes y la conducta reduccional y segregación regular de todos los cromosomas. Aunque las tres especies de Pyrophorini mostraron varias características cariotípicas similares, hay una discrepancia que se observó en células en diplotene en relación al número de bivalentes con dos quiasmas. Se verificó que Pyrearinus candelarius sólo presenta un bivalente con dos quiasmas, Pyrophorus divergens dos bivalentes y Pyrophorus punctatissimus hasta cuatro bivalentes con dos quiasmas. Las células testiculares impregnadas con nitrato de plata evidenciaron dos NORs terminales localizadas en el cuarto par autosómico de la especie de Conoderini y en el segundo par autosómico de las tres especies representativas de Pyrophorini. El empleo de la tinción con CMA3/DA/DAPI en Pyrearinus candelarius y Pyrophorus punctatissimus mostró que las regiones marcadas por CMA3 eran coincidentes con las NORs. En este trabajo se discute el mecanismo de diferenciación cariotípica que ha ocurrido entre las cuatro especies de Elateridae y otras especies próximas, así como la tendencia general de alteraciones en la localización de las NORs durante la evolución de los cromosomas de Coleoptera. Please note: Blackwell Publishing are not responsible for the content or functionality of any supplementary materials supplied by the authors. Any queries (other than missing material) should be directed to the corresponding author for the article. Please note: The publisher is not responsible for the content or functionality of any supporting information supplied by the authors. Any queries (other than missing content) should be directed to the corresponding author for the article.