Divergência molecular e composição genômica de cromossomos B em Cyphocharax modestus (Characiformes, Curimatidae)

Abstract

Os cromossomos B, também conhecidos como cromossomos supranumerários, representam elementos dispensáveis encontrados em organismos eucarióticos, os quais estão presentes em diversas espécies de peixes, incluindo em representantes de Characiformes. Elementos repetitivos como os DNAs satélites (satDNAs) têm tendência de acumularem em regiões de baixa recombinação, como por exemplo, nos cromossomos supranumerários. Em Cyphocharax modestus, (Teleostei: Characiformes), a presença de cromossomos B tem sido documentada em diversas populações, embora existam poucos estudos buscando analisar DNAs repetitivos nesta espécie. Portanto, visando aumentar o conhecimento sobre a composição dos cromossomos B nesta espécie, caracterizamos o satelitoma de C. modestus e identificamos duas variantes do cromossomo B (aqui chamadas de Be e Bh) as quais se distinguem por sua morfologia, padrões de heterocromatina e composição de sequências repetitivas. Com a utilização da hibridização in situ fluorescente (FISH) e genômica comparativa (CGH) em satélites com maior abundância no portador de cromossomo B foi possível notar que as variantes encontradas podem ter origem intraespecífica e tenham seguido trajetórias evolutivas distintas. Além de caracterizar pela primeira vez o satelitoma desta espécie em um indivíduo portador de cromossomo B e encontrar um satélite específico deste cromossomo, encontramos pela primeira vez um indivíduo portador de cinco cromossomos B, aumentando o conhecimento sobre a composição genômica e a diversidade estrutural dos cromossomos B nessa espécie. Dessa forma, a análise dos cromossomos B e dos DNAs satélites em peixes como C. modestus contribui significativamente para a compreensão da evolução genômica, origem e diferenciação desses elementos e da diversidade biológica presente nesses organismos.

B chromosomes, also known as supernumerary chromosomes, are dispensable genetic elements found in eukaryotic organisms, including several fish species, such as those in the order Characiformes. Repetitive elements, such as satellite DNAs (satDNAs), tend to accumulate in regions with low recombination rates, such as supernumerary chromosomes. In Cyphocharax modestus (Teleostei: Characiformes), the presence of B chromosomes has been documented across several populations, although few studies have focused on analyzing repetitive DNAs in this species. To enhance our understanding of the composition of B chromosomes in C. modestus, we characterized the satellitome of this species and identified two variants of the B chromosome (designated Be and Bh), distinguished by their morphology, heterochromatin patterns, and repetitive sequence composition. Using fluorescence in situ hybridization (FISH) and comparative genomic hybridization (CGH) to analyze satellites with greater abundance in B chromosome carriers, we observed that these variants likely have an intraspecific origin and have followed distinct evolutionary trajectories. In addition, for the first time, we characterize the satellitome of this species in an individual carrying a B chromosome and identifying a specific satellite associated with this chromosome, we also documented, for the first time, an individual carrying five B chromosomes. This finding expands our knowledge of the genomic composition and structural diversity of B chromosomes in this species. Thus, the study of B chromosomes and satellite DNAs in fish species such as C. modestus significantly contributes to our understanding of genomic evolution, the origin and differentiation of these elements, and the biological diversity present in these organisms.