Evolução cariotípica em Cuscuta L. (Convolvulaceae)

Abstract

O gênero Cuscuta L. (Convolvulaceae) está representado por cerca de 200 espécies de distribuição cosmopolita. São plantas holoparasitas que se prendem ao seu hospedeiro por haustórios. Citogeneticamente esse gênero é muito variado e aparentemente possui características citogenéticas especificas em cada um dos seus quatro subgêneros. Apresenta muitos indivíduos poliploides, alguns deles alopoliploides confirmados; além de espécies com cariótipos bimodais, e com cromossomos monocentricos ou holocêntricos. Apresenta também ampla variação quanto aos tamanhos cromossômicos e tamanhos do genoma. Estudos mostrando caracterização da heterocromatina e composição da fração repetitiva revelaram que, em Cuscuta, a variação dos tamanhos genômicos está correlacionada com a amplificação de diferentes classes de DNA repetitivo. Esses resultados sugerem a influência da fração repetitiva e da heterocromatina na evolução cariotípica do gênero. A fim de entender o papel das sequências repetitivas na evolução da diversidade cariotipica de Cuscuta, foi utilizado o sequenciamento de baixa cobertura do DNA genômico de C. nitida, uma espécie com cariótipo bimodal do subgênero Pachystigma, com o objetivo de caracterizar e mapear as principais classes de sequências repetitivas envolvidas no surgimento de cariótipos bimodais no subgênero. Além disso, foram avaliadas a distribuição de bandas CMA/DAPI e de sítios de DNAr nessa e em outras duas espécies do mesmo subgênero. Os dados demonstram que Pachystigma é caracterizado pela presença de espécies com cariótipos bimodais. Além disso, o acúmulo de DNA repetitivo, predominantemente nos dois maiores pares cromossômicos de C. nitida, foi o principal responsável pelo surgimento do cariótipo bimodal dessa espécie. No segundo capítulo, foram realizadas reconstruções de caracteres ancestrais de número cromossômico, tamanho do genoma e distribuição de sítios de DNAr 5S e 35S, para entender os mecanismos envolvidos na evolução cariotípica do gênero Cuscuta. Além de um levantamento de dados citogenéticos publicados, foram gerados dados inéditos utilizando técnicas como hibridização in situ fluorescente e citometria de fluxo. Os dados suportam n = 15 como número ancestral do gênero Cuscuta e as mudanças numéricas ocorreram principalmente por poliploidias, mais frequentes no subgênero Grammica e disploidias, mais comuns no subgênero Cuscuta, comprovando a influência da holocentricidade na evolução do número cromossômico no grupo. Além disso, foi verificada uma expansão do tamanho do genoma em Cuscuta em relação às outras Convolvulaceae, o que pode estar correlacionado com o estilo de vida parasita das espécies desse gênero. Por fim, os sítios de DNAr em Cuscuta apresentam grande variação de número e posição, principalmente o DNAr 35S, em parte relacionado à evolução da heterocromatina. Cuscuta apresenta uma excepcional diversidade cariotípica dentro das angiospermas. Os dados sugerem que diferentes mecanismos evolutivos são preponderantes nos diferentes subgêneros em Cuscuta e a dinâmica do DNA repetitivo desse gênero é a principal responsável pela diversidade reportada nessas espécies.