Citogenômica comparativa de espécies de Vigna SAVI (Leguminosae Juss.) - ALVES, Sibelle Williane Dias dos Santos Inocêncio (2022)
A compreensão sobre a constituição e organização dos cariótipos de plantas têm auxiliado estudos evolutivos, sistemáticos e filogenéticos desses organismos. O gênero Vigna Savi (Leguminosae) reúne, em cinco subgêneros (Vigna, Haydonia, Plectrotropis, Lasiospron e Ceratotropis), cerca de 150 espécies, com 2n = 22 cromossomos na maioria das espécies, entre as quais destacam-se V. unguiculata subsp. unguiculata (subg. Vigna, feijão-caupi) e V. angularis (subg. Ceratotropis, feijão- adzuki) com grande importância socioeconômica mundial. O presente trabalho visou compreender a evolução cariotípica de representantes dos cinco subgêneros de Vigna, observando-se a macrossintenia cromossômica e a dinâmica de seus genomas. Para isso, foram usadas abordagens citomoleculares, tais como: medição do conteúdo de DNA (13 taxa), bandeamento por fluorocromos CMA/DAPI, FISH para localização do DNAr 35S e 5S (oito taxa) além de BAC-FISH (nove taxa) e oligo-FISH barcode (oito taxa) para identificação individual dos cromossomos, utilizando sondas desenhadas a partir de V. unguiculata subsp. unguiculata. Adicionalmente, foi realizada pintura cromossômica (oligopainting), utilizando sondas cromossomo- específicas de Phaseolus vulgaris (cromossomos Pv2 e Pv3, seis espécies) bem como análise de blocos genômicos do cariótipo ancestral da tribo Phaseoleae (APK) em espécies de três espécies de Vigna com genomas sequenciados e montados. Dados do tamanho do genoma por citometria de fluxo, e um compilado de dados de 25 espécies, disponível na literatura, de número e posição de sítios de DNAr e conteúdo de DNA foram analisados em conjunto com uma filogenia. Nossos resultados demonstraram que a maioria das bandas CMA+ colocalizaram com os sítios de DNAr 35S, os quais variaram em posição (proximal e terminal) e número (um a sete pares), sendo esta variação correlacionada positivamente com o conteúdo de DNA (1C). Por outro lado, o número de sítios de DNAr 5S permaneceram parcialmente conservados (um a três pares) nos taxa analisados. A abordagem filogenética desses dados indicou uma distribuição aleatória dos sítios de DNAr, porém suportou a hipótese do cromossomo 6 (identificado por BAC-FISH) como ancestral para o DNAr 35S no gênero. Adicionalmente, o barcode de V. unguiculata permitiu identificar os 11 pares ortólogos nas espécies analisadas, exceto em V. vexillata, bem como confirmou rearranjos previamente identificados por BAC-FISH e identificou quebras de sintenia e de colinearidade nos ortólogos, confirmadas pelas análises dos blocos genômicos. A pintura cromossômica revelou macrossintenia com os ortólogos 2 e 3 sobretudo entre as espécies de V. subg. Vigna e V. subg. Ceratotropis, observando-se características mais conservadas dentro dos subgêneros. Outras alterações detectadas foram inversão pericêntrica no cromossomo 4 (V. subg. Vigna), translocação recíproca entre os cromossomos 1 e 5 (V. subg. Ceratotropis), possível deleção no cromossomo 11 de V. radiata, além de múltiplas inversões intrablocos e reposicionamento centrométrico, via blocos genômicos. Vigna vexillata foi a espécie mais divergente, apresentando quebras de macrossintenia não observadas nas demais espécies de Vigna, não sendo possível identificar todos os ortólogos, o que pode estar relacionado ao fato de ela ser pantropical e pertencer a um complexo de espécies. Análises adicionais são necessárias para compreender os rearranjos envolvendo V. vexillata.