Análise citogenômica confirma a origem alotetraploide de Stylosanthes scabra a partir de S. viscosa x S. hamata

Abstract

O gênero Stylosanthes (Fabaceae) possui grande importância agronômica por seu uso forrageiro e sua associação com bactérias nitrificantes, que o torna ideal para adubação verde e recuperação de solos degradados. O gênero tem o Brasil como principal centro de diversidade, sendo citogeneticamente conhecido por apresentar cariótipos estáveis com 2n = 20 e ocorrência de alotetraploides naturais, dentre esses S. scabra. Este trabalho teve como objetivo confirmar a origem desse alotetraploide a partir de S. hamata × S. viscosa. Para isso foi realizado o sequenciamento do DNA genômico total de S. scabra, S. viscosa e S. hamata utilizando a plataforma Illumina HiSeq 2000 com reads pareados. A caracterização da fração repetitiva dos genomas das três espécies foi feita individualmente e comparativamente no programa RepeatExplorer, no qual foi identificado a proporção das famílias de sequências repetitivas para cada espécie. Também foi feito a montagem do genoma plastidial (plastoma) das três espécies utilizando os programas NOVOPlasty v. 2.5.6 e Geneious v.9.1.8. A análise dos clusters obtidos no RepeatExplorer revelou vários grupos de DNA repetitivo presentes em S. scabra que eram específicos do genoma de S. hamata ou de S. viscosa, sendo esses principalmente pertencentes a famílias de DNA satélite. Uma análise dos contigs do DNA ribossomal (DNAr) mostrou alta similaridade de ambos DNAr 5S e 45S entre S. scabra e S. viscosa. A análise dos plastomas revelou uma alta similaridade (99,8%) entre o plastoma de S. scabra e S. hamata indicando que S. hamata seja seu possível parental materno.  Análises de GISH corroboram essa relação de parentesco, mostrando que metade do complemento cromossômico de S. scabra é marcada com cada um do parentais S. hamata e S. viscosa.  A análise comparativa dos sítios de DNAr 5S e 45S por hibridização in situ fluorescente (FISH) revela que S. scabra não possui o somatório dos sítios observados nos seus parentais, sugerindo algum grau de diploidização. A FISH das famílias de DNA satélite específicas e retroelementos de S. hamata e S. viscosa nos cromossomos do híbrido S. scabra poderá contribuir para o entendimento dos mecanismos de evolução e estabilização genômica desse alotetraploide.