CARACTERIZACIÓN CITOGENÉTICA Y MOLECULAR DE SECUENCIAS REPETIDAS EN EL GENOMA DE AJÍES (CAPSICUM-SOLANACEAE)

GRABIELE, M.

Tesis Doctorado en Ciencias Biológicas

Lugar: Córdoba; Año: 2010 p. 137

Capsicum es un pequeño género americano constituido por 31 especies, 5 de ellas cultivadas como condimentos (ajíes) o vegetales (pimientos). Con el objetivo de evaluar la variabilidad intra e interespecífica, incrementar el conocimiento acerca de la organización y evolución genómica y esclarecer las relaciones filogenéticas en el género, se analizó el componente de ADN repetido en tándem en el genoma de Capsicum a través de diversas técnicas de citogenética molecular y biología molecular. De acuerdo a los patrones de FISH en 8 taxones de Capsicum, representantes de los grupos con x = 12 y 13, utilizando sondas derivadas de ajíes por PCR (ribosómicas: 18S, 25S, ITS/5.8S, IGS) y ensayos con enzimas de restricción (ADN satélite), se caracterizó la heterocromatina constitutiva altamente GC-rica, en su mayoría de posición terminal, de los taxones de Capsicum con x = 12. La misma está constituida por secuencias de ADN mega satélite derivadas del ARNr 18S-25S altamente repetidas en tándem que no participan en la formación de las NORs. Su modo de origen, expresión y evolución en los ajíes está relacionada con su naturaleza dual, heterocromática constitutiva y ribosomal. Su ausencia en los taxones con x = 13 adquiere relevancia evolutiva. A su vez, la caracterización molecular del IGS del ARNr 18S-25S en C. pubescens revela la existencia de 7 regiones estructurales (SRI-VII) de acuerdo a su composición en pares de bases, elementos regulatorios y secuencias conservadas y repetidas. La conservación de estructuras primarias y secundarias entre el IGS de Capsicum y diversas Solanaceae se asocia a su respectiva funcionalidad. De acuerdo al patrón de FISH en 11 especies, representantes de los grupos con x = 12 y 13, utilizando sondas derivadas de ajíes, se revela la existencia de un solo locus de ARNr 5S en el genoma de Capsicum, localizado en posición intercalar del brazo corto de un cromosoma metacéntrico. La amplificación por PCR de la secuencia del ARNr 5S en 23 taxones de Capsicum y su caracterización molecular indican que la diversidd en el bloque ribosomal es de ca. 6-7%, el cual está afectado por diferentes procesos inherentes a su naturaleza repetitiva y funcional constituyendo un sistema evolutivo múltiple. La secuencia consenso del gen de ARNr 5S de Capsicum tiene 120 nt y es idéntica a la de Lycianthes y Solanum. De acuerdo a la evolución molecular del NTS del ARNr 5S, Capsicum es un taxón monofilético de origen reciente en Solanaceae, con ca. 16,8±1,8 millones de años (Ma), constituido por tres linajes principales, establecidos tempranamente durante la evolución del género: A) el clado con x = 13 formado por los actuales C. rhomboideum y C. geminifolium (15,6±1,6 Ma) es hermano del clado constituido por B) los actuales taxones con x = 13 de la costa este de Brasil y C) el grupo de todos los taxones con x = 12, ambos grupos separados hace 13,8±1,8 Ma. De la superposición de los datos citogenéticos y de tamaño genómico disponibles sobre la filogenia molecular basada en el NTS del ARNr 5S surgen consideraciones adicionales con respecto a la evolución de los ajíes: A) el ancestro común de Capsicum presenta un tamaño genómico pequeño y x = 12, B) la transición de x = 12 a 13 ocurrió 2 veces en la historia evolutiva del género, C) un aumento del tamaño genómico de 3 veces con respecto al original debido a elementos repetidos dispersos (i.e., transponibles) ocurrió en el ancestro común del clado formado por los actuales taxones con x = 13 de la costa este de Brasil y todos los de x = 12, D) aunque la heterocromatina constitutiva evoluciona concertadamente con respecto a su naturaleza, cantidad, número de loci y distribución intragenómica, lo hace de manera neutral en el género como un todo, determinando la morfología cariotípica y el tamaño genómico de la mayoría de los taxones actuales, lo que permite la delimitación citogenética de las especies en el género de los ajíes.