PERFIS DE DISTRIBUIÇÃO DE HETEROCROMATINA CONSTITUTIVA E CONTEÚDO DE DNA EM Mimosa L. E EM Solanum L.

Abstract

RESUMO: A caracterização citogenética e genômica é essencial para o estudo da diversidade vegetal e evolução dos recursos genéticos vegetais. Mimosa L. destaca-se por possuir uma rica biodiversidade endêmica do Cerrado brasileiro, contribuindo para a manutenção da sustentabilidade dos ecossistemas terrestres. O gênero Solanum L. possui destaque socioeconômico pela movimentação global de várias espécies importantes para a segurança alimentar mundial, em especial a batata (S. tuberosum L) e o tomate (S. lycopersicum L.). Apesar da relevância desses gêneros, suas espécies silvestres permanecem subexploradas, principalmente, sob a perspectiva citogenética e genômica. Neste trabalho, avaliou-se o cariótipo de diferentes populações de sete espécies de Mimosa e de doze espécies de Solanum mediante bandeamento por fluorocromos CMA/DAPI e estimativa do conteúdo de DNA por citometria de fluxo. Em Mimosa, eventos de polissomatia foram observados em seis espécies, exceto na espécie diploide M. verrucosa. O número de bandas de heterocromatina constitutiva (HC) CMA+ variou de quatro em M. caesalpiniifolia (células diploides) a 104 em M. candollei (células octaploides), sem aparente relação com a filogenia do gênero. O conteúdo de DNA variou de 1 C = 0,64 pg (M. sensitiva) a 1C = 1,55 pg (M. arenosa), sem relação com seu nível de ploidia (r = 0.1417). Os dados sugerem que a polissomatia é evento comum no gênero, possivelmente representando uma estratégia para adaptação dessas plantas ao ambiente, bem como seu crescimento e desenvolvimento. Nesse trabalho, realizou-se a primeira análise intra e interespecífica com relação ao padrão de HC e conteúdo de DNA para diferentes espécies de Mimosa, contribuindo para a compreensão da dinâmica da heterocromatina e organização genômica desse gênero cientificamente negligenciado. Em Solanum, reportamos novos dados de HC para S. andreanum, S. peruvianum, S. paludosum e valores de conteúdo de DNA 1C para S. corneliomullerii e S. andreanum, em um contexto filogenético. O número de blocos de HC variou de dois (S. viarum) a 42 (S. paludosum). Espécies do clado Potato geralmente exibiram maior número de blocos CH, enquanto em Lepstostemonum, geralmente exibiram poucos blocos, exceto S. paludosum. Contudo, não foi possível inferir a relação entre o padrão HC e os clados filogenéticos. O valor médio 1C variou de 1,0 pg em S. melongena (diploide) a 1,80 pg em S. laciniatum (octaploide), com correlação moderada (r = 0.69) para os níveis de ploidia das espécies analisadas. A caracterização citogenética de Mimosa e Solanum contribui, portanto, para a compreensão da sua estrutura cariotípica, distribuição do DNA repetitivo, estimativa do tamanho do genoma e dinâmica evolutiva dentro desses gêneros, fornecendo subsídios para estratégias de conservação e de programas de melhoramento genético de espécies de grande importância econômica, ambiental e social. ABSTRACT: Cytogenetics and genomics characterization is essential for understanding plant diversity and evolution of plant genetic resources. Mimosa L. stands out for its high biodiversity, most endemic to the Brazilian Cerrado, notably contributing to the sustainability of terrestrial ecosystems. Solanum L., in turn, has major socioeconomic importance due to the global importance of several species for world food security, particularly potato and tomato. Despite the relevance of both genera, their wild species remain largely underexplored, particularly from cytogenetic and genomic perspectives. In this study, we evaluated the karyotypes of different populations of seven Mimosa species and twelve Solanum species using CMA/DAPI fluorochrome banding and genome size estimation by flow cytometry. In Mimosa, polysomaty events were detected in six species, except for the diploid species M. verrucosa. The number of constitutive heterochromatin (CH) CMA⁺ bands ranged from four in M. caesalpiniifolia (diploid cells) to 104 in M. candollei (octaploid cells), with no apparent relationship to the phylogeny of the genus. Nuclear DNA content ranged from 1C = 0.64 pg (M. sensitiva) to 1C = 1.55 pg (M. arenosa), with no correlation with ploidy level (r = 0.1417). Our data indicates that polysomaty may be a common feature in the genus, possibly representing as an adaptive strategy related to growth, development and environmental conditions. This work provides the first intra- and interspecific analysis of CH patterns and DNA content across different Mimosa species, contributing to the understanding of heterochromatin dynamics and genome organization in this scientifically neglected genus. In Solanum, we report new CH data for S. andreanum, S. peruvianum, and S. paludosum, as well as novel 1C DNA content estimates for S. corneliomullerii and S. andreanum, in a phylogenetic context. The number of CH blocks ranged from two (S. viarum) to 42 (S. paludosum). Species of the Potato clade generally exhibited a higher number of CH blocks, whereas members of Leptostemonum clade exhibited fewer blocks, except for S. paludosum. However, we could not infer a clear relationship between the CH pattern and the phylogenetic clades. Mean of 1C value ranged from 1.0 pg in S. melongena (diploid) to 1.80 pg in S. laciniatum (octaploid), revealing a moderate correlation with the ploidy levels (r = 0.69). The cytogenetic characterization of Mimosa and Solanum enhances our understanding of karyotype structure, repetitive DNA distribution, genome size estimation and evolutionary dynamics within these genera, providing valuable information for conservation strategies and breeding programs of species with significant ecological, economic, and social importance.