Genome and karyotype differences between diploid and tetraploid desert roses | Diferenças genômicas e cariotípicas em variedades diploides e tetraploides de rosa-do-deserto

Английский. Adenium (Apocynaceae) is a genus that contains succulent species, with sculptural stems and large variations in flower shapes and colors. Most of the world's production chain consists of hybrids, and A. obesum (2n = 22) is the species with the greatest ornamental interest. Adenium arabicum (2n = 44) and A. obesum differ in their morphological characteristics and are found in distinct geographical areas. However, according to botanical nomenclature rules, A. arabicum should be named A. obesum or a variety thereof. Although genetic variation data for desert roses is scarce, it is crucial for the ornamental plant production sector. The objective of this study was to gain an understanding of the genomic diversity among diploid and tetraploid A. obesum varieties through the use of various cytomolecular methods. The karyotypes were composed of meta- and submetacentric chromosomes, and the genome size ranged from 2C = 1.98 pg in diploid samples to 2C = 2.92 pg in tetraploid samples. Chromosome banding revealed similarities between the varieties, with the accumulation of AT-rich regions (DAPI+) bands present in the proximal-interstitial chromosome regions, and a smaller amount of GC-rich regions (CMA+). The DAPI+ and CMA+ regions, along with ribosomal DNA and Gypsy retrotransposons, predominated in the interphase chromocenters. Differences in the morphology, chromosome number, in situ hybridization signals, and the DNA C-value decrease between these two groups of samples reinforces that they are distinct species and not varieties. Such information is important for the genetic improvement of desert roses.

португальский. Adenium (Apocynaceae) é um gênero de espécies suculentas, com caules esculturais e grandes variações nas formas e cores das flores. A maior parte da cadeia de produção mundial consiste em híbridos, e A. obesum (2n = 22) é a espécie com maior interesse ornamental. Adenium obesum e A. arabicum (2n = 44) diferem em suas características morfológicas e são encontrados em áreas geográficas distintas. De acordo com as regras de nomenclatura botânica, A. arabicum deveria ser chamado por A. obesum ou uma variedade dele. No entanto, isso pode ser geneticamente questionável. Embora os dados de variação genética para as rosas do deserto sejam escassos, eles são cruciais para o setor de produção de plantas ornamentais. O objetivo deste estudo foi usar dados de citometria de fluxo, caracterização dos cariótipos e núcleos, porção repetitiva de DNA, bioinformática e localização física de sequências por hibridização in situ, para melhorar a compreensão da diversidade genômica entre variedades diploides e tetraploides de A. obesum. Os cariótipos foram compostos por cromossomos meta e submetacêntricos, e o tamanho dos genomas variou de 2C = 1,98 pg em amostras diploides a 2C = 2,92 pg em amostras tetraploides. O bandeamento cromossômico revelou similaridades entre as variedades, com o acúmulo de bandas de regiões ricas em bases AT (DAPI+) presentes nas regiões cromossômicas intersticiais-proximais, e uma quantidade menor de regiões ricas em bases GC (CMA+). As regiões DAPI+ e CMA+, juntamente com o DNA ribossômico e os retrotransposons Gypsy, predominaram nos cromocentros na interfase. Diferenças na morfologia, número de cromossomos, sinais de hibridização in situ e de redução do valor C do DNA entre esses dois grupos de amostras, reforçam a ideia de que são espécies diferentes e não variedades. Principalmente porque seria muito difícil obter meiose regular a partir do cruzamento de dois conjuntos diferentes de cromossomos. Essas informações são importantes para o melhoramento genético das rosas do deserto.