Análisis estructural y funcional del cromosoma B del centeno

Resumen

Los cromosomas B (Bs) son cromosomas accesorios, no esenciales, que aparecen en adición a los cromosomas A (As). Presentan gran número de polimorfismos y se mantienen en las poblaciones mediante mecanismos de acumulación que les permiten transmitirse en frecuencias superiores a las esperadas. En el centeno, este mecanismo es postmeiótico y se denomina no disyunción. Para el estudio estructural del B de centeno, se realizó un mapa físico en paquitena mediante Hibridación in situ Fluorescente (FISH) de las secuencias centroméricas: Bilby, ScCCS1, Sc192pb, ScCRW2, pBs301-1, Sc6C6-3, CRRye y ScCL11-1; ADN de orgánulos; y de las secuencias específicas del brazo largo del B: Sc9c130, Sc21c67, Sc26c38, Sc55-3.FGA, Sc63-2.FGA, E3900 y D1100. Todas las secuencias centroméricas y pericentroméricas (salvo pBs301-1 y Sc6C6-3) se encontraban además en los bloques heterocromáticos 2 y 3 del brazo largo. El análisis funcional de estas secuencias en metafase I, mostró que la organización del centrómero del B es diferente a la de los As. Las secuencias específicas del brazo largo se encuentran en la región distal, ocupando los bloques 2, 3, 4, 5 y 6. ScCL11-1 es la única secuencia presente en las regiones centromérica y pericentroméricas y en el bloque 6 (zonas implicadas en la no disyunción). Por otra parte, el ADN de orgánulos se localiza en regiones centroméricas y pericentroméricas, así como en los bloques 1, 2, 3 y 4. Se descubrió un minicromosoma derivado del B de centeno (miniB), que carece de brazos, es asimétrico y está formado por las regiones centromérica y pericentroméricas del B. El estudio de la descendencia permitió conocer que el miniB no se transmitía bien. Se analizó la presencia del miniB en metafases y núcleos interfásicos de las raíces de plantas portadoras de 1 miniB, observándose células con 0 o más de 1 miniB (18,75%). El análisis de la presencia de miniBs en metafase I, permitió observar células con 0, 1, 2 y 3 miniBs, indicando que existe inestabilidad mitótica previa a la meiosis. En anafase I el miniB queda rezagado y separa cromátidas precozmente. En diadas y tétradas el número de núcleos con miniB baja debido a la formación de micronúcleos. Tanto en mitosis como meiosis, en el centrómero del miniB se detectó una señal de CENH3 de menor tamaño que en As y Bs, lo cual puede ser responsable de su baja transmisión e inestabilidad. Se ha descubierto otro nuevo derivado del B de centeno, denominado Iso-BL asimétrico de deleción o deficiencia (adIso-BL). El adIso-BL tiene una estructura muy similar a un isocromosoma en mitosis, pero en paquitena se observó que posee una deleción en la zona media del bloque heterocromático 4, el cual se amplificó 4 veces después de la rotura. Se decidió comparar mediante FISH el apareamiento y la segregación cromosómica de 1B, 2Bs, 2adIso-BL y 2Iso-BL en profase I, metafase I, diadas y tétradas. El apareamiento del B es asincrónico con respecto a los As. Puede adelantar el inicio de la sinapsis a leptotena, puede no completarla en paquitena y puede ser asináptico. Se observó autoapareamiento de los Bs desde leptotena a paquitena, pudiéndose identificar diferentes configuraciones. El adIso-BL no es tan asincrónico en el inicio del apareamiento como el B, no muestra autoapareamiento y el porcentaje de apareamiento es significativamente superior al del B en cigotena y en paquitena. En metafase I el porcentaje de bivalentes del adIso-BL (70,77%) es significativamente superior al de 2Iso-BL (46,77%) y 2Bs (37,96%), lo cual se ve reflejado en diadas y tétradas, habiendo un mayor número de núcleos de diada (99,02%) y de tétrada (82,02%) portadores de adIso-BL que de B estándar (72,78% y 68,15%). El estudio del apareamiento, ha permitido describir dos nuevas variaciones estructurales del B de centeno: un B con una inversión paracéntrica y un adIso-BL con una translocación con dos cromosomas A, que tienen una transmisión significativamente menor a la de un adIso-BL normal.