PAST AND FUTURE OF CYTOGENETICS OF MUGILIDAE: AN UPDATED OVERVIEW

Resumen

ABSTRACT: Mugilidae (Teleostei) include over 70 species worldwide, and approximately 25% of them have beencytogenetically analyzed. Although a review of Mugilidae genetics was recently published, new data have provided a differentperspective on the cytotaxonomic relationships of this group and generated a revision of the chromosomal evolution of theirfamily. Most mugilid species possess the conservative 48-uniarmed chromosome karyotype, with some differences hinging onthe presence or absence of short arms on a sole subtelocentric chromosome pair, thus allowing the identification of twodistinct cytotypes, namely A and B, respectively. Differences in constitutive heterochromatin and in the location of genes 18Sand 5S rRNA can be found within and between these two cytotypes. A recent analysis of the karyotype of Agonostomusmonticola, the family’s most basal species, ascertained that it possesses the B cytotype; and offers the opportunity to bothreconsider relations between the two cytotypes and infer the direction of chromosomal changes during the evolution of thegroup, suggesting that cytotype B could be closer to the ancestral karyotype. Mugil curema is an exception to this scenario,having two different cytotypes (C1 and C2) in terms of number of chromosomes, NOR location, and heterochromatindistribution, though both are mainly or exclusively constituted by biarmed chromosomes. However, neither of the cytotypes(A or B) currently described in the family can be identified as being closer to the ancestral karyotype that underwent theRobertsonian fusion observed in the two C cytotypes; nor is it possible to infer a direct cytotaxonomic relationship betweencytotypes C1 and C2. The cytogenetic features of the family entail a great opportunity to carry out cytotaxonomic andphylogenetic studies as well as structural, evolutionary, and functional analyses of the genome, i.e., a cytogenomic approach.This entails the isolation and cloning of additional satellite DNA families and the production of specific painting probes toallow for whole chromosome painting, whose distribution in the karyotypes of different mugilid species will allow theinvestigation of inter-specific homologies and structural changes leading to mullet chromosomal complement divergence.

Key words: Mullets, karyotype divergence, evolution.

RESUMEN: La familia Mugilidae (Teleostei) incluye más de 70 especies distribuidas en todo el mundo y aproximadamente25% han sido estudiadas citogenéticamente. Aunque recientemente fue publicada una revisión de la genética de la familia, datosactuales han proporcionado una perspectiva distinta de sus relaciones citotaxonómicas, lo que ha generado una revisión de laevolución cromosómica en el grupo. La mayoría de las especies de mugílidos poseen un cariotipo conservado, constituido por48 cromosomas acrocéntricos, con diferencias en la presencia o ausencia de brazos cortos en un único par subtelocéntrico, loque permite identificar dos citotipos, A y B, respectivamente. Diferencias en la composición de la heterocromatina constitutivay en la localización de los genes 18S-rRNA y 5S-rRNA pueden ser encontradas en y entre estos dos citotipos. Un análisisreciente del cariotipo de Agonostomus monticola, especie más basal de la familia, reveló que posee el citotipo B, ofreciendola oportunidad tanto de reconsiderar las relaciones entre los dos citotipos, como de inferir la dirección de los cambioscromosómicos ocurridos durante la evolución del grupo, y ha permitido sugerir que el citotipo B podría ser el más cercano alcariotipo ancestral. Mugil curema es una excepción dentro de este escenario, con dos citotipos (C1 y C2) constituidosprincipal o exclusivamente por elementos de dos brazos y que difieren en el número de cromosomas, localización de las NORs,y distribución de la heterocromatina constitutiva. Sin embargo, ninguno de los citotipos descritos (A o B) puede ser identificadocomo el más cercano al cariotipo ancestral que sufrió la fusión Robertsoniana observada en los dos citotipos C; ni tampoco esposible deducir una relación citotaxonómica directa entre los citotipos C1 y C2. Los detalles de las características citogenéticasde la familia brindan la posibilidad de realizar estudios citotaxonómicos y filogenéticos, así como también el análisis estructural,evolutivo y funcional del genoma, en una aproximación citogenómica. Esto requiere del aislamiento y clonación de familiasadicionales de DNA satélite y de la producción de sondas específicas para emplear la técnica de Whole Chromosome Painting(pintado total del cromosoma), cuya distribución en los cariotipos de diversas especies del grupo permitirá investigar homologíasinterespecíficas y cambios estructurales que han conducido a la divergencia del complemento cromosómico de los mugílidos.

Palabras clave: Lisas, divergencia cariotípica, evolución.