Цитологія і генетика 2021, том 55, № 6, 80-82
Cytology and Genetics 2021, том 55, № 6, 583–589, doi: https://www.doi.org/10.3103/S0095452721060104

Characterization of Chromosomal and Repetitive Elements in the Genome of Rana nigrovittata (Anura, Ranidae): Revealed by Classical and Molecular Techniques

Phimphan S., Aiumsumang S., Tanomtong A.

  1. Biology program, Faculty of Science and Technology, Phetchabun Rajabhat University, Phetchabun, 67000, Thailand
  2. Department of Biology, Faculty of Science, Khon Kaen University, Muang, Khon Kaen 40002, Thailand

РЕЗЮМЕ. Дослідження каріотипу і структури мікросателітів у геномі Rana nigrovittata проводили з метою встановлення стандартного каріотипу, хромосомного маркера і розподілу повторюваних ДНК елементів, інформації щодо цитогенетики і еволюційних подій. У цій роботі ми проаналізували структуру каріотипу і поширення повторюваної послідовності ДНК у цьому виді, використовуючи традиційне пофарбування хромосом і флуоресцентну гібридизацію in situ. Десять особин (п’ять самців і п’ять самок) відібрали у провінції Пхітсанулок, Таїланд. Мітотичні метафази приготували з спинного мозку за стандартним протоколом. Результати продемонстрували, що R. nigrovittata мала диплоїдний набір хромосом (2n = 26), а фундаментальне число (NF) становило 52 як у самців, так і в самок. Каріотипи складалися з шести великих метацентричних, чотирьох великих субметацентричних, двох середніх метацентричних, двох середніх субметацентричних і 12 малих субметацентричних хромосом. У цього виду не спостерігали статево­обумовленого гетероморфізму хромосом у самців (XY) чи самок (ZW). NOR було виявлено у субцентромерній ділянці на хромосомі 11. В основному, C­позитивні блоки гетерохроматину розташовувалися в центромерній частині більшості хромосом, хоча деякі були додатково присутні у парацентромерних та теломерних ділянках. Великі блоки гетерохроматину було виявлено на хромосомі 6. Деякі повторювані елементи були розсіяні, хоча декілька були специфічними для каріотипу. Поєднання методів традиційного пофарбування хромосом і молекулярної цитогенетики дозволило отримати інформацію для цитогенетичного визначення досліджуваного виду.

Ключові слова: Rana nigrovittata, каріотип, мікросателіти, хромосома

Цитологія і генетика
2021, том 55, № 6, 80-82

Current Issue
Cytology and Genetics
2021, том 55, № 6, 583–589,
doi: 10.3103/S0095452721060104

Повний текст та додаткові матеріали

Цитована література

1. Beccari, N., Le Nombre des chromosomes dans les cellules genetales de Bufo viridis, CR. Assoc. Anat., 1926, vol. 21, pp. 29–31.

2. Birstein, V.J., Localization of NORs in karyotypes of four Rana species, Genetica, 1984, vol. 64, pp. 149–154. https://doi.org/10.1007/BF00115338

3. Blommers-Schlösser, R.M.A., Cytotaxonomy of the Ranidae, Rhacophoridae, Hyperoliidae (Anura) from Madagascar with a note on the karyotype of two amphibians of the Seychelles, Genetica, 1978, vol. 48, pp. 23–40. https://doi.org/10.1007/BF00125283

4. Chan-Ard, T., Grossmann, W., Gumprecht, A., et al., Amphibians and Reptiles of Peninsular Malaysia and Thailand (An Illustrated Checklist), Wuerselen, Germany: Bushmaster Publications, 1999.

5. Chaiyasut, K., Cytogenetics and Cytotaxonomy of the Family Zephyranthes, Department of Botany, Faculty of Science, Chulalongkorn University, Bangkok, 1989.

6. Cioffi, M.B.P. and Bertollo, L.A.C., Chromosomal distribution and evolution of repetitive DNAs in fish, in Repetitive DNAs Genome Dynamics, Garrido, R., Ed., Basel: Karger, 2012, vol. 7, pp. 197–221. https://doi.org/10.1159/000337950

7. Frost, D.R., Ed., Amphibian Species of the World: A Taxonomic and Geographical Reference, Lawrence, Kansas: Allen Press, 1985.

8. Guillemin, C., Karyotypes de Rana temporaria (L.) et de Rana dalmatina (Bonaparte), Chromosoma, 1967, vol. 21, pp. 189–197. https://doi.org/10.1007/BF00343644

9. Heppich, S., Hybridogenesis in Rana esculenta: C-band karyotypes of Rana ridibunda, Rana lessonae and Rana esculenta, Z. Zool. Syst. Evol. Forsch., 1978, vol. 16, pp. 27–39. https://doi.org/10.1111/j.1439-0469.1978.tb00918.x

10. Heppich, S. and Tunner, H.G., Chromosomal constitution and C-banding in homotypic Rana esculenta crosses, Mitt. Zool. Mus. Berlin., 1979, vol. 55, pp. 111–114. https://doi.org/10.1007/BF00273874

11. Hills, D.M. and Green, D.M., Evolutionary changes of heterogametic sex in the phylogenetics history of amphibians, J. Evol. Biol., 1990, vol. 3, pp. 49–64. https://doi.org/10.1046/j.1420-9101.1990.3010049.x

12. Howell, W.M. and Black, D.A., Controlled silver-staining of nucleolus organizer regions with a protective colloidal developer: a 1-step method, Experientia, 1980, vol. 36, pp. 1014–1015. https://doi.org/10.1007/BF01953855

13. Iizuka, K., Constitutive heterochromatin and nucleolus organizer regions in Japanese brown frogs, Rana japonica and Rana ornativentris, Jpn. J. Herpetol., 1989, vol. 13, pp. 15–20.

14. Joshy, H.S.S., Kuramoto, M., Sreepada, K.S., et al., Karyotypic Variations in Three Indian Species of the Genus Rana (Anura: Ranidae) from the Western Ghats, India, Cytologia, 2006, vol. 71, no. 1, pp. 63–68. https://doi.org/10.1508/cytologia.71.63

15. Khonsue, W., and Thirakhupt, K., A checklist of the amphibians in Thailand, Nat. Hist. J. Chulalongkorn Univ., 2001, vol. 1, pp. 69–82.

16. Kuramoto, M., Karyotypes of the six species of frogs native to the Ryukyu islands, Caryologia, 1972, vol. 25, no. 4, pp. 547–559. https://doi.org/10.1080/00087114.1972.10796509

17. Kuramoto, M., Karyotypes of several frogs from Korea, Taiwan and the Philippines, Experientia, 1979, vol. 39, pp. 826–828. https://doi.org/10.1007/BF01978594

18. Kuramoto, M., Karyotypes of several frogs from Korea, Taiwan and the Philippines, Experientia, 1980, vol. 36, pp. 826–828. https://doi.org/10.1007/BF01978594

19. Kuramoto, M., Karyological studies on some Philippine frogs, in Current Herpetology in East Asia, Matsui, M., Hidika, T., and Goris, R.C., Eds., Kyoto: Herpetology Society of Japan, 1989, pp. 115–121.

20. Kuramoto, M., A list of chromosome numbers of anuran amphibians, Bull. Fukuoka Univ. Educ., 1990, vol. 39, pp. 83–127.

21. Kuramoto, M. and Yong, H.-S., Karyotypes from several frog species from peninsular Malaya, Herpetologica, 1992, vol. 28, no. 4, pp. 434–438.

22. Liu, W. and Zan, R., A special karyotype in the genus Rana—an investigation of the karyotype, C-banding and Ag-stained NORs of Rana phrynodes Boulenger, Acta Genet. Sin., 1984, vol. 11, pp. 52–60. https://doi.org/10.3897/CompCytogen.v8i4.7623

23. Matsui, M., Nishikawa, K., Khonsue, W., et al., Allozymic variation in Rana nigrovittata (Amphibia: Anura) within Thailand with special reference to the taxonomic status of R. mortenseni, Nat. Hist. J. Chulalong. Univ., 2001, vol. 1, no. 1, pp. 15–22.

24. Matsui, M., Hidetoshi, O., Michael, W.L., et al., Cytotaxonomic Studies of Three Ranid Species (Amphibia: Anura) from Hong Kong, Jpn. J. Herpetol., 1995, vol. 16, no. 1, pp. 12–18.https://doi.org/10.5358/hsj1972.16.1_12

25. Miura, I., Sex chromosome differentiation in the Japanese brown frog, Rana japonica. Sex-related heteromorphism of the distribution pattern of constitutive heterochromatin in chromosome no. 4 of the Wakuya population, Zool. Sci., 1994, vol. 11, pp. 797–806.

26. Odierna, G., Vences, M., Aprea, G., et al., Chromosome data for Malagasy poison frogs (Amphibia: Ranidae: Mantella) and their bearing on the taxonomy and phylogeny, Zool. Sci., 2001, vol. 18, no. 4, pp. 505–514. https://doi.org/10.2108/zsj.18.505

27. Pinkel, D., Straume, T., and Gray, J., Cytogenetic analysis using quantitative, high sensitivity, fluorescence hybridization, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., 1986, vol. 83, no. 9, pp. 2934–2938. https://doi.org/10.1073/pnas.83.9.2934

28. Popov, P. and Dimitrov, B., Karyotype study of Rana camerani and comparisons with the other 26-chromosome European brown frog species (Amphibia, Anura), Cytobios., 1999, vol. 97, pp. 13–22.

29. Sangpakdee, W., Phimphan, S., Tengjaroenkul, B., et al, Cytogenetic study of three microhylid species (Anura, Microhylidae) from Thailand, Cytologia, 2017, vol. 82, no. 1, spec. iss., pp. 67–74. https://doi.org/10.1508/cytologia.82.67

30. Seto, T., Cytogenetic studies in lower vertebrates II. Karyological studies of several species of frogs (Ranidae), Cytologia, 1965, vol. 30, pp. 437–446. https://doi.org/10.1508/cytologia.30.437

31. Schmid, M., Chromosome banding in Amphibia II. Constitutive heterochromatin and nucleolus organizer regions in Ranidae, Microhylidae and Rhacophoridae, Chromosoma, 1978, vol. 68, pp. 131–148. https://doi.org/10.1007/BF00287145

32. Schmid, M., Chromosome banding in Amphibia IV. Differentiation GC- and AT-rich chromosome regions in Anura, Chromosoma, 1980, vol. 77, no. 1, pp. 215–234. https://doi.org/10.1007/BF00292043

33. Schmid, M., Steinlein, C., Freiedl, R., et al., Chromosome banding in Amphibia. XV. Two types of Y chromosome heterochromatin hypervariability in Gastrotheca pseustes (Anura, Hylidae), Chromosoma, 1990, vol. 99, pp. 413–423.

34. Shi, H.L., Zhang, C., Wu, M., et al., A study on the karyotype, C-banding and Ag-NORs in Rana nigromaculata, Hereditas, 2006, vol. 28, pp. 533–539.

35. Singh, A.K. and Banerjee, R., Chromosomal diversity of Indian mammals, amphibians and reptiles, Rec. Zool. Surv. India, 2004, vol. 102 (parts 3–4), pp. 127–138.

36. Spasić-Bošković, O., Tanić, N., Blagojević, J., et al., Comparative cytogenetic analysis of European brown frogs: Rana temporaria, R. dalmatina and R. graeca, Cytologia, 1997, vol. 50, no. 2, pp. 139–149. https://doi.org/10.1080/00087114.1997.10797393

37. Stohler, R., Cytologische Untersuchungen an den Keimdrusen der mittel europaischen Kroten (Bufo viridis Laur., B. calamita Laur. and B. vulgaris Laur.), Z. Zellforsch., 1927, vol, 7, pp. 400–475. https://doi.org/10.1007/BF00372490

38. Supaprom, T., Cytogenetics of Amphibians in Thailand, Ph.D. Dissertation, Mahidol University, 2003.

39. Supaprom, T., Chantree, P., and Palasarn, W., Cytogenetics and cytotaxonomy of localized Amphibians in Northeastern Thailand, Research Project, Ubonratchathani University, 1999.

40. Supaprom, T., Baimai, V., Karyotypes of ten species of Ranid frogs (Anura: Ranidae) from Thailand, Amphibia–Reptilia, 2004, vol. 25, no. 1, pp. 104–111.

41. Sumner, A.T., A simple technique for demonstrating centromeric heterochromatin, Exp. Cell. Res., 1972, vol. 75, no. 1, pp. 304–306. https://doi.org/10.1016/0014-4827(72)90558-7

42. Tautz, D. and Renz, M., Simple sequences are ubiquitous repetitive components of eukaryotic genomes, Nucleic Acids Res., 1984, vol. 12, no. 10, pp. 4127–4138. https://doi.org/10.1093/nar/12.10.4127