Chromosomal characterization of three native and one cultivated species of Lathyrus L. in Southern Brazil

Mitotic metaphase chromosomes and interphase nuclei of nine populations of three South American species of Lathyrus (L. pubescens, L. nervosus and L. crassipes) and six populations of the cultivated species L. odoratus were analyzed. All populations had 2n = 2x = 14 chromosomes. There were significant differences among populations within each species and among species in the number of metacentric, submetacentric and subtelocentric chromosomes, the number and location of secondary constrictions, chromosome length (longest and shortest), total haploid complement, arm ratio, and centromeric index. L. odoratus showed the highest tendency towards karyotype symmetry whereas the three South American species showed a moderate tendency towards asymmetry, with L. pubescens being the most asymmetrical. Silver staining was used to identify the nucleolar organizer regions (NORs) and the number of nucleoli per interphase nucleus in each species. In L. pubescens and L. nervosus, the NORs were located on the secondary constriction of the long arm of pair 7, in L. crassipes, the NOR was proximal being located in the pair of metacentric chromosomes, and in L. odoratus there were four terminal NORs on the short arms of pairs 4 and 5. The four species had a maximum of four nucleoli per interphase nucleus, indicating the presence of four regions with active ribosomal genes in each case.<br>Cromossomos em metáfases mitóticas e núcleos interfásicos em 9 populações de 3 espécies sul-americanas de Lathyrus (L. pubescens, L.nervosus e L.crassipes) e 6 populações da espécie cultivada L. odoratus foram analisados. Todas as populações apresentaram 2n = 2x = 14 cromossomos. As diferenças significativas observadas entre as populações dentro de cada espécie e entre as espécies foram: número de cromossomos metacêntricos, submetacêntricos e subtelocêntricos; número e localização das constrições secundárias; comprimento dos cromossomos (maior e menor); complemento total haplóide; razão braço longo/braço curto e índice centromérico. L. odoratus é a espécie com maior tendência simétrica em seu cariótipo, enquanto que nas três espécies sul-americanas os cariótipos têm tendência moderada para assimetria, sendo L. pubescens o mais assimétrico. Com nitrato de prata foi possível identificar as NORs e o número máximo de nucléolos por núcleo interfásico em cada espécie. Em L. pubescens e L. nervosus as NORs estão localizadas na constrição secundária do braço longo do par 7, em L. crassipes a NOR é proximal, localizada no par de cromossomos metacêntricos, e em L. odoratus foram observadas quatro NORs terminais nos braços curtos dos pares 4 e 5. As quatro espécies possuem número máximo de quatro nucléolos em cada núcleo interfásico, indicando quatro regiões com genes ribossomais ativos em cada espécie

Karyotype morphology and evolution in some Lathyrus (Fabaceae) species of southern Brazil

The karyotypes of Lathyrus nervosus Lam., L. pubescens Hook. et Arn., L. paranensis Burk. and L. crassipes Gill ap. Hook et Arn., native to Rio Grande do Sul (southern Brazil), are described in detail for the first time. All taxa have 2n = 14 chromosomes. The karyotypic formulae were 2 m + 12 sm for L. nervosus, L. pubescens and L. paranensis and 4 m + 10 sm for L. crassipes. In all species, the smallest chromosome pair bore a secondary constriction with a satellite in the long arm. Intraspecific variability in the position and number of secondary constrictions was observed in L. nervosus and L. pubescens. All of the species had a conservative and similar karyotype morphology, but differed in total complement size by as much as 20% between the highest (L. nervosus) and lowest (L. crassipes) values. These results suggest that changes in chromosome size during evolution have been similar for all the chromosomes of the complement. Together with data on the life cycle and mode of reproduction, these results also indicate that L. crassipes is a derived taxon, if an evolutionary trend towards a decrease in chromosome size is accepted.<br>Os cariótipos de Lathyrus nervosus Lam., L. pubescens Hook. et Arn., L. paranensis Burk. e L. crassipes Gill ap. Hook et Arn., quatro espécies de Lathyrus nativas do Rio Grande do Sul, são detalhadamente descritos pela primeira vez. Todos os taxa apresentaram 2n = 14 cromossomos. As fórmulas cariotípicas foram 2 m + 12 sm para L. nervosus, L. pubescens e L. paranensis e 4 m + 10 sm para L. crassipes. Em todas as espécies o menor par de cromossomos apresentava uma constrição secundária com um satélite no braço longo. Foi verificada variabilidade intraespecífica para posição e número de constrições secundárias em L. nervosus e L. pubescens. Todas as espécies apresentaram uma morfologia cariotípica semelhante mas diferiram no comprimento total do complemento em até 20% entre os valores mais altos para L. nervosus e os mais baixos para L. crassipes. Estes resultados sugerem que as mudanças no tamanho cromossômico ocorridas durante a evolução das espécies foram homogêneas para todo o complemento e, juntamente com informações sobre ciclo de vida e modo de reprodução, apoiam ser L. crassipes um taxon derivado, aceitando-se uma tendência evolutiva para diminuição do tamanho cromossômico