Un Secondo Caso di B-Cromosomi (2n = B) in Scilla Autumnalis L. (Liliaceae) Proveniente Dalla Palestina

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1 Caryologia International Journal of Cytology, Cytosystematics and Cytogenetics ISSN: (Print) (Online) Journal homepage: Un Secondo Caso di B-Cromosomi (2n = B) in Scilla Autumnalis L. (Liliaceae) Proveniente Dalla Palestina Emilio Battaglia To cite this article: Emilio Battaglia (1964) Un Secondo Caso di B-Cromosomi (2n = B) in Scilla Autumnalis L. (Liliaceae) Proveniente Dalla Palestina, Caryologia, 17:1, 65-76, DOI: / To link to this article: Published online: 29 Jan Submit your article to this journal Article views: 42 View related articles Citing articles: 5 View citing articles Full Terms & Conditions of access and use can be found at Download by: [ ] Date: 03 January 2017, At: 07:55

2 UN SECONDO CASO DI B-CROMOSOMI (2n = B) IN SCILLA AUTUMNALIS L. (LILIACEAE) PROVENIENTE DALLA PALESTINA EMILIO BATTAGLIA Istituto di Genetica dell'universita, Bari In Redazione: il 10 Novembre 1963" INTRODUZIONE Da parecchi anni abbiamo iniziato l'analisi cariologica di Scilla autumnalis L. (Liliaceae) allo scopo di delineare la distribuzione geografica dei vari biotipi cariologici di questa specie (BATTAGLIA 195>2, 1957). Per quanta riguarda il materiale proveniente dalla Palestina, cortesemente inviatoci dalla prof. Naomi Feinbrun (Dept. of Botany, University of Jerusalem, Israel), esaminammo per la prima volta un lotto di piante raccolte in Gerusalemme nel Tali piante si rivelarono regolarmente diploidi (z = 2n = 14) ad eccezione di una sola di esse che viceversa presento il cariotipo 2n = BB, cioe la presenza aggiuntiva di 6-8 cromosomi accessori, o B-cromosomi, come descriveremo dettagliatamente in questa lavoro. Tale lotto di piante ando perduto nel corso del rigido inverno In anni successivi ottenemmo nuovamente, ed a piu riprese, piante di Scilla autumnalis raccolte sia a Gerusalemme (localita diverse, a sud ed ad ovest della citta) che a Tel-Aviv. Tutte le piante cosl ottenute furono singolarmente esaminate dal punta di vista cariologico e fu controllato il cariotipo non soltanto negli apici radicali rna anche nei tessuti dell' ovulo. Risulto sempre presente l'usuale corredo zigotico diploide 2n = 14. Nelle presente nota rendiamo canto dei risultati fino ad oggi ottenuti nell'attesa di reperire di nuovo i biotipi con B-cromosomi i quali evidentemente costituiscono una esigua minoranza nelle attuali popolazioni palestinesi di Scilla autumnalis. 0 Lavoro eseguito e pubblicato con un contributo del Consiglio Nazionale delle Ricerche (Comitato per Ia Genetica), Roma. 65] [Caryologia, Vol. 17, n. 1,

3 66 BATTAGLIA MATERIALE E TECNICA Le piante esaminate provengono, come ght detto, sia dai dintorni di Tel Aviv che di Gerusalemme. La documentazione cariologica qui riportata e stata ottenuta utilizzando gli apici radicali secondo un procedimento tecnico gia esposto al~rove (BAT TAGLIA 1957) ed a cui rimandiamo. RISULTATI E DISCUSSIONE Cariotipo regolare della specie: 2n = 14. Il cariotipo regolare della specie e stato osservato tanto nelle piante di Tel-Aviv quanto in quelle di Gerusalemme. Per Ia documentazione relativa aile piante di Tel-Aviv rimandiamo ad altro lavoro (cfr. BATTAGLIA 1964b). Nella Fig. 1 viceversa riportiamo Ia documentazione microfotografica del cariotipo regolare 2n = 14 osservato in piante raccolte nei pressi di Gerusalemme. Utilizzando Ia Fig. 1 e stahl realizzata Ia prima fila orizzontale della Fig. 8 cioe la relativa rappresentazione grafica del cariotipo ordinatamente suddiviso nei vari tipi cromosomici disposti secondo decrescente lunghezza. Tenuto conto della variabilita della morfologia cromosomica, tale cariotipo coincide esattamente con quello pertinente alia specie e gia da tempo illustrato, (cfr. BATTAGLIA 1952, pag. 8, fig. 5). Adottiamo conseguentemente per ciascun tipo cromosomico gli stessi simboli (M 1, M 2, M 3, etc.) prescelti in quellavoro (cfr. BATTAGLIA 1952). Cariotipo con B-cromosomi: 2n = B. Il primo anno che avemmo a nostra disposizione la pianta con B-cromosomi constatammo che gli apici radicali da noi prelevati per I' analisi cariologica erano affetti da agglutinazione naturale (stickiness) e per questo i relativi conteggi cromosomici risultarono abbastanza difficoltosi. I1 numero cromosomico somatico presente in tali apici ci sembro esser 21 cioe 14 cromosomi pertinenti al corredo diploide usuale pili 7 cromosomi di minori dimensioni, eucromatici, a centromero subterminale, ed approssimativamente uguali fra di loro. Non esaminammo il corredo cromosomico negli ovuli perche non lo ritenemmo inizialmente necessaria non sospettando che l'individuo in esame fosse cariologicamente diverso dagli altri individui dello stesso lotto. L'anno seguente prelevammo all'inizio dell'entrata in vegetazione della pianta due giovani apici radicali da poco emersi dalla base del bulbo (salvammo gli altri per non compromettere gravemente Ia pianta stessa) e all'antesi fissammo

4 B-CROMOSQMI IN SCILLA AUTUMNALIS 67 anche un ovario per I' esame del cariotipo dai tessuti ovulari. I tre materiali da studio cosi prelevati dettero i seguenti risultati cariologici: (i) Primo apice radicale: la quasi totalita delle mitosi mostro il cariotipo 2n = 22 e cioe B cromosomi. Delle pochissime metafasi con 7 e 6 B-cromosomi non possiamo dire con certezza se la diminuzione del numero dei B fu dovuta alle manipolazioni tecniche inerenti allo «schiacciamento» dell' apice, oppure si tratto di una autentica diminuzione da imputarsi a fatti di eliminazione mitotica; (ii) Secondo apice radicale: la quasi totalita delle mitosi (92%) mostro il cariotipo B (2n = 21); alcune mitosi presentarono il corredo B (2n = 20). Anche in questa caso esiste incertezza sulle cause della diminuzione del numero dei B (cause tecniche oppure reali, mitotiche). (iii) Tessuti ovulari: i diversi ovuli (dello stesso ovario, come gia detto) presentarono nella grande maggioranza (86%) delle mitosi caratterizzate dal cariotipo B (2n = 21) mentre una minoranza di metafasi risulto caratterizzata dal corredo B (2n = 20). Poiche mettemmo particolare attenzione all' esecuzione tecnica del preparato siamo dell' opinione che un certo numero di metafasi presento una diminuzione del numero dei B-cromosomi imputabile ad anomalie mitotiche e non ad artifl.ci di tecnica citologica. I tre suddetti reperti insieme valutati, ci testimoniano che il numero reale dei B-cromosomi nelle diverse parti della pianta qui esaminata non e costante, per quanta l'ampiezza della variazione numerica sia assai minima. Riteniamo conseguentemente che il cariotipo della pianta con B-cromosomi possa essere correttamente espresso dalla formula z (numero zigotico) = 2n = B. Questa variabilita (6-8B) non deve certamente sorprendere perche man mano che i reperti relativi ai B cromosomi si completano dei risultati ottenuti estendendo l'analisi cariologica a parti diverse dell'individuo (e non pin limitandosi ai soli apici radicali), il fenomeno della variabilita numerica dei B cromosomi risulta assai pin diffuso di quanto non si sospettasse nel passato (cfr. BATTAGLIA 1964a). Poiche la documentazione del numero massimo dei B cromosomi (8B) e naturalmente pin necessaria che non la documentazione dei numeri inferiori (7 e 6B), riportiamo neue Figg. 2, 3, 4 e 5, quattro metafasi contenenti ciascuna 8B cromosomi, questi ultimi indicati con freccia per una loro pin agevole identi 1- cazione. La rappresentazione a disegno di queste quattro metafasi e stata riprodotta nelle Figg. 2 bis, 3 bis, 4 bis, 5 bis, e le relative ricostruzioni cariotipiche nella Fig. 8 (rispettivamente seconda, terza, quarta e quinta fila orizzontale, dall'alto verso il basso). Nella Fig. 6 abbiamo infl.ne documentato la metafase a 7B cromosomi (2n = B), la relativa costruzione cariotipica (vedi Fig. 8, pen ultima fila orizzontale, dal basso) e nella Fig. 7 la metafase a 6B-cromosomi (2n = B) con la rispettiva ricostruzione cariotipica raffigurata nell'ultima fl.la orizzontale della Fig. 8.

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6 B-CROMOSOMI IN SCILLA AUTUMNALIS bis,. i ' \ t '... i ' t ~~~ 3 bis I~,~, ( 1~\ Fig Scilla autumnalis L. (da Gerusalemme). Metafase in apice radicale, si contano i 14 cromosomi del corredo diploide regolare; X 2200 circa. Figg. 2 e 3. - Pianta con B-cromosomi. Metafase in apice radicale; si contano i 14 cromosomi del corredo diploide regolare pili 8 B-cromosomi indicati con freccia; X 2200 circa. Figg. 2 his e 3 his. - Rappresentazione grafica rispettivamente delle Figg. 2 e 3. I B-cromosomi son o stati indicati con freccia; X 2200 circa.

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8 4 bis 5 bis Figg. 4 e 5. - Casi identici a quelli illustrati nelle precedenti Figg. 2 e 3; gli 8 B-cromosomi sono stati indicati con freccia; X 2200 circa. Figg. 4 bis e 5 bis. - Rappresentazione grafica rispettivamente delle Figg. 4 e 5. I B-cromosomi sono stati indicati con freccia.

9 72 BATTAGLIA Esaminiamo globalmente la Fig. 8 in funzione di quella variabilita della morfologia cromosomica (lunghezza in primo luogo) che tanto si riflette sulla correttezza delle ricostruzioni cariotipiche. Se osserviamo ad esempio le quattro metafasi ad 8B cromosomi, presenti nello stesso a pice radicale ( addirittura nello stesso preparato microscopico) non possiamo non constatare che i due omologhi del tipo pili lungo M 1 (coppia 2 M 1 ) risultano ora uguali (vedi le due metafasi delle Figg. 2 e 5) ora sensibilmente diversi e tanto per " arm ratio, quanto per lunghezza totale (vedi le due metafasi delle Figg. 3 e 4). Lo stesso dicasi per i due omologhi di tipo M 2 (coppia 2M 2 ), identici nel caso della Fig. 4, fortemente disuguali nel caso della Fig. 2. Tali differenze evidentemente non hanno altro significato che non sia quello di testimonianze della variabilita della morfologia cromosomica e costituiscono percio il motivo principale di incertezza nella scelta degli omologhi qualora i tipi cromosomici siano poco dissimili fra di loro, come ad esempio nel caso dei tipi M 3 ed M 4 del presente cariotipo. Poiche questa variabilita e casuale ed interessa ora l'uno ora l'altro cromosoma, confrontando fra di loro pili metafasi (e le loro ricostruzioni cariotipiche) si riesce generalmente ad individuare gli eventuali rimaneggiamenti del cariotipo, sempre rimanendo s'intende nei limiti inerenti alle tecniche citologiche prescelte ( cosl ad esempio ricorderemo che attraverso analisi cromomeriche pachiteniche, si potrebbero individuare quelle piccole delezioni che sono del tutto inapprezzabili all'analisi mitotica). Taglia ed origine dei B-cromosomi. A causa della variabilita ora citata non ci sentiamo autorizzati a suddividere gli 8 B cromosomi illustrati ad esempio nella Fig. 8, in coppie di taglia diversa anche se alcuni di essi sembrano di minori dimensioni rispetto agli altri. L'impressione generale che si ha e che trattasi di uno stesso tipo cromosomico a centromero subterminale, eucromatico, presente in numero elevato a causa di fenomeni citologici di aumento, qui semplicemente sospettati, rna ormai ben noti in esempi diremmo classici di B-cromos~mi nelle piante ( cfr. BATIAGLIA 1964a). Resta a questo punto da prospettare la possibile origine dei B cromosomi messi in evidenza nella pianta palestinese dai noi studiata. Dobbiamo a tal proposito premettere che in una pianta della stessa specie (Scilla autumnalis), Fig Pianta con B-cromosomi. Metafase in apice radicale; in questa caso si contano i 14 cromosomi del corredo diploide regolare pili 7 (anziche 8) B-cromosomi indicati con freccia: X 2200 circa. Fig Metafase osservata nello stesso apice radicale della precedente Fig. 6. In questa metafase si contano soltanto 6 B-cromosomi indicati con freccia; X 2200 circa.

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11 74 BATTAGLIA 2M, ~ ~ 2M. 2~ ~ ~ s ~,-.,II at II II 1\ 11 ta II n h 11 r1,,,, "'"''(( u,, i1 11 I I II I ill lilt,.,,.. ilu n h u II II ltte "'" fl (IIi lllt If u illiuu "'' It Ill) n,, ca... _ -uti II ll II,, iillll-- Fig Ricostruzione cariotip'ca ottenuta utilizzando le Figg Ciascuna fila orizzontale corrisponde ad una microfotografia (Figg. 1-7) come indicato lateralmente. II segno - (- -) nelle due ultime file inferiori sta ad indicare Ia mancanza eli 1 (2) B-cromosomi. Per i simboli dei vari tipi cromosomi (M, M, ecc.) cfr. BATTAGLIA (1952, 1957). proveniente dalla Sicilia ed ugualmente diploide abbiamo gia constatato la presenza di B-cromosomi (2n = B) (cfr. BATTAGLIA 1963). In questo caso tuttavia i B cromosomi pur <Wendo taglia all'incirca uguale a quella dei B cro-

12 B-CROMOSOMI IN SCILLA AUTUMNALIS 75 mosomi descritti nel presente lavoro se ne differenziano perche caratterizzati da centromero terminale e quindi del tutto sprovvisti di quel braccio corto viceversa ben apprezzabile nei B-cromosomi della pianta palestinese. Aggiungiamo inoltre che abbiamo ricondotto l' origine dei B cromosomi telocentrici della pianta siciliana ad un fenomeno di rimaneggiamento cromosomico del tipo nucleolare Mn 5 Tenendo conto di questa fatto siamo portati per analogia a supporre una identica origine anche per i B cromosomi a centromero subterminale della pianta palestinese. Vediamo un elemento di conferma di questa ipotesi nelle approssimativamente identiche dimensioni del braccio lungo dei B cromosomi e del satellite lineare (cfr. BAITAGLIA 1955 e 1963) del tipo cromosomico M, 05 Naturalmente il rimaneggiamento cromosomico che invochiamo conservo satellite lineare, centrornero e pseudosatellite intercalare ( cfr. BAITAGLIA 1955) del tipo Mn per dare origine al B cromosoma a centromero subterminale della 5 pianta palestinese. Altre ipotesi (rimaneggiamenti cromosomici implicanti differenti tipi cromosomici e non ristretti al solo tipo Mn ) sono possibili, rna l'ipotesi 5 sopra descritta ci sembra la piu probabile almeno attualmente e nell' attesa di analisi meiotiche. Dovremmo aggiungere un' altra osservazione che per altra via convalida il significato di B-cromosomi attribuito ai cromosomi soprannumerari qui descritti. La pianta con B-cromosomi non si differenzio morfologicamente dalle altre piante del suo lotto, esibendo cosl. un comportamento che costituisce la regola per gli organismi con B-cromosomi. BIBLIOGRAFIA BATTAGLIA E., Filogenesi del cariotipo nel genere Scilla. II. Il cariotipo diploide di Scilla autumnalis L. Atti Soc. Toscana Sci. Nat. (Pisa), B, 50: , Chromosome morphology and terminology. Caryologia, 8: , Scilla autumnalis L.: biotipi 2n, 4n, 6n e loro distribuzione geografica. Caryologia, 10: , Una mutazione con B-cromosomi (2n=14+3B) in Scilla autumnalis L. (Liliaceae). Caryologia, 16: , 1964a. - Cytogenetics of B-Chromosomes. Caryologia, 17 (in press). -, 1964b. - Determinazione del cariotipo dall'ovulo, in Scilla autunnalis L. (Liliaceae). Caryologia, 17 (in stampa). SUMMARY Several plants of Scilla autumnalis (Liliaceae) collected near to Jerusalem and Tel-Aviv (Israel) were investigated cytologically and found to be regulary diploid w'tb a chromosome complement of 2n = 14. One plant however, coming from Jerusalem, was found to have 6-8 euchromatic B-chromosomes characterized by a subterminal centromere. The karyotype of this plant can be expressed by the formula z (zygotic number) = 2n= B's.

13 76 BATTAGLIA RIASSUNTO L' Autore ha esaminato cariologicamente parecchi Iotti di piante di Scilla autumnalis (Liliaceae) raccolti nei pressi di Gerusalemme e di Tel-Aviv. Tali piante risultarono regolarmente diploidi (2n = 14) ad eccezione di una sola pianta (proveniente da Gerusalemme) che si rivelo provvista del corredo regolare piu 6-8 B-cromosomi, eucromatici, con centromero subterminale, e quindi con cariotipo 2n=l4+6-8 B.