Published March 5, 2020 | Version v1
Publication Open

New data on karyotype, spermatogenesis and ovarian trophocyte ploidy in three aquatic bug species of the families Naucoridae, Notonectidae, and Belostomatidae (Nepomorpha, Heteroptera)

Creators

  • 1. Institute of Biodiversity and Ecosystem Research
  • 2. Bulgarian Academy of Sciences
  • 3. National Museum of Natural History
  • 4. Hanoi National University of Education
  • 5. Ho Chi Minh City University of Industry and Trade

Description

We report the karyotype, some aspects of spermatogenesis, and ovarian trophocytes ploidy in three aquatic bug species: Ilyocoris cimicoides (Linnaeus, 1758), Notonecta glauca Linnaeus, 1758, and Diplonychus rusticus Fabricius, 1871 from previously unexplored regions – South Europe (Bulgaria) and Southeast Asia (Vietnam). Our results add considerable support for the published karyotype data for these species. In I. cimicoides , we observed achiasmate male meiosis – the first report of achiasmy for the family Naucoridae. More comprehensive cytogenetic studies in other species of the Naucoridae are required to elucidate the role of achiasmy as a character in the systematics of the family. Our observations on the association between phases of spermatogenesis and developmental stages in I. cimicoides and N. glauca differ from the previously published data. In these species, we assume that the spermatogenesis phases are not strongly associated with certain developmental stages. For further cytogenetic studies (on the Balkan Peninsula), we recommend July as the most appropriate month for collection of I. cimicoides and N. glauca . In the ovaries of both species, we studied the level of ploidy in metaphase and interphase trophocytes. In I. cimicoides , diploid and tetraploid metaphase trophocytes were found. Heteropycnotic elements, observed in interphase trophocytes of this species, represented the X chromosomes. It allowed us to determine the trophocytes ploidy at interphase (2n was repeated up to 16 times). The situation with N. glauca was different. The metaphase trophocytes were diploid and we were not able to determine the ploidy of interphase trophocytes since such conspicuous heteropycnotic elements were not found. The scarce data available suggest a tendency for a low level of trophocyte ploidy in the basal infraorders (Nepomorpha and Gerromorpha) and for a high level in the more advanced Pentatomomorpha. Data about this character in species from other infraorders are needed to confirm that tendency.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

نبلغ عن النمط النووي، وبعض جوانب تكوين الحيوانات المنوية، والخلايا المغذية المبيضية في ثلاثة أنواع من الحشرات المائية: Ilyocoris cimicoides (Linnaeus، 1758)، Notonecta glauca Linnaeus، 1758، و Diplonychus rusticus Fabricius، 1871 من مناطق غير مستكشفة سابقًا – جنوب أوروبا (بلغاريا) وجنوب شرق آسيا (فيتنام). تضيف نتائجنا دعمًا كبيرًا لبيانات النمط النووي المنشورة لهذه الأنواع. في I. cimicoides ، لاحظنا الانقسام الاختزالي الذكري المتعثر – التقرير الأول عن تعذر التصلب لعائلة Naucoridae. هناك حاجة إلى دراسات وراثية خلوية أكثر شمولاً في الأنواع الأخرى من الناقوريديات لتوضيح دور عدم التماثل كشخصية في النظاميات النظامية للعائلة. تختلف ملاحظاتنا حول الارتباط بين مراحل تكوين الحيوانات المنوية والمراحل التنموية في I. cimicoides و N. glauca عن البيانات المنشورة سابقًا. في هذه الأنواع، نفترض أن مراحل تكوين الحيوانات المنوية لا ترتبط ارتباطًا وثيقًا بمراحل نمو معينة. لمزيد من الدراسات الوراثية الخلوية (في شبه جزيرة البلقان)، نوصي بشهر يوليو باعتباره الشهر الأنسب لجمع I. cimicoides و N. glauca . في المبيضين من كلا النوعين، درسنا مستوى الصفيحة في الطور الاستوائي والخلايا التغذوية بين الطور. في I. cimicoides ، تم العثور على خلايا غذائية ثنائية الصبغة ورباعية الصبغيات. تمثل العناصر غير المتجانسة، التي لوحظت في الخلايا التغذوية بين الأطوار من هذا النوع، الكروموسومات X. سمح لنا بتحديد صفيحة الخلايا الغاذية في الطور البيني (تم تكرار 2n حتى 16 مرة). كان الوضع مع N. glauca مختلفًا. كانت الخلايا التغذوية الطورية ثنائية الصيغة الصبغية ولم نتمكن من تحديد صفيحة الخلايا التغذوية بين الأطوار حيث لم يتم العثور على مثل هذه العناصر غير المتجانسة الواضحة. تشير البيانات النادرة المتاحة إلى وجود ميل لمستوى منخفض من الصفيحات الغاذية في أنظمة الأشعة تحت الحمراء القاعدية (Nepomorpha و Gerromorpha) ومستوى عالٍ في Pentatomomorpha الأكثر تقدمًا. هناك حاجة إلى بيانات حول هذه الشخصية في الأنواع من أنظمة الأشعة تحت الحمراء الأخرى لتأكيد هذا الاتجاه.

Translated Description (French)

Nous rapportons le caryotype, certains aspects de la spermatogenèse et la ploïdie des trophocytes ovariens chez trois espèces d'insectes aquatiques : Ilyocoris cimicoides (Linnaeus, 1758), Notonecta glauca Linnaeus, 1758 et Diplonychus rusticus Fabricius, 1871 provenant de régions auparavant inexplorées – Europe du Sud (Bulgarie) et Asie du Sud-Est (Vietnam). Nos résultats apportent un soutien considérable aux données caryotypiques publiées pour ces espèces. Chez I. cimicoides , nous avons observé une méiose mâle achiasmate – le premier rapport d'achiasmie pour la famille des Naucoridae. Des études cytogénétiques plus complètes chez d'autres espèces de Naucoridae sont nécessaires pour élucider le rôle de l'achiasmie en tant que caractère dans la systématique de la famille. Nos observations sur l'association entre les phases de la spermatogenèse et les stades de développement chez I. cimicoides et N. glauca diffèrent des données publiées précédemment. Chez ces espèces, nous supposons que les phases de spermatogenèse ne sont pas fortement associées à certains stades de développement. Pour d'autres études cytogénétiques (sur la péninsule balkanique), nous recommandons le mois de juillet comme le mois le plus approprié pour la collecte d'I. cimicoides et de N. glauca . Dans les ovaires des deux espèces, nous avons étudié le niveau de ploïdie dans les trophocytes en métaphase et en interphase. Chez I. cimicoides, des trophocytes diploïdes et tétraploïdes en métaphase ont été trouvés. Les éléments hétéro-pycnotiques, observés dans les trophocytes d'interphase de cette espèce, représentaient les chromosomes X. Il nous a permis de déterminer la ploïdie des trophocytes à l'interphase (2n a été répété jusqu'à 16 fois). La situation avec N. glauca était différente. Les trophocytes en métaphase étaient diploïdes et nous n'avons pas été en mesure de déterminer la ploïdie des trophocytes en interphase puisque de tels éléments hétéro-pycnotiques remarquables n'ont pas été trouvés. Les rares données disponibles suggèrent une tendance à un faible niveau de ploïdie trophocytaire dans les infra-ordres basaux (Nepomorpha et Gerromorpha) et à un niveau élevé dans les pentatomomorphes plus avancés. Des données sur ce caractère chez les espèces d'autres infra-ordres sont nécessaires pour confirmer cette tendance.

Translated Description (Spanish)

Presentamos el cariotipo, algunos aspectos de la espermatogénesis y la ploidía de los trofocitos ováricos en tres especies de insectos acuáticos: Ilyocoris cimicoides (Linnaeus, 1758), Notonecta glauca Linnaeus, 1758, y Diplonychus rusticus Fabricius, 1871 de regiones previamente inexploradas: el sur de Europa (Bulgaria) y el sudeste asiático (Vietnam). Nuestros resultados añaden un apoyo considerable a los datos de cariotipo publicados para estas especies. En I. cimicoides , observamos meiosis masculina achiasmate, el primer informe de achiasmia para la familia Naucoridae. Se requieren estudios citogenéticos más exhaustivos en otras especies de Naucoridae para dilucidar el papel de la achiasmia como personaje en la sistemática de la familia. Nuestros hallazgos sobre la asociación entre las fases de la espermatogénesis y las etapas de desarrollo en I. cimicoides y N. glauca difieren de los datos publicados anteriormente. En estas especies, asumimos que las fases de espermatogénesis no están fuertemente asociadas con ciertas etapas de desarrollo. Para estudios citogenéticos adicionales (en la Península Balcánica), recomendamos julio como el mes más apropiado para la recolección de I. cimicoides y N. glauca . En los ovarios de ambas especies, estudiamos el nivel de ploidía en trofocitos metafásicos e interfásicos. En I. cimicoides , se encontraron trofocitos diploides y tetraploides en metafase. Los elementos heteropicnóticos, observados en los trofocitos de interfase de esta especie, representaban los cromosomas X. Nos permitió determinar la ploidía de los trofocitos en la interfase (2n se repitió hasta 16 veces). La situación con N. glauca fue diferente. Los trofocitos metafásicos eran diploides y no pudimos determinar la ploidía de los trofocitos interfásicos ya que no se encontraron elementos heteropicnóticos tan conspicuos. Los escasos datos disponibles sugieren una tendencia a un bajo nivel de ploidía de trofocitos en los infraórdenes basales (Nepomorpha y Gerromorpha) y a un alto nivel en los Pentatomomorpha más avanzados. Se necesitan datos sobre este carácter en especies de otros infraórdenes para confirmar esa tendencia.

Files

Files (3.1 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:93eab130611cd4a9005fe0200026721e
3.1 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
بيانات جديدة عن النمط النووي وتكوين الحيوانات المنوية والخلايا المغذية المبيضية في ثلاثة أنواع من الحشرات المائية من فصائل Naucoridae و Notonectidae و Belostomatidae (Nepomorpha، Heteroptera)
Translated title (French)
Nouvelles données sur le caryotype, la spermatogenèse et la ploïdie trophocytaire ovarienne chez trois espèces de punaises aquatiques des familles Naucoridae, Notonectidae et Belostomatidae (Nepomorpha, Heteroptera)
Translated title (Spanish)
Nuevos datos sobre cariotipo, espermatogénesis y ploidía de trofocitos ováricos en tres especies de insectos acuáticos de las familias Naucoridae, Notonectidae y Belostomatidae (Nepomorpha, Heteroptera)

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3010304138
DOI
10.3897/compcytogen.v14i1.48709

Is supplement to
https://openalex.org/W4252903268 (Other)
https://openalex.org/W4230846677 (Other)
https://openalex.org/W336233025 (Other)
https://openalex.org/W2361526202 (Other)
https://openalex.org/W2150639287 (Other)
https://openalex.org/W2098625105 (Other)
https://openalex.org/W2046739961 (Other)
https://openalex.org/W2009418603 (Other)
https://openalex.org/W1980377577 (Other)
https://openalex.org/W1967270027 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Vietnam

References

  • https://openalex.org/W120291203
  • https://openalex.org/W1492656146
  • https://openalex.org/W1532792377
  • https://openalex.org/W1576086303
  • https://openalex.org/W1817914451
  • https://openalex.org/W1980088892
  • https://openalex.org/W2001407108
  • https://openalex.org/W2009099268
  • https://openalex.org/W2024765316
  • https://openalex.org/W2036218557
  • https://openalex.org/W2045810833
  • https://openalex.org/W2063952959
  • https://openalex.org/W2066280153
  • https://openalex.org/W2069297998
  • https://openalex.org/W2082373120
  • https://openalex.org/W2086082559
  • https://openalex.org/W2095859196
  • https://openalex.org/W2101447564
  • https://openalex.org/W2110443797
  • https://openalex.org/W2121057387
  • https://openalex.org/W2121714024
  • https://openalex.org/W2121730623
  • https://openalex.org/W2123210837
  • https://openalex.org/W2129662578
  • https://openalex.org/W2147172003
  • https://openalex.org/W2148286148
  • https://openalex.org/W2157782022
  • https://openalex.org/W2158929454
  • https://openalex.org/W2167035775
  • https://openalex.org/W2184252076
  • https://openalex.org/W2216380749
  • https://openalex.org/W2327160920
  • https://openalex.org/W2750817388
  • https://openalex.org/W2755165130
  • https://openalex.org/W2896788636
  • https://openalex.org/W2903733332
  • https://openalex.org/W2908117907
  • https://openalex.org/W2915244917
  • https://openalex.org/W2968495912
  • https://openalex.org/W2974192568
  • https://openalex.org/W2981310170
  • https://openalex.org/W2992266384
  • https://openalex.org/W4238834843
  • https://openalex.org/W630617760