Rainhas de Apis mellifera acasalam com 10-20 zangões. O parentesco médio entre as operárias filhas da rainha, portanto, atinge valores bastante divergentes entre operárias da mesma patrilínea (r=0,75) e operárias de diferentes patrilíneas (r=0,29), o que deve resultar em conflitos de interesse no que diz respeito à reprodução. Neste estudo abordamos esta questão sociogenética ao nível molecular, por análise de microssatélites em dois ninhos de abelhas africanizadas, envolvendo mais especificamente a influência paterna na ativação dos ovários em operárias que ficaram órfãs após perda da sua rainha. Detectamos existência de uma preferência dentre as linhagens paternas, quanto à ativação dos ovários destas operárias e a correlação do número de ovaríolos em operárias com o seu genótipo. Utilizando o primer A88 e A24 conseguimos distinguir um mínimo de 14 patrilíneas diferentes na população de operárias dos ninhos. A partir da análise de zangões filhos das rainhas dos ninhos 65 e 67, conseguimos identificar os alelos maternos. Além disso, conseguimos distinguir 20 patrilíneas diferentes em zangões filhos de operárias órfãs do ninho 65, e 14 patrilíneas diferentes em zangões filhos de operárias órfãs do ninho 67. Analisando o grau de ativação de ovários em operárias órfãs com idade de 15 e 21 dias, detectamos diferenças entre as colmeias com respeito ao status ovariano dessas. Correlacionando-se o grau de ativação do ovário e número de ovaríolos, com as patrilíneas detectadas, foi possível distinguir patrilíneas cuja ativação ovariana e número de ovaríolos foi baixo (patrilíneas com os alelos 4/1, 4/2, 4/3, 4/4 - alelos referentes aos microssatélites A88/A24), como também, se encontrou patrilínea onde ambos aspectos foram elevados (principalmente patrilínea com os alelos 2/4). E essas mesmas patrilíneas com alto status ovariano foram mais representadas após a orfandade, através de seus filhos. E por fim, através da análise estatística, pôde-se comprovar pelo teste exato de Fisher, que essas diferenças de representatividade das patrilíneas antes, e após a orfandade, não ocorreram aleatoriamente. Esses resultados mostram a alta eficiência da metodologia empregada e, possibilitaram comprovação de que há diferenças genéticas na probabilidade de operárias se tornarem poedeiras. / A honeybee queen normally mates with 10-20 drones. Mean kinship relations, therefore, attain quite distinct values when comparing kinship between workers within the same patriline (r=0,75) to the corresponding values for workers between different patrilines (r=0,29). This discrepancy results in conflicts with respect to reproductive interests. In the present study, we employed microsatellites as molecular markers to approach this sociogenetic question in two honey bee nuclei. In detail, we asked whether differences in ovary activation, previously observed in queenless workers, can be attributed to patriline differences. Additionally, we asked whether differences in ovariole numbers in worker bees also correlate with their patriline genotype. We obtained the following results: Utilizing microsatellite primer A88 and A24 we could distinguish a minimum of 14 different worker patrilines in the two nuclei. The two maternal alleles for nuclei 65 and 67 were identified from the genotypes of the queen’s sons. We could distinguish at least 20 different patrilines in the sons of queenless workers in nucleus 65, and 14 patrilines in the sons of queenless workers in nucleus 67. Analyzing the degree of ovary activation in 15 and 21-day-old queenless workers, we detected differences in ovary status between the two nuclei. When correlating the degree of ovary activation and number of ovarioles in marked queenless workers, we were able to detect patrilines whose ovary status and ovarioles number was low (patrilines with the alleles 4/1, 4/2, 4/3, 4/4 - microsatellites A88/A24), in contrast, there were also patrilines where both parameters were high (especially in patriline with the alleles 2/4). It was exactly these patrilines which produced most offspring (drones) after queen removal. And finally, by Fisher’s exact test, we could show that these representation differences before and after orphanhood did not occur randomly. These results show the high efficiency of the methodology used, and made it possible to demonstrate that there are genetic differences in the probability of workers to become egg layers.

Rainhas de Apis mellifera acasalam com 10-20 zangões. O parentesco médio entre as operárias filhas da rainha, portanto, atinge valores bastante divergentes entre operárias da mesma patrilínea (r=0,75) e operárias de diferentes patrilíneas (r=0,29), o que deve resultar em conflitos de interesse no que diz respeito à reprodução. Neste estudo abordamos esta questão sociogenética ao nível molecular, por análise de microssatélites em dois ninhos de abelhas africanizadas, envolvendo mais especificamente a influência paterna na ativação dos ovários em operárias que ficaram órfãs após perda da sua rainha. Detectamos existência de uma preferência dentre as linhagens paternas, quanto à ativação dos ovários destas operárias e a correlação do número de ovaríolos em operárias com o seu genótipo. Utilizando o primer A88 e A24 conseguimos distinguir um mínimo de 14 patrilíneas diferentes na população de operárias dos ninhos. A partir da análise de zangões filhos das rainhas dos ninhos 65 e 67, conseguimos identificar os alelos maternos. Além disso, conseguimos distinguir 20 patrilíneas diferentes em zangões filhos de operárias órfãs do ninho 65, e 14 patrilíneas diferentes em zangões filhos de operárias órfãs do ninho 67. Analisando o grau de ativação de ovários em operárias órfãs com idade de 15 e 21 dias, detectamos diferenças entre as colmeias com respeito ao status ovariano dessas. Correlacionando-se o grau de ativação do ovário e número de ovaríolos, com as patrilíneas detectadas, foi possível distinguir patrilíneas cuja ativação ovariana e número de ovaríolos foi baixo (patrilíneas com os alelos 4/1, 4/2, 4/3, 4/4 - alelos referentes aos microssatélites A88/A24), como também, se encontrou patrilínea onde ambos aspectos foram elevados (principalmente patrilínea com os alelos 2/4). E essas mesmas patrilíneas com alto status ovariano foram mais representadas após a orfandade, através de seus filhos. E por fim, através da análise estatística, pôde-se comprovar pelo teste exato de Fisher, que essas diferenças de representatividade das patrilíneas antes, e após a orfandade, não ocorreram aleatoriamente. Esses resultados mostram a alta eficiência da metodologia empregada e, possibilitaram comprovação de que há diferenças genéticas na probabilidade de operárias se tornarem poedeiras. / A honeybee queen normally mates with 10-20 drones. Mean kinship relations, therefore, attain quite distinct values when comparing kinship between workers within the same patriline (r=0,75) to the corresponding values for workers between different patrilines (r=0,29). This discrepancy results in conflicts with respect to reproductive interests. In the present study, we employed microsatellites as molecular markers to approach this sociogenetic question in two honey bee nuclei. In detail, we asked whether differences in ovary activation, previously observed in queenless workers, can be attributed to patriline differences. Additionally, we asked whether differences in ovariole numbers in worker bees also correlate with their patriline genotype. We obtained the following results: Utilizing microsatellite primer A88 and A24 we could distinguish a minimum of 14 different worker patrilines in the two nuclei. The two maternal alleles for nuclei 65 and 67 were identified from the genotypes of the queen’s sons. We could distinguish at least 20 different patrilines in the sons of queenless workers in nucleus 65, and 14 patrilines in the sons of queenless workers in nucleus 67. Analyzing the degree of ovary activation in 15 and 21-day-old queenless workers, we detected differences in ovary status between the two nuclei. When correlating the degree of ovary activation and number of ovarioles in marked queenless workers, we were able to detect patrilines whose ovary status and ovarioles number was low (patrilines with the alleles 4/1, 4/2, 4/3, 4/4 - microsatellites A88/A24), in contrast, there were also patrilines where both parameters were high (especially in patriline with the alleles 2/4). It was exactly these patrilines which produced most offspring (drones) after queen removal. And finally, by Fisher’s exact test, we could show that these representation differences before and after orphanhood did not occur randomly. These results show the high efficiency of the methodology used, and made it possible to demonstrate that there are genetic differences in the probability of workers to become egg layers.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:32:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 540797 bytes, checksum: 8f31a791537c94182ffb7cf0199e9e42 (MD5) Previous issue date: 2014-02-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Bees are essential for the maintenance of biodiversity. They are also responsible for a large percentage of world food production. The species Apis mellifera is considered of great economic value due to its products for human consumption. The creation of insect-resistant transgenic products has increased the chances for the contact between bees and the Cry proteins derived from the bacterium Bacillus thuringiensis, which can be toxic to bees. Therefore, it is very important to study the hazards of toxicity. The study of these proteins in bees can be conducted by using survival analysis techniques, in which the response variable is the time until the occurrence of the event of interest, called failure time. If failure does not occur, time is called censoring, which is some partial information. The main interest is to estimate parameters to describe the survival or hazards, at a given time. In general, when there are covariates that may affect the survival time, adjustment can be performed by the Cox Regression Model, also known as proportional hazards model, through the assumption of proportional hazards among individuals over time. Chapter I, which deals with an adaptation of the Cox Regression model known as Fragility Model, not only explains the hazard of failure from individuals due to the effect of covariates, but also describes the existence of an unobserved random variable that groups individuals in natural or artificial conglomerates. The survival times were modeled to explain the hazard of failure by immature workers of A. mellifera under the effect of covariates; the colony was used as a random variable; and the ingestion of Cry1Ac protein, as fixed explanatory variable. Three different diets were tested to evaluate the toxicity of Cry1Ac on A. Mellifera: pure artificial (D0), artificial diluted in water with Cry1Ac (D2) and artificial diluted in water (D2). The individuals were collected from five different colonies maintained in Viçosa, Minas Gerais, Brazil. The random variable colony (frailty) was significant, which indicates statistical differences in the lifespans of bees from different colonies. Considering this diversity of frailty, the artificial diet diluted in water showed a higher hazard of failure, significantly different from the effect of the control diet (artificial pure). Therefore, the survival of the bee larvae was decreased due to the addition of water to the diet, which diluted the feed. However, the Cry1Ac-protein-based diet showed no significant hazard of failure when compared with the control. An alternative technique to the Cox model is presented in Chapter II of this work. When no proportional hazards of the individuals over time are observed within the sample, it is necessary to stratify or perform some other weakening of the proportional hazard condition. It can be used the Quantile Regression, which studies the relationship between the dependent variable and the explanatory variables in the conditional quantiles by minimizing the weighted mean absolute errors. This technique has properties of equivariance, invariance for monotomic transformations and robustness in the presence of outliers. Thus, by means of equivariance, they can be applied to data with censoring. It was found that, in the same set of biosafety data from the Cry1Ac protein, in honeybees called A. Mellifera, the hazards of failure by individuals are not proportionalities for the different diets studied. The survival times of bees were adjusted by quantile regression, by using the Portnoy estimator for 14 quantiles. In quantiles {0.10; 0.15; 0.30; 0.40}, the coefficients are negative values significantly different from zero. For such, in these quantiles, the individuals fed with pure diet (D0) had longer survival time compared to those fed with a diet containing Cry1Ac protein (D1). This was observed among younger individuals, since the lifespan of the larvae lifespans in these quantiles are below the average time of life. The coefficients for the quantiles {0.35; 0.50; 0.60} presented statistically significant negative effect. Therefore, water addition to the diet affected the survival of larvae approximately at the average lifespans. / As abelhas são seres indispensáveis para a manutenção da biodiversidade e além disso, são responsáveis por grande porcentagem da produção mundial de alimentos. A Apis mellifera é considerada espécie de grande valor econômico, devido a seus produtos para o consumo humano. Atualmente, com a criação de transgênicos resistentes a insetos, aumentou a possibilidade das abelhas entrarem em contato com as proteínas Cry derivada da bactéria Bacillus thuringiensis, que pode ser toxica às abelhas, tornando o estudo dos riscos de toxicidade importante. Portanto, o estudo dessas proteínas nas abelhas pode ser realizada por meio das técnicas da análise de sobrevivência. Nestas técnicas a variável resposta é o tempo até a ocorrência do evento de interesse, denominado tempo de falha, e se a falha não ocorrer, o tempo é denominado censura, que é uma informação parcial. O principal interesse é estimar parâmetros para descrever a sobrevivência ou riscos, num certo tempo determinado. Usualmente quando existem covariáveis que possam influir no tempo de sobrevivência o ajuste pode ser realizado pelo Modelo Regressão de Cox, também conhecido como de modelo de riscos proporcionais, pela suposição dos riscos proporcionais entre os indivíduos ao longo do tempo. No Capítulo I deste trabalho é realizada uma adaptação da Regressão de Cox conhecida como Modelo de Fragilidade, que além de explicar o risco do indivíduo falhar por influência de covariáveis, também descreve a existência de alguma variável aleatória não observada que agrupa indivíduos em conglomerados naturais ou artificiais. Os tempos de sobrevivência foram modelados para explicar o risco de falhar das operárias imaturas de A. mellifera sob o efeito de covariáveis, sendo a colônia utilizada como variável aleatória e a ingestão da proteína Cry1Ac como variável explicativa fixa. Para avaliar a toxicidade de Cry1Ac sobre A. mellifera, foram testadas três diferentes dietas: artificial pura (D0), artificial diluída em água com Cry1Ac (D2) e artificial diluída em água (D2). Os indivíduos foram coletados de cinco colônias diferentes mantidas em Viçosa, Minas Gerais, Brasil. A variável aleatória colônia (fragilidade) foi significativa, indicando diferenças estatísticas nos tempos de vida das abelhas provenientes de diferentes colônias. Dentro dessa diversidade de fragilidade, a dieta artificial diluída em água apresentou risco maior de falhar, significativamente diferente do efeito da dieta controle (artificial pura). Portanto, a sobrevivência das larvas de abelhas foi diminuída em virtude da adição de água na dieta, pela diluição do alimento. No entanto, a dieta baseada na proteína Cry1Ac não mostrou risco de falha significativo quando comparado com o controle. Uma técnica alternativa ao Modelo de Cox é apresentada no Capítulo II deste trabalho. Quando se verifica que os riscos dos indivíduos, ao longo do tempo dentro da amostra, não são proporcionais, é necessário estratificar ou realizar um outro procedimento na análise. Uma alternativa que pode ser utilizada é a Regressão Quantílica, que estuda a relação entre a variável dependente e as variáveis explicativas nos quantis condicionais, por meio da minimização de erros absolutos ponderados. Esta técnica possui propriedades de equivariância, invariância para transformações monotômicas e robustez na presença de outlier. Assim, pela equivariância podem ser aplicados aos dados com censura. Foi verificado que no mesmo conjunto de dados de biossegurança da proteína Cry1Ac em abelhas denominadas A. mellifera que os riscos de falhar dos indivíduos não são proporcionalidades para as diferentes dietas estudadas. Os tempos de sobrevivência das abelhas foram ajustados pela regressão quantílica, utilizando o estimador de Portnoy para 14 quantis. Nos quantis {0,10; 0,15; 0,30; 0,40} os coeficientes são valores negativos significativamente diferentes de zero. Por tanto, nestes quantis os indivíduos alimentados com a dieta pura (D0) tiveram maior tempo de sobrevivência, que aqueles que têm incorporado à proteína Cry1Ac na dieta (D1), isto aconteceu entre os indivíduos mais novos, já que nesses quantis os tempos de vida das larvas são inferiores ao tempo de vida mediano. Os coeficientes para os quantis {0,35; 0,50;0,60} apresentaram efeito negativo estatisticamente significativos, por tanto a incorporação da água na dieta influiu na sobrevivência das larvas aproximadamente nos tempos medianos de vida.

Submitted by Claudia Rocha (claudia.rocha@udesc.br) on 2018-02-26T14:27:28Z No. of bitstreams: 1 PGPV16MA198.pdf: 1078885 bytes, checksum: d8fc297fd799d14486911861079a1a6c (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-26T14:27:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PGPV16MA198.pdf: 1078885 bytes, checksum: d8fc297fd799d14486911861079a1a6c (MD5) Previous issue date: 2016-07-29 / Capes / This study aimed to evaluate the behavior and health of hives of honeybees (Apis mellifera) used in pollination services in apple orchards in the municipality of Vacaria, RS. Conducted under the conventional production system. For that were evaluated during two consecutive seasons (2014/15 and 2015/16), the behavior of bees in the collection of flowers resources during the pollination period (09/23/14 to 10/20/14 – crop season 2014 / 15, 09.02.15 and 15.10.15 and between 2015/16 crop season), the occurrence of parasitism by Varroa destructor mites and infections caused by Nosema sp. areas of stored features, and areas of immature hives and A. mellifera used in the pollination of apple orchards. In the course of experiments, the hives had activities during evaluations with an average of 27.5 to 40.8’ bees observed in five minutes. Regardless of the place of origin of the hives or evaluation harvest, the nectar was the preferred feature by bees. It was found that 95% of the bees have sought nectar while only 5% of the search effected pollen. In both crops, beehives used had average ranging from 3.0 to 6.7% of parasitism by V. destructor. There was an increase in parasitism levels in the period of pollination, in high population hives, since hives with smaller populations have not followed the same behavior. The presence of spores Nosema sp. It was noted only in hives used in the harvest of 2014/15, and did not occur in the harvest of 2015/16. There are significant variations in the internal areas of stored resources and areas of immature of hives used for pollination of apple trees services, these related to places of origin, before the entry of the swarms in the orchards. It is that coming from places with large supply of resources are the most affected by the stay in the orchard. which they suffered decreases in the internal space of the hives by the withdrawal of nests in preparation for the stay in the orchards. This fact led to numerous swarming bees reflecting in food reserves and population status. / O presente estudo objetivou avaliar o comportamento e a sanidade de colmeias da abelha melífera (Apis mellifera) utilizadas em serviços de polinização em pomares de macieiras no município de Vacaria, RS. Conduzidos sob o sistema convencional de produção. Foram avaliados, no decorrer de duas safras consecutivas (2014/15 e 2015/16), o comportamento das abelhas na coleta de recursos florais no decorrer do período de polinização (23/09/14 a 20/10/14 - safra 2014/15, e entre 02/09/15 e 15/10/15 - safra 2015/16), a ocorrência de parasitismo pelo ácaro Varoa destructor e infecções causadas por Nosema sp., áreas de recursos armazenados, e áreas de imaturos em colmeias e de A. mellifera utilizadas na polinização de pomares macieiras. No decorrer do presente experimento as colmeias apresentavam atividades durante as avaliações com média de 27.5 a 40.8 abelhas observadas em cinco minutos. Independentemente do local de origem das colmeias ou safra de avaliação, o néctar foi o recurso preferido pelas abelhas. Foi verificado que 95% das abelhas buscaram o néctar enquanto apenas 5% efetuaram a busca de pólen. Em ambas as safras, as colmeias utilizadas apresentaram médias que variam de 8 3,0 a 6,7 % de parasitismo por V. destructor. Houve aumento nos níveis de parasitismo no período da polinização, em colmeias com alta população, já colmeias com populações menores não seguiram o mesmo comportamento. A presença de esporos de Nosema sp. foi constata apenas em colmeias utilizadas na safra de 2014/15, e não ocorreu na safra de 2015/16. Há variações significativas nas áreas internas de recursos armazenados e áreas de imaturos das colmeias utilizadas em serviços de polinização de macieiras, estas ligadas aos locais de origem, antes da entrada dos enxames nos pomares. Sendo que os vindos de locais com grande oferta de recursos são os mais prejudicados pela estada no pomar, os quais sofreram pelas diminuições no espaço internos das colmeias pela retirada de sobre ninhos em preparação para a estadia nos pomares. Fato que levou a inúmeras enxameações, refletindo nas reservas de alimentos e estado populacional

As operárias de Apis mellifera realizam diferentes tarefas de acordo com a sua idade (polietismo etário), sendo que operárias jovens cuidam da cria e quando mais velhas forrageiam. Entretanto, tal transição não segue uma cronologia fixa, mas se ajusta às necessidades da colônia, especialmente as condições nutricionais, tanto da colônia quanto dos indivíduos. Nesse sentido, abordamos a questão de como o metabolismo oxidativo no corpo gorduroso das operárias, i.e., o centro do metabolismo intermediário destes insetos, está relacionado com alterações da função das operárias na colônia e como o mesmo responde a um estresse nutritivo imposto individualmente em duas fases, na fase larval e na fase adulta. Como métodos para avaliar a atividade mitocondrial e o estado redox das células do corpo gorduroso utilizamos um sistema de respirometria de alta resolução para medir o consumo de O2, e realizamos ensaios bioquímicos para quantificar a geração de espécies reativas de oxigênio (EROs), os níveis de óxido nítrico, o número de unidades mitocondriais, e eventuais danos oxidativos resultantes. Ademais, por meio de PCR quantitativa medimos a expressão relativa de genes ligados à biogênese mitocondrial, ao sistema antioxidante e à via de sinalização por hipóxia. Na comparação destes parâmetros entre operárias nutridoras e forrageiras avaliamos separadamente os três principais compartimentos do corpo (cabeça, tórax e abdômen) uma vez que esses estão diferencialmente relacionados a tais funções. Para os tecidos da cabeça observamos que as amostras de nutridoras apresentaram maior consumo de O2, associado a uma maior produção de EROs e expressão elevada dos genes da via de hipóxia, enquanto forrageiras apresentaram maiores quantidades de transcritos dos genes do sistema antioxidantes e menores níveis de danos oxidativos. Para os tecidos do tórax observamos nas forrageiras uma maior capacidade de produção de ATP, acompanhada de uma elevada expressão de genes codificadores de enzimas do sistema antioxidante e menores níveis de danos oxidativos. Com relação aos tecidos abdominais, as abelhas nutridoras apresentaram maior atividade mitocondrial, enquanto as amostras de forrageiras apresentaram maior número de unidades mitocondriais, elevados níveis EROs e também uma expressão elevada dos genes do sistema antioxidante e da via de hipóxia. Assim, os dados revelaram uma clara mudança na atividade mitocondrial e nos padrões redox teciduais associados a esta transição de polietismo etário. Também notamos diferenças nestes parâmetros para cada compartimento do corpo analisado, refletindo uma demanda energética diferencial em cada tecido. A segunda parte do projeto teve como objetivo avaliar os mesmos parâmetros redox em uma situação de restrição alimentar em três situações distintas. O primeiro grupo experimental foi constituído de larvas que sofreram restrição calórica por umperíodo de 10 horas. O segundo grupo foi composto por abelhas recém emergidas que sofreram ou não tal restrição calórica no período larval. O terceiro grupo consistiu de abelhas que sofreram ou não restrição calórica no período larval, e após emergirem foram mantidas em caixas até atingirem a idade de 7 dias, quando foram submetidos novamente a uma restrição calórica. Para o primeiro grupo, as larvas, verificamos que após o período de restrição calórica os genes relacionados com a biogênese mitocondrial e o sistema antioxidante apresentaram níveis de expressão menores comparadas com larvas controle. Observamos também que larvas que sofreram restrição calórica apresentaram menor consumo de O2 e menores níveis de EROs. Para o segundo grupo, as abelhas recém emergidas, não observamos nenhuma diferença na expressão de genes mitocondriais e do sistema antioxidante entre as que sofreram ou não restrição calórica na fase larval, demostrando uma recuperação nestes parâmetros após o período de metamorfose. No terceiro grupo, as abelhas de 7 dias foram submetidas a uma nova restrição calórica para observar se indivíduos que passaram por a situação de estresse no período larval apresentariam uma resposta mais imediata a um estresse nutricional na fase adulta. Os resultados do terceiro grupo revelaram que abelhas que haviam sido expostas a uma situação prévia de restrição calórica, apresentaram uma redução dos transcritos de genes ligados a biogênese mitocondrial e do sistema antioxidante quando comparados ao grupo que sofreu restrição calórica apenas na fase adulta. Em conjunto nossos dados sugerem que a restrição calórica é capaz de diminuir o metabolismo oxidativo e que existe uma resposta aparentemente adaptativa em indivíduos adultos que passaram por essa situação previamente durante o desenvolvimento larval. Assim, esses resultados podem servir para direcionar estudos futuros sobre a relação entre restrição calórica, metabolismo oxidativo e longevidade nesses insetos sociais. / Apis mellifera workers perform different tasks according to their age (age polyethism), where young workers care for the brood and older ones become foragers. However, this a transition does not follow a fixed chronology, but is fitted to the needs of the colony, especially the nutritional conditions of both, the colony and the individual bee. In this sense, we address the question of how oxidative metabolism in the fat body of the workers, e.g., the center of the intermediary metabolism of these insects, is related to changes in the function of the workers in the colony, and how these parameters responds to a nutritional stress imposed individually in two stages, in the larval and adult phase. For evaluating mitochondrial activity and the redox status of fat body cells we used a high resolution respirometry system to measure O2 consumption, and we performed biochemical assays to measure the generation of reactive oxygen species (ROS), levels of nitric oxide, the number of mitochondrial units, and eventual oxidative damages. Furthermore, using quantitative PCR, we measured the relative expression of genes linked to mitochondrial biogenesis, to the antioxidant system, and to the hypoxia signaling pathway. In the comparison of these parameters between nurse and forager workers, we evaluated separately the three main body compartments (head, thorax and abdomen), since these are differentially related to these functions. For the head tissues, we observed that nurses showed higher O2 consumption, associated with higher ROS production and elevated expression of hypoxia pathway genes, while foragers presented higher amounts of transcripts of the antioxidant system genes and lower levels of oxidative damages. For the thorax tissues we found in the foragers a greater capacity of ATP production, accompanied by a higher expression of genes encoding enzymes of the antioxidant system and lower levels of oxidative damage. With respect to the abdominal tissues, nurse bees presented higher mitochondrial activity, while foragers had a higher number of mitochondrial units, elevated ROS levels, and also a higher expression of genes related to the antioxidant system and hypoxia pathway. Thus, these data revealed a clear change in mitochondrial activity and redox tissue patterns associated with this transition of age polyethism. We also noticed differences in these parameters for each of the analyzed body compartment, reflecting a differential energy demand in each tissue. The second part of the project aimed to evaluate the same redox parameters in a food restriction condition in three distinct situations. The first experimental group consisted of larvae that experienced caloric restriction for a 10 hour period. The second group consisted of newly emerged bees that had or not experienced such a caloric restriction in the larval period. The third group consisted of bees that had experienced or not caloric restriction during the larval period, and after emergence were kept in boxes until reaching 7 days old, when they were resubmitted to another caloricrestriction. For the first group, the larvae, we found that after the period of caloric restriction, genes related to mitochondrial biogenesis and the antioxidant system presented lower levels of expression compared to control larvae. We also observed that larvae that had experienced caloric restriction presented lower O2 consumption and lower ROS levels. For the second group, newly emerged bees, we did not observe any differences in the expression of mitochondrial genes and the antioxidant system among those individuals that had experienced or not caloric restriction in the larval phase, indicating a recovery in these parameters after the period of metamorphosis. In the third group, the 7-day-old bees had experienced a new caloric restriction to see whether individuals that had been in a stressful situation during larval period would respond more readily to nutritional stress in adulthood. The results for this group showed that bees that had been exposed to a previous caloric restriction presented a reduction in the transcript levels of genes related to mitochondrial biogenesis and the antioxidant system when compared to the group that experienced caloric restriction only in adulthood. Taken together, our data suggest that caloric restriction is able to diminish the oxidative metabolism, and that there is a seemingly adaptive response in adult individuals that had previously experienced this situation during larval development. Thus, these results can serve to direct future studies on the relationship between caloric restriction, oxidative metabolism and longevity in these social insects.

Submitted by EDISON ANTONIO DE SOUZA null (esmidia@gmail.com) on 2016-01-06T16:51:45Z No. of bitstreams: 1 TESE_DOUTORADO_Edison_Souza.pdf: 947001 bytes, checksum: a8a8d690c84bc72a0b5e27d8ebeee92f (MD5) / Approved for entry into archive by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br) on 2016-01-06T19:50:21Z (GMT) No. of bitstreams: 1 souza_ea_dr_bot_par.pdf: 573913 bytes, checksum: 30e1665c27c8c583a0b5ab8dc8bd89e0 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-06T19:50:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 souza_ea_dr_bot_par.pdf: 573913 bytes, checksum: 30e1665c27c8c583a0b5ab8dc8bd89e0 (MD5) Previous issue date: 2015-12-16 / INFLUÊNCIA DO CONSUMO DA PRÓPOLIS NA EXPRESSÃO DE GENES RELACIONADOS AO SISTEMA IMUNOLOGICO DE ABELHAS Apis mellifera L. SUMETIDAS AO DESAFIO BACTERIANO. As abelhas Apis mellifera podem estar sujeitas a uma série de ameaças como parasitas e patógenos que acometem seu sistema imunológico. Tal fato torna necessária a busca por produtos naturais que possam contribuir com a melhora do sistema imune destes insetos, como a própolis. Diante do exposto, o objetivo foi analisar a influência do fornecimento da própolis em expressões de genes relacionados à imunidade de abelhas Apis mellifera L. submetidas ao desafio bacteriano. Ao longo de 30 dias, quatro colmeias receberam semanalmente os tratamentos com diferentes porcentagens de extrato alcoólico de própolis 30% (0%, 5%, 10%, 15%). O experimento foi casualizado em esquema fatorial 4 x 2 x 2x 3 (tratamentos x com ou sem bactéria x tempos x períodos), totalizando 48 amostras. Foram observadas as expressões dos genes abaecin, hymenoptaecin, apidaecin e defensin1. Como controle interno foi utilizado o gene actina. Os resultados foram comparados por ANOVA seguidos do teste de Tukey (P<0,05). Foram observadas alterações na expressão gênica das abelhas estudadas para todos os períodos e tratamentos, antes e após desafio bacteriano, para todos os genes propostos, sendo ainda verificada induções da expressão relativa nos três períodos. Conclui-se que nas condições do presente trabalho, a própolis pode induzir a expressão relativa dos genes abaecin, hymenoptaecin, apidaecin e defensin1, quando submetidas a desafio bacteriano. Entretanto, não se pôde caracterizar um tratamento com própolis que apresente uma maior expressão relativa para todos os genes simultaneamente. EFEITO DO CONSUMO DE PRÓPOLIS NAS ALTERAÇÕES COMPORTAMENTAIS E MORTALIDADE DE ABELHAS Apis mellifera L. SUBMETIDAS AO INSETICIDA FIPRONIL. Os inseticidas representam o maior risco direto para os polinizadores, como as abelhas Apis mellifera, sendo responsável pela redução das populações de abelhas e da produção apícola, tornando necessária a busca por substâncias que possam contribuir na melhora da saúde dessas abelhas, como a própolis. Este estudo verificou o efeito do consumo do extrato alcoólico de própolis no comportamento, quando submetidas a DL50 (0,2 µg/abelha) e subletal (1/500 DL50), e mortalidade das abelhas Apis mellifera L. quando submetidas a diferentes doses do inseticida fipronil (0,05; 0,1; 0,2; 0,3 e 0,4 µg/abelha). Ao todo foram utilizadas quatro colmeias, uma para cada tratamento (0, 5, 10 e 15% de inclusão de própolis), e em três períodos (0,15 e 30 dias) para verificar o efeito dos tratamentos ao longo do experimento. Para a realização dos testes de mortalidade e de alterações comportamentais foram selecionadas as abelhas campeiras das colmeias tratadas. Para o teste de mortalidade, os dados foram analisados em modelo linear misto generalizado, adicionado do Teste de Tukey (P<0,05) e a análise da avaliação das atividades comportamentais foi feita por (ANOVA) seguida do Teste de Tukey (P<0,05). As colmeias que consumiram própolis apresentaram menor taxa de mortalidade quando comparados com a colmeia controle (0%), com exceção no dia 0 em que a colmeia controle não diferiu do tratamento 10%. Verificou-se ainda que as abelhas que receberam o tratamento 10% apresentaram as menores taxas de mortalidade nos dias 15 e 30 de coleta. Além disso, foi observada mortalidade de 23% nas abelhas quando submetidas a DL50 do fipronil. Nos testes de alterações comportamentais e locomotoras não foram observadas influências dos tratamentos com própolis. Conclui-se que, para o presente estudo, a própolis influenciou na taxa de mortalidade e pode ter promovido um efeito protetor nas abelhas Apis mellifera L. quando submetidas a diferentes concentrações do inseticida fipronil, sendo ainda verificado que o tratamento 10% foi o mais eficaz, devido a ter apresentado as menores taxas de mortalidade nos dias 15 e 30. / INFLUENCE OF PROPOLIS CONSUMPTION IN GENES EXPRESSION RELATED TO IMMUNE SYSTEM OF Apis mellifera L. BEES SUBJECTED TO CHALLENGE BACTERIA. The Apis mellifera bees may be subject to a number of threats as parasites and pathogens that affect your immune system. This fact makes it necessary to look for natural products that can contribute to improving the immune system of these insects such as propolis. Given the above, the objective was to analyze the influence of the supply of propolis in gene expressions related to immunity of Apis mellifera L. bees subjected to bacterial challenge Over 30 days, four hives receive weekly treatments with different percentages of alcoholic extract of propolis 30% (0%, 5%, 10%, 15%). The experiment was randomized in a factorial 4 x 2 x 2x 3 (treatments x with or without bacteria x times x periods), totaling 48 samples. It was observed the expressions of abaecin, hymenoptaecin, apidaecin and defensing1 genes. As internal control was used actin gene. The results were compared by ANOVA followed by Tukey test (P <0.05). Alterations were observed in gene expression of bees studied for all periods and treatments before and after bacterial challenge for all proposed genes, were yet verified inductions of relative expression in the three periods. It is concluded that under the conditions of this study, propolis can induce the relative expression of genes abaecin, hymenoptaecin, apidaecin and defensin1, when subjected to bacterial challenge. However, it is not able to characterize a treatment with propolis presenting greater relative expression for all genes simultaneously. EFFECT OF PROPOLIS CONSUMPTION IN THE BEHAVIORAL CHANGES AND MORTALITY OF Apis mellifera L. BEES SUBMITTED TO PESTICIDE FIPRONIL. Pesticides pose the greatest direct risk for pollinators such as Apis mellifera bees, responsible for reducing bee populations and beekeeping, making it necessary to search for substances that can contribute to improving the health of these bees, such as propolis. Given this, the study found the effect of propolis alcoholic extract consumption behavior when subjected to DL50(0.2 µg/bee) and sublethal (1/500 DL50), and mortality of Apis mellifera L. bees submitted to different doses of the insecticide fipronil (0,05; 0.1, 0.2, 0.3 and 0.4 µg/bee). Four colonies were used, one for each treatment (0, 5, 10 and 15% inclusion of propolis), and in three periods (0,15 and 30 days) to determine the effect of the treatments throughout the experiment. To the achievement of mortality and behavioral changes tests the foraging bees from treated hives were selected. For the mortality test, the data were analyzed in generalized linear mixed model, added the Tukey test (P <0.05) and the analysis of the assessment of behavioral activities was made by (ANOVA) followed by Tukey test (P <0.05). Beehives who consumed propolis have a lower mortality rate compared to the hive control (0%), except on day 0 that the hive control did not differ from treatment 10%. It was also found that the hive that received treatment 10% was among the lowest mortality rates in the fifteenth and thirtieth collection day. Furthermore, the observed mortality was 23% in bees when subjected to LD50. In tests of locomotor and behavioral changes were observed influences of treatments with propolis. It concludes that, for this study, propolis influenced the mortality rate and may have promoted a protective effect on bees Apis mellifera L. when subjected to different concentrations of the insecticide fipronil, and also, that the treatment 10% was effective due to having presented the lowest mortality rates in the 15 and 30. However, treatments with propolis did not influence the behavioral and motor changes.

Orientador: Ricardo De Oliveira Orsi / Abstract: INFLUENCE OF PROPOLIS CONSUMPTION IN GENES EXPRESSION RELATED TO IMMUNE SYSTEM OF Apis mellifera L. BEES SUBJECTED TO CHALLENGE BACTERIA. The Apis mellifera bees may be subject to a number of threats as parasites and pathogens that affect your immune system. This fact makes it necessary to look for natural products that can contribute to improving the immune system of these insects such as propolis. Given the above, the objective was to analyze the influence of the supply of propolis in gene expressions related to immunity of Apis mellifera L. bees subjected to bacterial challenge Over 30 days, four hives receive weekly treatments with different percentages of alcoholic extract of propolis 30% (0%, 5%, 10%, 15%). The experiment was randomized in a factorial 4 x 2 x 2x 3 (treatments x with or without bacteria x times x periods), totaling 48 samples. It was observed the expressions of abaecin, hymenoptaecin, apidaecin and defensing1 genes. As internal control was used actin gene. The results were compared by ANOVA followed by Tukey test (P <0.05). Alterations were observed in gene expression of bees studied for all periods and treatments before and after bacterial challenge for all proposed genes, were yet verified inductions of relative expression in the three periods. It is concluded that under the conditions of this study, propolis can induce the relative expression of genes abaecin, hymenoptaecin, apidaecin and defensin1, when subjected to bacterial challenge. However, it i... (Complete abstract click electronic access below) / Resumo: INFLUÊNCIA DO CONSUMO DA PRÓPOLIS NA EXPRESSÃO DE GENES RELACIONADOS AO SISTEMA IMUNOLOGICO DE ABELHAS Apis mellifera L. SUMETIDAS AO DESAFIO BACTERIANO. As abelhas Apis mellifera podem estar sujeitas a uma série de ameaças como parasitas e patógenos que acometem seu sistema imunológico. Tal fato torna necessária a busca por produtos naturais que possam contribuir com a melhora do sistema imune destes insetos, como a própolis. Diante do exposto, o objetivo foi analisar a influência do fornecimento da própolis em expressões de genes relacionados à imunidade de abelhas Apis mellifera L. submetidas ao desafio bacteriano. Ao longo de 30 dias, quatro colmeias receberam semanalmente os tratamentos com diferentes porcentagens de extrato alcoólico de própolis 30% (0%, 5%, 10%, 15%). O experimento foi casualizado em esquema fatorial 4 x 2 x 2x 3 (tratamentos x com ou sem bactéria x tempos x períodos), totalizando 48 amostras. Foram observadas as expressões dos genes abaecin, hymenoptaecin, apidaecin e defensin1. Como controle interno foi utilizado o gene actina. Os resultados foram comparados por ANOVA seguidos do teste de Tukey (P<0,05). Foram observadas alterações na expressão gênica das abelhas estudadas para todos os períodos e tratamentos, antes e após desafio bacteriano, para todos os genes propostos, sendo ainda verificada induções da expressão relativa nos três períodos. Conclui-se que nas condições do presente trabalho, a própolis pode induzir a expressão relativa dos genes a... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Doutor