Made available in DSpace on 2015-03-26T13:30:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 276779 bytes, checksum: 6d023cf418e605c00629de81c563e347 (MD5) Previous issue date: 2007-07-20 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Queens are very important to the highly eusocial organisms colonies survival. It was thought until recently that in queenless colonies of species from Plebeia, Friesella and Scaptotrigona genera, among others, would not be possible the establishment of a new queen unless the colony had already a royal cell or an imprisoned queen. Nevertheless it has already been observed that Plebeia lucii queenless mini-colonies produce emergency queens building auxiliary cells closely to pre-existing brood cells. The aims of this study were to study the royal cells construction process in P. lucii queenright colonies and to verify if emergency queens are produced in response of the colonies orphan condition. The royal cells in queenright colonies were produced by the auxiliary cell addition in close contact to brood cells housing larva that had already finished eating but did not begin defecation. The connection hole between the two cells was opened by the larva, which, through this, consumed the additional food, becoming thus a queen. P. lucii queenless colonies responded to the colony orphan condition producing royal cells by the auxiliary cell addition process. From the 43 auxiliary cells produced in queenless colonies, 34 resulted in royal cells. / As rainhas são fundamentais para a sobrevivência das colônias de organismos eussociais. Até recentemente, acreditava-se que em colônias órfãs de espécies dos gêneros Plebeia, Friesella e Scaptotrigona, entre outras, não era possível o estabelecimento de uma nova rainha, caso não houvesse previamente uma célula real ou rainha aprisionada na colônia. Entretanto, já foi observado que mini-colônias de Plebeia lucii, submetidas à condição de orfandade, produzem rainhas de emergência pelo processo de adição de células auxiliares a células de cria pré-existentes. Assim, o presente trabalho teve como objetivos estudar o processo pelo qual são construídas as células reais em colônias normais de P. lucii e verificar se rainhas de emergência são produzidas em resposta à condição de orfandade da colônia. Nas colônias normais, as células reais são produzidas pela adição de célula auxiliar construída por operárias, adjacente a células cujas larvas estejam terminando de se alimentar e que não tenham iniciado a eliminação das fezes. A larva estabelece uma conexão entre as células através da qual consome também o alimento da célula auxiliar, tornando-se assim uma rainha. As colônias órfãs de P. lucii responderam à condição de orfandade produzindo células reais pelo mesmo processo que colônias normais. Das 43 células auxiliares construídas em colônias órfãs de P. lucii, 34 resultaram em células reais.

Neste estudo, foi investigado o efeito da dieta larval no desenvolvimento de características morfológicas casta-específicas e na expressão de alguns genes durante o desenvolvimento da abelha sem ferrão Scaptotrigona aff. depilis . Nesta espécie, as castas femininas são determinadas pela quantidade de alimento consumida durante o desenvolvimento larval. Grupos experimentais larvas criadas in vitro foram feitos com duas quantidades diferentes de alimento larval, obtido de favos recém provisionados nesta espécie. As larvas do primeiro grupo receberam 32l de alimento larval, correspondente a quantidade média de alimento recebida por larvas de operárias naturalmente, já as larvas do segundo grupo receberam 130l, correspondente a quantidade média encontrada naturalmente em células reais. Todas as larvas criadas com 130l de alimento larval se desenvolveram em rainhas, como esperado; da mesma forma, a maioria das larvas criadas com 32l se desenvolveram em operárias. Interessantemente, porém, algumas larvas deste grupo se desenvolveram em rainhas miniaturas, sugerindo que outros fatores, além do trófico, estejam envolvidos na determinação de castas em S. aff. depilis. Subsequentemente, analisamos os títulos de hormônio juvenil (HJ) na hemolinfa por radioimunoensaio durante quatro estágios do último instar larval e encontramos que as larvas do grupo de 130l de dieta apresentaram maiores títulos no estágio defecante (LD) (p=0,034, t-test), se comparado com as larvas do grupo de 32l. Os níveis de expressão de determinados genes que foram previamente descritos em outras espécies como expressos preferencialmente em rainhas. Um destes genes, dnmt-3, codifica a DNA metiltransferase envolvida na metilação do DNA. Para este gene, encontramos maiores níveis de transcritos nas larvas alimentadas como rainhas (130l) nos estágios LPD e LD (p=0,029, Mann-Whitney), do que as larvas que receberam 32l. Analisamos também dois genes envolvidos no metabolismo do HJ, e para um deles, jheh, codificador de uma epóxido-hidrolase do hormônio juvenil, não encontramos diferença nos níveis de mRNA entre larvas de rainhas e operárias. Para jhe, o qual codifica a esterase do hormônio juvenil, encontramos maiores níveis de transcritos no estágio LD nas larvas criadas com 130l de alimento. Isso indica que a expressão de jhe pode ser induzida pelo aumento dos títulos de HJ neste estágio. Os dois genes, hmgr e mfe, envolvidos no passo inicial e final da síntese do HJ, respectivamente, o primeiro mostrou uma pequena variação nos níveis de expressão, sendo que a expressão de mfe foi menor nas larvas criadas com 32l de alimento larval e foi encontrado um pico de expressão no estágio LPD nas larvas alimentadas com 130l. O produto desse gene, metilfarnesoato epoxidase, está envolvido no passo limitante da síntese de HJ em Apis mellifera. Dois outros genes analisados foram o homólogo ao EcR, codificador do receptor de ecdisona e o usp, codificador do potencial receptor do HJ. Seus níveis de expressões foram maiores nos estágios LPD e LD, respectivamente, nas larvas alimentadas com 130l de alimento e os níveis de EcR se correlacionaram com o perfil dos títulos de ecdisona e os de usp com os títulos de HJ, publicados para esta espécie. Não houve diferença nos níveis de expressão dos genes selecionados que pudessem relacionar ou permitir distinguir as rainhas miniaturas das operárias durante os estágios do desenvolvimento estudados. Uma análise morfométrica de adultos faratos indica claramente que as rainhas miniaturas são rainhas autênticas. / In this work we investigated the role played by the larval diet in the development of caste-specific morphological traits and in the expression of candidate genes during the development of the stingless bees, Scaptotrigona aff. depilis. In this species, the female castes are determinate by the amount of food consume during larval development. Experimental groups of larvae were reared in vitro on two different quantities of larval food obtained from newly provisioned brood cells of this species. Larvae of the first group received 32l of larval food, corresponding to the quantity usually received by the workers larva, whereas larvae of the second group received 130l, corresponding to the quantity normally deposited in queen cells. All larvae reared on 130l of larval food developed into queens, as expected, and similarly, most of the larvae reared on 32l developed into workers. Interestingly, however, some larvae of this group developed into miniature queens, suggesting that factors additional to the trophic ones may be involved in caste determination in S. aff. depilis. We subsequently analyzed the hemolymph juvenile hormone (JH) titers by radioimmunoassay during four stages of the last larval instar and we found that larvae of the 130l diet group had higher JH titer in the defecating stange (LD) (p=0,034, t-test) than larvae of the 32l diet group. Next we analyzed the expression levels of set of candidate genes that had previously been described as preferentially expressed in queens of others bee species. One of these genes dnmt-3, encodes DNA methyltransferase involved in DNA methylation. For this gene we found higher transcripts levels in prospective queens during the final larval stage (both in pre-defecating larvae LPD and defecating larvae- LD) (p=0,029, Mann-Whitney). We also analyzed two genes involved in JH metabolism, and for one of them jheh, encoding a juvenile hormone epoxide hydrolase, we did not find any differences in mRNA levels for queens and workers larvae. For jhe, which codes juvenile hormone esterase we found higher transcript levels in the LD stage in larvae reared on 130l of larval food. This indicates that jhe expression may be induced by an elevated JH titer during this stage. For two genes, hmgr and mfe, involved in an initial and a final step of JH synthesis, respectively, the first one showed little variation in expression levels, whereas mfe expression was lower in larvae reared on 32l of larval food and we found an expression peak in the LPD stage (p=0,029, Mann-Whitney) of larvae reared on 130l larval food. The product of this gene, a methylfarnesoate epoxidase, has been shown to be involved in a rate-limiting step of JH sunthesis in the honey bee, Apis mellifera. The other two genes analyzed were the EcR homolog encoding an ecdysone receptor and usp coding for potencial JH receptor. Their expressions were higher during LPD (p=0,006, t-test) stages and LD (p=0,026, t-test), respectively, in larvae fed with 130l of food and the levels of transcripts of EcR correlated with changes in the ecdysone titer and usp with the JH titer published for this species. We did not find differences in expressions levels for any of these candidate genes that could related to and allow to distinguish between prospective miniature queens and workers in these stages. A morphometric analysis of pharate adults, however, clearly demonstrated that the miniature queens are authentic queens.

Neste estudo, foi investigado o efeito da dieta larval no desenvolvimento de características morfológicas casta-específicas e na expressão de alguns genes durante o desenvolvimento da abelha sem ferrão Scaptotrigona aff. depilis . Nesta espécie, as castas femininas são determinadas pela quantidade de alimento consumida durante o desenvolvimento larval. Grupos experimentais larvas criadas in vitro foram feitos com duas quantidades diferentes de alimento larval, obtido de favos recém provisionados nesta espécie. As larvas do primeiro grupo receberam 32l de alimento larval, correspondente a quantidade média de alimento recebida por larvas de operárias naturalmente, já as larvas do segundo grupo receberam 130l, correspondente a quantidade média encontrada naturalmente em células reais. Todas as larvas criadas com 130l de alimento larval se desenvolveram em rainhas, como esperado; da mesma forma, a maioria das larvas criadas com 32l se desenvolveram em operárias. Interessantemente, porém, algumas larvas deste grupo se desenvolveram em rainhas miniaturas, sugerindo que outros fatores, além do trófico, estejam envolvidos na determinação de castas em S. aff. depilis. Subsequentemente, analisamos os títulos de hormônio juvenil (HJ) na hemolinfa por radioimunoensaio durante quatro estágios do último instar larval e encontramos que as larvas do grupo de 130l de dieta apresentaram maiores títulos no estágio defecante (LD) (p=0,034, t-test), se comparado com as larvas do grupo de 32l. Os níveis de expressão de determinados genes que foram previamente descritos em outras espécies como expressos preferencialmente em rainhas. Um destes genes, dnmt-3, codifica a DNA metiltransferase envolvida na metilação do DNA. Para este gene, encontramos maiores níveis de transcritos nas larvas alimentadas como rainhas (130l) nos estágios LPD e LD (p=0,029, Mann-Whitney), do que as larvas que receberam 32l. Analisamos também dois genes envolvidos no metabolismo do HJ, e para um deles, jheh, codificador de uma epóxido-hidrolase do hormônio juvenil, não encontramos diferença nos níveis de mRNA entre larvas de rainhas e operárias. Para jhe, o qual codifica a esterase do hormônio juvenil, encontramos maiores níveis de transcritos no estágio LD nas larvas criadas com 130l de alimento. Isso indica que a expressão de jhe pode ser induzida pelo aumento dos títulos de HJ neste estágio. Os dois genes, hmgr e mfe, envolvidos no passo inicial e final da síntese do HJ, respectivamente, o primeiro mostrou uma pequena variação nos níveis de expressão, sendo que a expressão de mfe foi menor nas larvas criadas com 32l de alimento larval e foi encontrado um pico de expressão no estágio LPD nas larvas alimentadas com 130l. O produto desse gene, metilfarnesoato epoxidase, está envolvido no passo limitante da síntese de HJ em Apis mellifera. Dois outros genes analisados foram o homólogo ao EcR, codificador do receptor de ecdisona e o usp, codificador do potencial receptor do HJ. Seus níveis de expressões foram maiores nos estágios LPD e LD, respectivamente, nas larvas alimentadas com 130l de alimento e os níveis de EcR se correlacionaram com o perfil dos títulos de ecdisona e os de usp com os títulos de HJ, publicados para esta espécie. Não houve diferença nos níveis de expressão dos genes selecionados que pudessem relacionar ou permitir distinguir as rainhas miniaturas das operárias durante os estágios do desenvolvimento estudados. Uma análise morfométrica de adultos faratos indica claramente que as rainhas miniaturas são rainhas autênticas. / In this work we investigated the role played by the larval diet in the development of caste-specific morphological traits and in the expression of candidate genes during the development of the stingless bees, Scaptotrigona aff. depilis. In this species, the female castes are determinate by the amount of food consume during larval development. Experimental groups of larvae were reared in vitro on two different quantities of larval food obtained from newly provisioned brood cells of this species. Larvae of the first group received 32l of larval food, corresponding to the quantity usually received by the workers larva, whereas larvae of the second group received 130l, corresponding to the quantity normally deposited in queen cells. All larvae reared on 130l of larval food developed into queens, as expected, and similarly, most of the larvae reared on 32l developed into workers. Interestingly, however, some larvae of this group developed into miniature queens, suggesting that factors additional to the trophic ones may be involved in caste determination in S. aff. depilis. We subsequently analyzed the hemolymph juvenile hormone (JH) titers by radioimmunoassay during four stages of the last larval instar and we found that larvae of the 130l diet group had higher JH titer in the defecating stange (LD) (p=0,034, t-test) than larvae of the 32l diet group. Next we analyzed the expression levels of set of candidate genes that had previously been described as preferentially expressed in queens of others bee species. One of these genes dnmt-3, encodes DNA methyltransferase involved in DNA methylation. For this gene we found higher transcripts levels in prospective queens during the final larval stage (both in pre-defecating larvae LPD and defecating larvae- LD) (p=0,029, Mann-Whitney). We also analyzed two genes involved in JH metabolism, and for one of them jheh, encoding a juvenile hormone epoxide hydrolase, we did not find any differences in mRNA levels for queens and workers larvae. For jhe, which codes juvenile hormone esterase we found higher transcript levels in the LD stage in larvae reared on 130l of larval food. This indicates that jhe expression may be induced by an elevated JH titer during this stage. For two genes, hmgr and mfe, involved in an initial and a final step of JH synthesis, respectively, the first one showed little variation in expression levels, whereas mfe expression was lower in larvae reared on 32l of larval food and we found an expression peak in the LPD stage (p=0,029, Mann-Whitney) of larvae reared on 130l larval food. The product of this gene, a methylfarnesoate epoxidase, has been shown to be involved in a rate-limiting step of JH sunthesis in the honey bee, Apis mellifera. The other two genes analyzed were the EcR homolog encoding an ecdysone receptor and usp coding for potencial JH receptor. Their expressions were higher during LPD (p=0,006, t-test) stages and LD (p=0,026, t-test), respectively, in larvae fed with 130l of food and the levels of transcripts of EcR correlated with changes in the ecdysone titer and usp with the JH titer published for this species. We did not find differences in expressions levels for any of these candidate genes that could related to and allow to distinguish between prospective miniature queens and workers in these stages. A morphometric analysis of pharate adults, however, clearly demonstrated that the miniature queens are authentic queens.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:30:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 468409 bytes, checksum: 3e2e0ab05597740b3f2ba9c5da061f42 (MD5) Previous issue date: 2011-02-22 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The bees of Melipona genus have trofogenetic mechanism to determination of caste. The level of juvenile hormone (JH) in several stages of larval development determines the characteristics of females. Diploid males and females of Melipona quadrifasciata that, in last instar larvae, received topical JH develop external morphological characteristics of queen. This work was based on morphometric data to investigate the effect of JH III in the development of haploid and diploid males of Melipona quadrifasciata and compare morphological characteristics of them with morphological characteristics already known in females of this species. Ten individuals were used for each treatment; workers, natural queens, queens produced from the topical application of JH, natural haploid males, haploid males received application of JH but did not differ, haploid males that received topical application of JH and developed features of queens (QLM - Queen-Like Male), natural diploid males, diploid males that received topical application of JH but did not differ and diploid QLM. The anatomical averages analyzed were: width of compound eyes, width of tibia, length of mouthparts, length of mandible, intertegule distance and interorbit distance. All averages allowed the separation of individuals into groups. However, the lengths of the mouthpart averages were differences most significantly between treatments. Natural queens and queens produced from the effect of JH had similar averages. Diploid and haploid QLM showed average variables with similar size in the natural queens and queens produced from topical application of JH. Workers were more similar to males than the queens in the most averages variables and, in general, the workers presented average size more than queens. Natural diploid and haploid males had close averages, which does not allow visual differentiation of these individuals. The dates confirm that the JH is primarily responsible for the differentiation of specific characteristics of each caste, and, in the high levels of it causes the appearance of the characteristics of queen, independent on genotype. / Abelhas do gênero Melipona possuem mecanismo de determinação das castas trofogenético. O nível de hormônio juvenil (HJ) em certas fases do desenvolvimento larval determina as características das fêmeas. Fêmeas e machos diplóides de Melipona quadrifasciata que, na fase pré defecante, recebem aplicação tópica de HJ desenvolvem características morfológicas externas de rainha. Este trabalho baseou-se em dados morfométricos para investigar o efeito do HJ III no desenvolvimento de machos haplóides e diplóides de Melipona quadrifasciata e comparar estes efeitos com os efeitos já conhecidos em fêmeas desta espécie. Foram utilizados dez indivíduos de cada tratamento, sendo operárias, rainhas naturais, rainhas produzidas a partir da aplicação tópica de HJ, machos haplóides naturais, machos haplóides que receberam aplicação de HJ mas não se diferenciaram, machos haplóides que receberam aplicação tópica de HJ e desenvolveram características de rainha (QLM – Queen-Like Male), machos diplóides naturais, machos diplóides que receberam aplicação tópica de HJ mas não se diferenciaram e QLM diplóides. As medidas anatômicas analizadas foram largura do olho composto, largura da tíbia, comprimento do aparelho bucal, comprimento da mandíbula, distância intertégula e distância interorbital. Todas as medidas possibilitaram a separação dos indivíduos em grupos, no entanto o comprimento do aparelho bucal foi a medida com diferenças mais significativas entre os tratamentos. Rainhas naturais e rainhas produzidas a partir do efeito do HJ possuem medidas semelhantes. QLM haplóides e diplóides apresentaram as variáveis medidas com tamanhos semelhantes as das rainhas naturais e produzidas a partir da aplicação tópica de HJ. Operárias se mostraram mais semelhantes aos machos do que as rainhas quanto a maior parte das maioria das variáveis medidas e, em geral, as operárias apresentam médias de tamanho maiores e as rainhas menores. Macho diplóides e haplóides naturais possuem medidas próximas, o que não permite a diferenciação visual desses indivíduos. Os dados corroboram que o HJ é o principal responsável pela diferenciação das características específicas de cada castas, assim, em altos níveis ele acarreta o aparecimento das características de rainha, independente do genótipo.

Com o avanço da meliponicultura, a utilização das abelhas sem ferrão, assim como de seus subprodutos, tem abrangido novas áreas, como a polinização de culturas agrícolas. Assim, a demanda pelo aumento do número de colônias tem sido constante, porém devido ao pouco conhecimento sobre a biologia reprodutiva dessas abelhas, há dificuldade de produção de colônias em larga escala, acarretando uma séria limitação quanto à utilização comercial desses polinizadores. Buscamos com este trabalho, oferecer ferramentas que possibilitem a multiplicação de colônias de abelhas sem ferrão em grande quantidade em um curto período de tempo. Nas abelhas indígenas sem ferrão (exceto no gênero Melipona e nos casos onde ocorrem rainhas-miniatura) a quantidade de alimento ingerido pelas larvas fêmeas é o fator responsável pela diferenciação das castas, pois as larvas que se tornam rainhas ingerem mais alimento que as larvas de futuras operárias, não havendo diferença qualitativa entre o alimento fornecido às larvas que originarão ambas as castas. De acordo com este modelo de determinação de castas, buscamos estabelecer a produção in vitro de rainhas em Tetragonisca angustula oferecendo maior quantidade de alimento às larvas de operárias, induzindo seu desenvolvimento em rainhas, que após a emergência foram introduzidas em mini-colônias órfãs para verificação da sua viabilidade (fecundação natural e postura de ovos). Em condições naturais as larvas de T. angustula que se tornam rainhas e operárias recebem respectivamente 55 µL e 8 µL de alimento em média. Assim, para a produção in vitro de rainhas oferecemos 55 µL de alimento a larvas de operárias coletadas em estágio pré-alimentação de ninhos naturais e conseguimos uma taxa de sobrevivência de até 51% e de 19% na obtenção de rainhas fisiogástricas, configurando um avanço em relação à taxa natural de emergência de rainhas, que foi de 0,21%. Das mini-colônias onde foram introduzidas rainhas virgens, 41% tiveram sucesso e se tornaram colônias perenes. A utilização de larvas de operárias na produção in vitro de rainhas é possível devido ao fato de as larvas serem totipotentes, assim como a utilização de alimento coletado de células de cria de operárias/machos, pois os resultados das análises comparativas do conteúdo protéico e de aminoácidos totais e livres dos alimentos contidos em células de cria de operárias/machos e células reais mostraram não haver diferenças significativas. A utilização de alimento larval de Scaptotrigona aff. depilis na criação in vitro de rainhas de T. angustula mostrou a possibilidade de produção de rainhas viáveis com esta nova técnica embora os perfis protéicos dos alimentos larvais de ambas as espécies sejam diferentes. Os experimentos de produção in vitro de rainhas com diferentes quantidades de alimento oferecido às larvas mostraram a existência de uma quantidade limite de alimento entre 35 µL e 45 µL acima da qual todos os indivíduos se tornam rainhas e abaixo da qual todos se tornam operárias, não havendo a ocorrência de indivíduos intermediários (intercastas). Introduzindo as rainhas produzidas in vitro em mini-colônias órfãs, conseguimos o estabelecimento de 16 colônias perenes a partir de seis colônias doadoras de material no período de seis meses, o que configura um avanço de 33% em relação às técnicas tradicionais de multiplicação de colônias que conseguiriam formar, no máximo, 12 colônias no mesmo período. A verificação da freqüência de produção de sexuados nas colônias naturais ao longo do ano mostrou que os machos são produzidos sazonalmente com alta taxa no período de fevereiro a abril, e embora as rainhas possuam uma produção baixa e homogênea ao longo do ano, concluímos que aquelas produzidas no período onde ocorre maior disponibilidade de machos possuem maiores chances de serem fecundadas. Assim, foi extremamente importante sincronizar a produção in vitro de rainhas com o período de maior disponibilidade de machos, uma vez que a fecundação destas ocorreu naturalmente. A produção in vitro de rainhas e a multiplicação de colônias nas abelhas sem ferrão se tornam ferramentas importantes para as técnicas de manejo que visam obter colônias em larga escala, com emprego na polinização, meliponicultura e conservação. / With the improvement of meliponiculture, the use of stingless bees, as well as their byproducts, has comprised new areas, such as the pollination of crops. Thus, the requirement by increasing the number of colonies has been constant, but due to poor knowledge about reproductive biology of these bees, have been difficult produce colonies on a large scale, what causes serious limitations on the commercial use of these pollinators. Our goals were to offer tools that allowed the multiplication of stingless bees colonies in large quantities in a short time. In stingless bees (except in the genus Melipona and in cases where there are miniature-queens) the amount of food ingested by female larvae is the responsible feature for caste differentiation, because the larvae that will become queens must to ingest more food than the larvae of future workers, and there is no qualitative difference between the food provided to larvae of both castes. According to this model of caste determination, we aimed at to establish the in vitro production of queens in Tetragonisca angustula, offering a large quantity of larval food to the workers larvae, thus inducing their development into queens that after rearing were introduced in orphaned mini-colonies to verify their feasibility (natural mating and egg laying). Under natural conditions the larvae of T. angustula that become queens and workers receive respectively, 55 µL and 8 µL of food on average. Thus, for the in vitro production of queens we offered 55 µL of food to workers larvae collected in pre-feeding stage from natural nests and we were able to get a survival rate up to 51 % and 19% in obtaining viable queens, which is an improvement compared to 0,21% of rearing queens observed in natural hives. About 41% of mini-colonies, where viable queens were introduced were successful and have become perennial colonies. The use of workers larvae on in vitro production of queens is possible because the larvae are totipotent, as well as the use of food collected from workers/males brood cells, because the results of comparative analysis of protein content and total and free amino acids of food stored in worker/males brood cells and royal cells showed no significant differences. The use of larval food from Scaptotrigona aff. depilis on in vitro rearing of T. angustula queens showed the possibility of producing viable queens, with this new technique, although the protein profiles of larval food of both species were different. The experiments of in vitro production of queens with different amounts of food offered to the larvae showed the existence of a threshold quantity of food between 35 mL and 45 mL above which all individuals become queens and below which all individuals become workers, without the occurrence of intermediate individuals (intercaste). Inserting the queens produced in vitro in orphaned mini-colonies, we were able to establish 16 perennial colonies as from six colonies donors of material in six months, constituting an increase of 33% compared to traditional techniques of multiplication of colonies which would form up only 12 colonies in the same period. Verification of frequency of sexuals reared in natural colonies over the year showed that males are produced seasonally with high rate in the period from February to April, and although the queens have a low and homogeneous occurrence over the year, we concluded that the queens produced during the period where there is greater availability of males, have higher chances of being fertilized. Thus, was extremely important synchronize the in vitro production of queens with the period where there is greater availability of males, since fertilization of these queens occurred naturally. The in vitro production of queens and multiplication of colonies in stingless bees become important tools for handling techniques that aim to obtain colonies on a large scale, with employment in pollination, meliponiculture and conservation.

Com o avanço da meliponicultura, a utilização das abelhas sem ferrão, assim como de seus subprodutos, tem abrangido novas áreas, como a polinização de culturas agrícolas. Assim, a demanda pelo aumento do número de colônias tem sido constante, porém devido ao pouco conhecimento sobre a biologia reprodutiva dessas abelhas, há dificuldade de produção de colônias em larga escala, acarretando uma séria limitação quanto à utilização comercial desses polinizadores. Buscamos com este trabalho, oferecer ferramentas que possibilitem a multiplicação de colônias de abelhas sem ferrão em grande quantidade em um curto período de tempo. Nas abelhas indígenas sem ferrão (exceto no gênero Melipona e nos casos onde ocorrem rainhas-miniatura) a quantidade de alimento ingerido pelas larvas fêmeas é o fator responsável pela diferenciação das castas, pois as larvas que se tornam rainhas ingerem mais alimento que as larvas de futuras operárias, não havendo diferença qualitativa entre o alimento fornecido às larvas que originarão ambas as castas. De acordo com este modelo de determinação de castas, buscamos estabelecer a produção in vitro de rainhas em Tetragonisca angustula oferecendo maior quantidade de alimento às larvas de operárias, induzindo seu desenvolvimento em rainhas, que após a emergência foram introduzidas em mini-colônias órfãs para verificação da sua viabilidade (fecundação natural e postura de ovos). Em condições naturais as larvas de T. angustula que se tornam rainhas e operárias recebem respectivamente 55 µL e 8 µL de alimento em média. Assim, para a produção in vitro de rainhas oferecemos 55 µL de alimento a larvas de operárias coletadas em estágio pré-alimentação de ninhos naturais e conseguimos uma taxa de sobrevivência de até 51% e de 19% na obtenção de rainhas fisiogástricas, configurando um avanço em relação à taxa natural de emergência de rainhas, que foi de 0,21%. Das mini-colônias onde foram introduzidas rainhas virgens, 41% tiveram sucesso e se tornaram colônias perenes. A utilização de larvas de operárias na produção in vitro de rainhas é possível devido ao fato de as larvas serem totipotentes, assim como a utilização de alimento coletado de células de cria de operárias/machos, pois os resultados das análises comparativas do conteúdo protéico e de aminoácidos totais e livres dos alimentos contidos em células de cria de operárias/machos e células reais mostraram não haver diferenças significativas. A utilização de alimento larval de Scaptotrigona aff. depilis na criação in vitro de rainhas de T. angustula mostrou a possibilidade de produção de rainhas viáveis com esta nova técnica embora os perfis protéicos dos alimentos larvais de ambas as espécies sejam diferentes. Os experimentos de produção in vitro de rainhas com diferentes quantidades de alimento oferecido às larvas mostraram a existência de uma quantidade limite de alimento entre 35 µL e 45 µL acima da qual todos os indivíduos se tornam rainhas e abaixo da qual todos se tornam operárias, não havendo a ocorrência de indivíduos intermediários (intercastas). Introduzindo as rainhas produzidas in vitro em mini-colônias órfãs, conseguimos o estabelecimento de 16 colônias perenes a partir de seis colônias doadoras de material no período de seis meses, o que configura um avanço de 33% em relação às técnicas tradicionais de multiplicação de colônias que conseguiriam formar, no máximo, 12 colônias no mesmo período. A verificação da freqüência de produção de sexuados nas colônias naturais ao longo do ano mostrou que os machos são produzidos sazonalmente com alta taxa no período de fevereiro a abril, e embora as rainhas possuam uma produção baixa e homogênea ao longo do ano, concluímos que aquelas produzidas no período onde ocorre maior disponibilidade de machos possuem maiores chances de serem fecundadas. Assim, foi extremamente importante sincronizar a produção in vitro de rainhas com o período de maior disponibilidade de machos, uma vez que a fecundação destas ocorreu naturalmente. A produção in vitro de rainhas e a multiplicação de colônias nas abelhas sem ferrão se tornam ferramentas importantes para as técnicas de manejo que visam obter colônias em larga escala, com emprego na polinização, meliponicultura e conservação. / With the improvement of meliponiculture, the use of stingless bees, as well as their byproducts, has comprised new areas, such as the pollination of crops. Thus, the requirement by increasing the number of colonies has been constant, but due to poor knowledge about reproductive biology of these bees, have been difficult produce colonies on a large scale, what causes serious limitations on the commercial use of these pollinators. Our goals were to offer tools that allowed the multiplication of stingless bees colonies in large quantities in a short time. In stingless bees (except in the genus Melipona and in cases where there are miniature-queens) the amount of food ingested by female larvae is the responsible feature for caste differentiation, because the larvae that will become queens must to ingest more food than the larvae of future workers, and there is no qualitative difference between the food provided to larvae of both castes. According to this model of caste determination, we aimed at to establish the in vitro production of queens in Tetragonisca angustula, offering a large quantity of larval food to the workers larvae, thus inducing their development into queens that after rearing were introduced in orphaned mini-colonies to verify their feasibility (natural mating and egg laying). Under natural conditions the larvae of T. angustula that become queens and workers receive respectively, 55 µL and 8 µL of food on average. Thus, for the in vitro production of queens we offered 55 µL of food to workers larvae collected in pre-feeding stage from natural nests and we were able to get a survival rate up to 51 % and 19% in obtaining viable queens, which is an improvement compared to 0,21% of rearing queens observed in natural hives. About 41% of mini-colonies, where viable queens were introduced were successful and have become perennial colonies. The use of workers larvae on in vitro production of queens is possible because the larvae are totipotent, as well as the use of food collected from workers/males brood cells, because the results of comparative analysis of protein content and total and free amino acids of food stored in worker/males brood cells and royal cells showed no significant differences. The use of larval food from Scaptotrigona aff. depilis on in vitro rearing of T. angustula queens showed the possibility of producing viable queens, with this new technique, although the protein profiles of larval food of both species were different. The experiments of in vitro production of queens with different amounts of food offered to the larvae showed the existence of a threshold quantity of food between 35 mL and 45 mL above which all individuals become queens and below which all individuals become workers, without the occurrence of intermediate individuals (intercaste). Inserting the queens produced in vitro in orphaned mini-colonies, we were able to establish 16 perennial colonies as from six colonies donors of material in six months, constituting an increase of 33% compared to traditional techniques of multiplication of colonies which would form up only 12 colonies in the same period. Verification of frequency of sexuals reared in natural colonies over the year showed that males are produced seasonally with high rate in the period from February to April, and although the queens have a low and homogeneous occurrence over the year, we concluded that the queens produced during the period where there is greater availability of males, have higher chances of being fertilized. Thus, was extremely important synchronize the in vitro production of queens with the period where there is greater availability of males, since fertilization of these queens occurred naturally. The in vitro production of queens and multiplication of colonies in stingless bees become important tools for handling techniques that aim to obtain colonies on a large scale, with employment in pollination, meliponiculture and conservation.