Memoria de Título para optar al título de Ingeniero Agrónomo / Los indicadores de polinización utilizados actualmente son poco eficaces y certeros y ninguno por sí sólo puede indicar a tiempo si existe una buena polinización y adecuado trabajo de las abejas en los árboles frutales. Por lo tanto, este estudio procuró caracterizar el color del polen corbicular de once especies frutales para elaborar una cartilla de colores y evaluar su aplicación en terreno como un indicador de la actividad polinizadora de la abeja melífera (Apis mellifera L.) en huertos frutales. El trabajo de terreno se efectúo en un huerto frutal situado en la Facultad de Ciencias Agronómicas de la Universidad de Chile, en el cual se introdujeron dos colmenas para estudiar el comportamiento y preferencia de las abejas y estimar la atractabilidad que ejercieron sobre ellas las especies del huerto frutal. Cuando las especies frutales florecieron, se sacaron flores y con su polen se realizó una palinoteca de referencia a partir de la cual se describió y fotografió la morfología de los granos. Simultáneamente, el polen cosechado de las trampas colocadas en las colmenas, se separó por colores y se observó al microscopio óptico para buscar e identificar las once especies frutales consideradas en este estudio. Se observó que, dentro del huerto frutal, destacaron por el pecoreo de polen los cultivares de peral Packham‟s Triumph, damasco Dina y cerezo Brooks y, por el pecoreo de néctar, todos los cultivares de mandarino y naranjo, junto con el ciruelo europeo D‟Agen y cerezo Brooks. Dentro del polen corbicular se encontró sólo tres especies frutales correspondientes a Prunus armeniaca L., Pyrus communis L. y Citrus limon (L.) Osbeck, a las que se les midió el color con colorímetro y se les asignó también un color de la Cartilla Pantone®. El polen corbicular de estas especies tiende al color amarillo (h*= 90°) con leves diferencias en su cromaticidad (C*) y luminosidad (L*). Se concluye que es posible elaborar una cartilla de colores del polen corbicular de distintas especies de árboles frutales y aplicarla en terreno considerando que para su uso, se requiere complementar la observación en terreno de las abejas pecoreando el polen en estudio, con el color y el conocimiento de las fechas de floración de toda la flora circundante, sobre todo la atractiva a las abejas, en un radio no menor de 1,2 km y ampliable hasta 3 km, del lugar donde se vaya a utilizar. / Currently used pollination indicators have limited effectiveness and accuracy and none by themselves can opportunely indicate the occurrence of good pollination and suitable foraging of honey bees in fruit trees. Therefore, the aim of this research was to characterize the color of corbicular pollen loads of 11 species of fruit trees to develop a color chart and assess its field application as an indicator of the pollinating activity of honey bees (Apis mellifera L.) in fruit orchards. The field work was carried out in a fruit tree orchard located at the Faculty of Agricultural Sciences of the University of Chile, where two hives were introduced to study the behavior and preference of honey bees and estimate the attractability exerted on them by the orchard species. When orchard species bloomed, flowers were taken to collect pollen grains for making a reference palinoteque based on which pollen grain morphology was described and photographed. Simultaneously, pollen harvested from traps placed in the hives was classified by color and observed by optical microscopy to look for and identify the 11 fruit species considered in this research. It was observed that, within the fruit orchard, the cultivars that stood out for pollen foraging by bees were the „Packham‟s Triumph‟ pear, the „Dina‟ apricot, and the „Brooks‟ cherry, while those preferred for nectar foraging were all the mandarin and orange cultivars together with the European „D‟Agen‟ plum and „Brooks‟ cherry. Just three fruit species, Prunus armeniaca L., Pyrus communis L. and Citrus limon (L.) Osbeck, were found in the corbicular pollen, whose color was measured with a colorimeter and associated to the Pantone® Color Chart. The corbicular pollen of these species tends to the yellow color (h*= 90°) with slight differences in its chromaticity (C*) and lightness (L*). It is concluded that it is possible to design a color chart of corbicular pollen loads from different fruit tree species for field application, considering that for its use complement the observation on field of bees foraging the studied pollen is required together with the pollen color, and knowledge of the surrounding flora and its blooming dates, especially the flora attractive to bees, in a radius not less than 1,2 km and expandable to 3 km from the selected place.

Tesis entregada a la Universidad de Chile en cumplimiento parcial de los requisitos para optar al grado de Magíster en Ciencias Biológicas. / Las abejas solitarias se caracterizan por ser altamente eficientes en la recolección y dispersión del polen. Cada hembra construye una masa de alimento con el polen y néctar forrajeados, entregándole a su descendencia, por única vez, las proteínas, sales minerales, grasas y carbohidratos, que ésta necesita para desarrollarse desde huevo hasta adulto. Dado lo relevante de la masa de alimento, exploramos en ella, la selectividad de la hembra para recolectar polen, cuantificamos sus proteínas y determinamos taxonómicamente su composición vegetal. A nivel palinológico determinamos la presencia de al menos 18 especies vegetales, de las cuales 16 especies son nativas y 2 son introducidas. Todas pertenecientes a familias botánicas cuyo contenido proteico es alto (36-42%). A través del método de Bradford, cuantificamos su contenido proteico, el cual en promedio alcanzó el 36,6%. Comparamos las masas entre periodos (T1, T2 y T3) de colecta, lo que evidenció que no hay diferencias significativas entre los periodos estudiados (ANOVA: F2,42 =2,191; p=0,124), sin embargo, la cantidad promedio de granos de polen (2338 ± 1134), sí mostró diferencias significativas entre los periodos (Kruskal-Wallis: H2,29=9,87; p=0,007). Por otro lado, la selección del recurso se evaluó a través del índice de Savage, el que informó que las plantas mayormente seleccionadas durante las temporadas estudiadas, fueron las especies nativas Adesmia aff. hirsuta, Azara serrata, Escallonia pulverulenta y la especie introducida Melilotus sp. Todas se encontraron en baja frecuencia relativa en las zonas de estudio, sin embargo, pertenecen a familias botánicas con un alto contenido proteico, entre 28 y 42%. La conclusión general de este trabajo es que el contenido de proteína en el polen afecta las actividades de forrajeo de las abejas: la construcción de la masa de alimento. Las hembras de M. postica seleccionan especies con granos de polen altamente proteicos, independientemente de su frecuencia en la vegetación, como es el caso de Medicago sp., especie que se encuentra ausente de las zonas cercanas de nidificación. / The solitary bees are very effective in the gathering and spreading of pollen grain. Each female builds “bee bread” with the gathered pollen and nectar, giving their offspring, for once, all the proteins, mineral salts, fats and carbohydrates that they need to develop to maturity. Due to the importance of the bee bread, we explored the female’s selectivity to gather pollen; we quantified their proteins and determined, at a palynological level, its vegetative conformation. At a palynological level, we found 18 species, 16 of them were native and 2 were introduced. All of them belonged to botanical families with pollen high in protein content (36-42%). Through the Bradford assay, we quantified the protein content, which reached 36,6% on average. We compared the protein content of the bee bread between the three collecting periods (T1,T2 and T3) no significant difference was found (ANOVA: F2,42 =2.191; p=0.124) however, the average counts of pollen grains did show significant differences between periods (Kruskal-Wallis: H2,29=9.87; p=0.007) On the other hand, the resource selection was evaluated through the Savage selectivity index, which showed that the most selected floral species during those three seasons were the natives Adesmia aff. hirsuta, Azara serrata and Escallonia pulverulenta and the introduced Melilotus sp. All these species are found in a relative low frequency within the research areas, but they belong to botanical families with high protein content, between 28 and 42%. The general conclusion of this work is that pollen protein content affects the bees’ foraging activities: to make the bee bread. M. postica females select species with highly proteic pollen grains regardless of their frequency of occurrence or, as in the case of Medicago sp., their absence near the nesting grounds. / Diciembre 2019

El polen apícola es uno de los productos de la colmena más conocido. Las abejas melíferas (Apis mellifera L.) lo recolectan como una de sus principales fuentes de alimento. Si bien ha sido utilizado por las civilizaciones egipcia y griega atribuyéndole propiedades terapéuticas y “rejuvenecedoras”, no fue hasta después de la Segunda Guerra Mundial que comenzó a aumentar la producción y su consumo. Actualmente sus características composicionales lo constituyen en un excelente suplemento nutricional y debido a sus propiedades bioactivas es considerado un alimento funcional. Por otra parte, el polen es uno de los productos de la colmena que presenta mayor variabilidad composicional atribuido principalmente a las diferentes floraciones visitadas por las abejas. En este sentido, el análisis entomopalinológico es apropiado para clasificarlo como multi o monofloral siendo este último más estable composicionalmente, aunque también puede sufrir algunas variaciones según la zona de producción. Por esta razón, es imprescindible caracterizar al polen apícola fisicoquímicamente para poder asegurar su calidad endógena y brindar información completa al potencial consumidor. Así, el principal objetivo de este trabajo de tesis es desarrollar metodologías analíticas que permitan determinar la composición del polen de abeja recolectado en la zona centro de Argentina. Inicialmente la clasificación entomopalinológica de las muestras se realizó mediante la acetólisis de los granos de polen evitando la separación por colores de las cargas corbiculares, que es la etapa del proceso que demanda más tiempo. Desde el punto de vista físico-químico se desarrolló una metodología rápida y de bajo costo para la determinación de humedad y proteínas totales en un pool de cargas corbiculares empleando espectroscopía en el infrarrojo cercano (NIR) y técnicas quimiométricas tales como SPA-MLR e iSPA-PLS. Además, la utilización del modelo iSPA-PLS-DA permitió la clasificación de las muestras en relación a un contenido proteico de 20%. Por otra parte, se pusieron a punto técnicas de microanálisis para evaluar el contenido de polifenoles, flavonoides y proteínas en cargas corbiculares individuales estableciendo los respectivos coeficientes de variación. De esta manera se confirmó la elevada variabilidad que presentan los mencionados parámetros en la matriz apícola probablemente relacionados al origen botánico. Asimismo, se construyó un modelo quimiométrico en base a espectroscopía NIR para estimar el contenido de polifenoles totales en cargas individuales de polen corbicular. Finalmente, en relación al tratamiento poscosecha, se llevó adelante un ensayo cuantitativo in vitro de actividad antimicrobiana utilizando un extracto etanólico de propóleos como preservante de polen fresco como una alternativa de conservación de bajo costo. Los resultados obtenidos en esta tesis indican que el polen de abeja recolectado en la zona centro de Argentina presenta muy buenas características nutricionales y bioactivas en base al contenido de proteínas, polifenoles y flavonoides definidos principalmente por los taxones Brassicaceae (mayormente Diplotaxis tenuifolia), Eucalyptus sp. y Lotus sp. La incorporación de las metodologías desarrolladas en este trabajo para realizar el control de calidad de este producto apícola permitiría el correcto rotulado del producto comercial o, incluso definir su destino para las diferentes industrias (alimenticia, farmacéutica, cosmética). / Bee pollen is one of the best-known beehive products. Honey bees (Apis mellifera L.) collect it as one of their main food sources. Although it has been used by the Egyptian and Greek civilizations ascribing therapeutic and "rejuvenating" properties to it, it was after the Second World War that the production and consumption increased. Currently, its compositional characteristics make it an excellent nutritional supplement, and due to its bioactive properties, it is considered a functional food. On the other hand, bee-pollen is the hive product that presents the greatest compositional variability, attributed mainly to the different blooms visited by bees. In this sense, the entomopalynological analysis is suitable to classify it as multi or monofloral, being the latter more stable in its composition, although it may also undergo some variations depending on the production area. For this reason, it is essential to perform a physicochemical characterization of the bee-pollen to ensure its endogenous quality and provide complete information to the potential consumer. Thus, the main objective of this thesis is to develop analytical methodologies that allow determining the composition of the bee-pollen collected in central Argentina. Initially the entomopalynological classification of the samples was carried out through the acetolysis of the pollen grains, avoiding the separation by colours of the corbicular pellets, which is the stage of the process that requires more time. From the physicochemical point of view, a rapid and low-cost methodology was developed for the determination of moisture and total proteins in a pool of bee-pollen pellets using near-infrared spectroscopy (NIR) and chemometric techniques such as SPA-MLR and iSPA-PLS. Moreover, the use of the iSPA-PLS-DA model allowed the classification of the samples concerning a protein content of 20%. On the other hand, microanalysis techniques were developed to evaluate the content of polyphenols, flavonoids and proteins in individual corbicular loads, establishing the respective variation coefficients. In this way, the high variability of the mentioned parameters presented in the apicultural matrix was confirmed, probably related to botanical origin. Likewise, a chemometric model based on NIR spectroscopy was constructed to estimate the total polyphenols content in individual loads of corbicular pollen. Finally, concerning postharvest treatment, a quantitative in vitro antimicrobial activity test was carried out using an ethanolic extract of propolis as a preservative for fresh pollen as a low-cost conservation alternative. The results obtained in this thesis indicate that the bee-pollen collected in central Argentina has very good nutritional and bioactive characteristics based on the content of proteins, polyphenols, and flavonoids defined mainly by the Brassicaceae taxa (mostly Diplotaxis tenuifolia) , Eucalyptus sp. and Lotus sp. The incorporation of the methodologies developed in this work to carry out the quality control of this beekeeping product would allow the correct labelling of the commercial product or even define its destination for the different industries (food industry, pharmaceuticals, cosmetics).