O sistema de acasalamentos das abelhas sociais é intrigante. As rainhas acasalam durante uma curta janela de tempo nas fases inicias de suas vidas, armazenando o esperma pelo resto de suas vidas. Enquanto as rainhas das abelhas sem ferrão (Meliponini) e de mamangavas (Bombini) se acasalam com um ou poucos machos (monândricas), as rainhas de espécies representantes do gênero Apis (Apini) acasalam-se com vários machos (poliândricas). Diversas hipóteses têm sido propostas para compreender os benefícios do comportamento extremamente promíscuo das rainhas do gênero Apis. Porém, pouco foi feito para entender as igualmente intrigantes pressões seletivas que mantém a monandria em um grupo tão diverso quanto o das abelhas sem ferrão. No presente estudo, investigamos como as forças seletivas causadas pelas produção de machos diploides (uma consequência natural do sistema de determinação sexual em Hymenoptera) podem afetar o sistema de acasalamento da abelha sem ferrão brasileira, Scaptotrigona depilis. Em particular, rainhas que realizam um acasalamento pareado para o locus sexual (i.e., acasalam com um macho que possui o mesmo alelo sexual) terão o seu fitness reduzido porque elas serão executadas em colônias com 50% de machos diploides entre sua cria diploide. Acasalar-se com mais de um macho aumentam as chances de um acasalamento pareado, mas reduz a proporção de machos diploides na cria. Por meio da manipulação dos favos de cria de colônias experimentais, nós testamos se a mortalidade de rainhas com proporções menores de machos diploides na cria terão taxas de mortalidade similares à de rainhas em colônias com 0% ou 50% de machos diploides na cria. Para isso, obtivemos rainhas produzindo machos diploides nesta espécie e estudamos alguns detalhes de sua biologia, em particular, a viabilidade e morfologia de seus espermatozoides e comportamento fora de suas colônias (Capítulo 1). Nós verificamos se a rainha morre na presença de machos diploides, como este comportamento é predominante na população, e quais os possíveis mecanismos que desencadeiam este comportamento (Capítulo 2). Finalmente, verificamos se a mortalidade de rainhas em colônias com proporções menores de machos diploides na cria (simulando acasalamentos múltiplos) é mais próxima da mortalidade de rainhas em colônias com 0 ou 50% de machos diploides (Capítulo 3). Verificamos que os machos diploides de S. depilis são viáveis e juntam-se a agregados reprodutivos. Seus espermatozoides possuem a mesma viabilidade que os dos machos haploides, porém possuem a cabeça e a cauda maiores. As rainhas são mortas na presença de cerca de 50% de machos diploides na cria e esse comportamento é muito difundido na população estudada, com 100% de morte das rainhas (n=20). O perfil químico de hidrocarbonetos cuticulares dos machos diploides é quantitativamente diferente dos machos haploides, sugerindo que pode conter informações para que a rainha seja executada. No entanto, por meio da contagem de espermatozoides na espermateca de rainhas recém acasaladas e com um ano de idade foi possível observar que o esgotamento de espermatozoides pode afetar a expectativa de vida das rainhas. Isso sugere que o sinal para execução da rainha também pode estar associado a uma quantidade grande de machos emergindo, como um sinal de esgotamento de espermatozoides da rainha, ao invés da ploidia dos machos. Rainhas em colônias com cerca de 25% de machos diploides emergindo foram mortas em proporções semelhantes à de rainhas em colônias com 50% de machos diploides. Isso indica que esse comportamento causa uma pressão seletiva contra os acasalamentos duplos nessa espécie, pois ao acasalar duas vezes a rainha dobra as chances de realizar um acasalamento pareado e a mortalidade é igual à de rainhas que se acasalam uma única vez. / The mating systems of social bees is intriguing. Queens mate within a narrow time window very early in their lives, storing male sperm for their entire lifespan. In bumblebees (Bombini) and stingless bees (Meliponini), queens usually mate with a single male (monandry), while the queens of Apis species (Apini) mate with several males (polyandry). Several hypothesis have been proposed to understand the benefits of the extreme polyandry of honey bees. However, very little have been done in order to understand the equally intriguing selective forces that make such a diverse group as stingless bees as monandrous. In the present study we investigate how the selective force imposed by the chances of producing diploid males (a natural consequence of sex determination system of Hymenoptera) can affect the mating system of the Brazilian stingless bee Scaptotrigona depilis. In particular, queens that make a matched mating for the sex locus (i.e., mating with a male with the same sex allele) will have reduced fitness because queens are executed when producing 50% of diploid males amongst her diploid offspring. Mating with more males increase the chances of a matched mating, but reduces the proportion of diploid males on their brood. By manipulating the brood combs of experimental colonies, we tested whether queens with smaller proportions of diploid males (25%) will have mortality rates similar to queens in colonies with 0% or 50% diploid males. For that, we obtained queens producing diploid males and studied details of diploid males biology, in particular their sperm viability and morphology, and their behaviour out of their mother colonies (Chapter 1). We verified how prevalent queen execution behaviour under diploid male production is on this species, and the possible proximate mechanisms that trigger this behaviour (Chapter 2). Finally, we verified whether queen mortality in colonies with lower proportion of diploid males (simulating multiple mating) is closer to colonies with 50% or 0% of diploid males (Chapter 3). We verified that diploid males of S. depilis are viable and can join reproductive aggregations. Their sperm cells have the same viability of haploid males, but have longer sperm head and tail cells. Queens are executed in the presence of 50% of diploid males, and this behaviour is very prevalent on the studied population, with 100% of queen death (n=20). The cuticular hydrocarbon chemical profile of diploid males is quantitatively different from haploid males, suggesting that workers could use it as a signal for queen execution. However, sperm count of newly mated queens and one-year-old queens showed that sperm depletion might affect queen lifespan. This suggests that the signal for queen execution could also be related to a high number of males emergence, as a signal of queen sperm depletion, instead of male ploidy. Queens mortality in colonies with 25% of diploid males was similar to queens in colonies with 50%. This indicates that double mating is selected against regarding this selective pressure, since mating twice will increase the chances of a matched mating and queen mortality will be the same as single mated queens.

O sistema de acasalamentos das abelhas sociais é intrigante. As rainhas acasalam durante uma curta janela de tempo nas fases inicias de suas vidas, armazenando o esperma pelo resto de suas vidas. Enquanto as rainhas das abelhas sem ferrão (Meliponini) e de mamangavas (Bombini) se acasalam com um ou poucos machos (monândricas), as rainhas de espécies representantes do gênero Apis (Apini) acasalam-se com vários machos (poliândricas). Diversas hipóteses têm sido propostas para compreender os benefícios do comportamento extremamente promíscuo das rainhas do gênero Apis. Porém, pouco foi feito para entender as igualmente intrigantes pressões seletivas que mantém a monandria em um grupo tão diverso quanto o das abelhas sem ferrão. No presente estudo, investigamos como as forças seletivas causadas pelas produção de machos diploides (uma consequência natural do sistema de determinação sexual em Hymenoptera) podem afetar o sistema de acasalamento da abelha sem ferrão brasileira, Scaptotrigona depilis. Em particular, rainhas que realizam um acasalamento pareado para o locus sexual (i.e., acasalam com um macho que possui o mesmo alelo sexual) terão o seu fitness reduzido porque elas serão executadas em colônias com 50% de machos diploides entre sua cria diploide. Acasalar-se com mais de um macho aumentam as chances de um acasalamento pareado, mas reduz a proporção de machos diploides na cria. Por meio da manipulação dos favos de cria de colônias experimentais, nós testamos se a mortalidade de rainhas com proporções menores de machos diploides na cria terão taxas de mortalidade similares à de rainhas em colônias com 0% ou 50% de machos diploides na cria. Para isso, obtivemos rainhas produzindo machos diploides nesta espécie e estudamos alguns detalhes de sua biologia, em particular, a viabilidade e morfologia de seus espermatozoides e comportamento fora de suas colônias (Capítulo 1). Nós verificamos se a rainha morre na presença de machos diploides, como este comportamento é predominante na população, e quais os possíveis mecanismos que desencadeiam este comportamento (Capítulo 2). Finalmente, verificamos se a mortalidade de rainhas em colônias com proporções menores de machos diploides na cria (simulando acasalamentos múltiplos) é mais próxima da mortalidade de rainhas em colônias com 0 ou 50% de machos diploides (Capítulo 3). Verificamos que os machos diploides de S. depilis são viáveis e juntam-se a agregados reprodutivos. Seus espermatozoides possuem a mesma viabilidade que os dos machos haploides, porém possuem a cabeça e a cauda maiores. As rainhas são mortas na presença de cerca de 50% de machos diploides na cria e esse comportamento é muito difundido na população estudada, com 100% de morte das rainhas (n=20). O perfil químico de hidrocarbonetos cuticulares dos machos diploides é quantitativamente diferente dos machos haploides, sugerindo que pode conter informações para que a rainha seja executada. No entanto, por meio da contagem de espermatozoides na espermateca de rainhas recém acasaladas e com um ano de idade foi possível observar que o esgotamento de espermatozoides pode afetar a expectativa de vida das rainhas. Isso sugere que o sinal para execução da rainha também pode estar associado a uma quantidade grande de machos emergindo, como um sinal de esgotamento de espermatozoides da rainha, ao invés da ploidia dos machos. Rainhas em colônias com cerca de 25% de machos diploides emergindo foram mortas em proporções semelhantes à de rainhas em colônias com 50% de machos diploides. Isso indica que esse comportamento causa uma pressão seletiva contra os acasalamentos duplos nessa espécie, pois ao acasalar duas vezes a rainha dobra as chances de realizar um acasalamento pareado e a mortalidade é igual à de rainhas que se acasalam uma única vez. / The mating systems of social bees is intriguing. Queens mate within a narrow time window very early in their lives, storing male sperm for their entire lifespan. In bumblebees (Bombini) and stingless bees (Meliponini), queens usually mate with a single male (monandry), while the queens of Apis species (Apini) mate with several males (polyandry). Several hypothesis have been proposed to understand the benefits of the extreme polyandry of honey bees. However, very little have been done in order to understand the equally intriguing selective forces that make such a diverse group as stingless bees as monandrous. In the present study we investigate how the selective force imposed by the chances of producing diploid males (a natural consequence of sex determination system of Hymenoptera) can affect the mating system of the Brazilian stingless bee Scaptotrigona depilis. In particular, queens that make a matched mating for the sex locus (i.e., mating with a male with the same sex allele) will have reduced fitness because queens are executed when producing 50% of diploid males amongst her diploid offspring. Mating with more males increase the chances of a matched mating, but reduces the proportion of diploid males on their brood. By manipulating the brood combs of experimental colonies, we tested whether queens with smaller proportions of diploid males (25%) will have mortality rates similar to queens in colonies with 0% or 50% diploid males. For that, we obtained queens producing diploid males and studied details of diploid males biology, in particular their sperm viability and morphology, and their behaviour out of their mother colonies (Chapter 1). We verified how prevalent queen execution behaviour under diploid male production is on this species, and the possible proximate mechanisms that trigger this behaviour (Chapter 2). Finally, we verified whether queen mortality in colonies with lower proportion of diploid males (simulating multiple mating) is closer to colonies with 50% or 0% of diploid males (Chapter 3). We verified that diploid males of S. depilis are viable and can join reproductive aggregations. Their sperm cells have the same viability of haploid males, but have longer sperm head and tail cells. Queens are executed in the presence of 50% of diploid males, and this behaviour is very prevalent on the studied population, with 100% of queen death (n=20). The cuticular hydrocarbon chemical profile of diploid males is quantitatively different from haploid males, suggesting that workers could use it as a signal for queen execution. However, sperm count of newly mated queens and one-year-old queens showed that sperm depletion might affect queen lifespan. This suggests that the signal for queen execution could also be related to a high number of males emergence, as a signal of queen sperm depletion, instead of male ploidy. Queens mortality in colonies with 25% of diploid males was similar to queens in colonies with 50%. This indicates that double mating is selected against regarding this selective pressure, since mating twice will increase the chances of a matched mating and queen mortality will be the same as single mated queens.

Genetic maps are useful tools in breeding programs and evolutionary studies. Since the publication of the first map, several concepts have been proposed and implemented in various mapping software. Each software presents different characteristics for the construction of maps. For example, aspects such as availability of source code, licenses, tutorials, and operating system need to be considered. There are also important points related to the statistical methods employed. In this context, the users\' choice can often be a complicated task. The objectives here were: i) to present the main software with free licenses developed in recent years; ii) construct linkage maps using these software and, iii) evaluate them from the point of view of users. The software considered were: OneMap, Lep-MAP, HighMap, Lep-MAP2, Flipper, Lep-MAP3, ASMap, and GUSMap. This work can guide researchers about the free tools available to construct genetic maps. / Mapas genéticos são ferramentas úteis em programas de melhoramento e em estudos evolutivos. Desde a publicação do primeiro mapa, vários conceitos foram propostos e implementados em vários softwares de mapeamento. Cada software apresenta diferentes características para construção de mapas. Por exemplo, aspectos como disponibilidade do código fonte, licenças, tutoriais e sistema operacional precisam ser considerados. Há ainda pontos importantes relacionados aos métodos estatísticos empregados. Assim sendo, nem sempre a escolha pelos usuários é uma tarefa simples. Os objetivos aqui foram: i) apresentar os principais softwares com licenças gratuitas desenvolvidos nos últimos anos; ii) construir mapas de ligação utilizando esses programas e iii) avaliá-los do ponto de vista dos usuários. Os softwares considerados foram: OneMap, Lep-MAP, HighMap, Lep-MAP2, Flipper, Lep-MAP3, ASMap e GUSMap. Este trabalho poderá orientar os pesquisadores quanto às ferramentas gratuitas disponíveis para construção de mapas genéticos.

Submitted by Deyse Queiroz (deysequeirozz@hotmail.com) on 2018-05-23T13:54:28Z No. of bitstreams: 1 JOYCE EMANUELE DE MEDEIROS - DISSERTAÇÃO PPGSA PROFISSIONAL 2013..pdf: 1718564 bytes, checksum: 08bf95bc06f72832fe2269039eb98219 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-23T13:54:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JOYCE EMANUELE DE MEDEIROS - DISSERTAÇÃO PPGSA PROFISSIONAL 2013..pdf: 1718564 bytes, checksum: 08bf95bc06f72832fe2269039eb98219 (MD5) Previous issue date: 2013 / A partenocarpia em melancia agrega valor aos frutos, entretanto, para seu cultivo, o produtor poderá encontrar dificuldades, como: adaptação dos híbridos às condições regionais, alto preço das sementes, baixa germinação e baixo vigor das plântulas, além da necessidade de cultivar na mesma área uma variedade diploide como fonte de pólen para as triploides. Assim, objetivou-se avaliar o efeito da aplicação da citocinina CPPU, em diferentes concentrações, na indução da frutificação partenocárpica em melancieiras diploide e triploide. A pesquisa foi constituída por dois experimentos conduzidos em campo no Câmpus da UFCG, em PombalPB, no período de 15/12/2012 a 02/03/2013 utilizando-se o híbrido triploide ‘Extasy’ e a variedade diploide ‘Crimson Sweet’. Para ambos os experimentos, os tratamentos foram compostos por cinco concentrações do regulador de crescimento CPPU (0,75; 1,0; 1,5; 2,5 e 3,5 mg L-1 ) mais testemunha (polinização natural). O delineamento experimental utilizado foi o de blocos casualizados, com quatro repetições. A aplicação do CPPU ocorreu de forma exógena no ovário das flores na antese por dois dias consecutivos. As características avaliadas foram: taxa fotossintética (A), condutância estomática (gs), transpiração (E), concentração intercelular de CO2 (Ci), eficiência no uso da água (EUA), clorofilas, carotenoides, número de folhas, área foliar, massa seca das folhas, do caule e dos frutos e massa seca total, produção total e comercial, massa média dos frutos comercializáveis, número de frutos por planta, número de frutos comercializáveis por planta, índice de formato do fruto, espessura da casca e da polpa, sólidos solúveis, acidez titulável, pH, SS/AT e ácido ascórbico. O CPPU foi eficiente na indução da frutificação em melancieiras diploide ‘Crimson Sweet’ e triploide ‘Extasy’, independentemente da concentração utilizada. A concentração 2,5 mg L-1 de CPPU aplicada nas melancieiras diploides proporcionou o maior número de frutos comercializáveis por planta, maior produção total e produção comercial comparada à testemunha, já nas triploides possibilitou maior número de frutos por planta, número de frutos comercializáveis por planta, produção total e produção comercial em relação à testemunha. A indução da frutificação com CPPU na melancieira ‘Crimson Sweet’ não interferiu no acúmulo de massa seca, no crescimento e nas características fisiológicas da planta comparada à testemunha. Na ‘Extasy’, proporcionou maior acúmulo de massa seca no fruto, redução na massa seca das folhas, do caule e crescimento da planta, incremento na condutância estomática e na assimilação de CO2 quando comparada à testemunha. Nas melancieiras ‘Crimson Sweet’, a concentração de CPPU 2,5 mg L-1 proporcionou maior condutância estomática, taxa fotossintética e acúmulo de massa seca no fruto. Na melancieira ‘Extasy’, as concentrações de CPPU foram indiferente nas trocas gasosas e no crescimento da planta. / Parthenocarpy in watermelon adds value to fruits, however, for its cultivation, the producer may encounter difficulties such as: adaptation of hybrid to regional conditions, high seed prices, low germination and seedling vigor, beyond the need to cultivate, in the same area, a diploid variety as source of pollen for triploids. Thus, the objective was to evaluate the effect of application of cytokinin CPPU at different concentrations, in the induction of fruiting partenocarpic in diploid and triploid watermelon plants. The study comprised two field experiments conducted in the field in Campus of UFCG in Pombal -PB, from 12/15/2012 to 03/02/2013 using the triploid hybrid 'Extasy' and diploid variety 'Crimson Sweet'. For both experiments, treatments consisted of five concentrations of growth regulator CPPU (0.75, 1.0, 1.5, 2.5 and 3.5 mg L- 1 ) and the control (natural pollination). The experimental design was a complete randomized block designed with four replications. The application of CPPU occurred exogenously in the ovary of flowers for two consecutive days at anthesis. The variables evaluated were: photosynthetic rate (A), stomatal conductance (gs), transpiration (E), intercellular CO2 concentration (Ci), water use efficiency (EUA), chlorophylls, carotenoids, number of leaves, leaf area, dry mass of leaves, stem and fruit and total dry matter, total and marketable yield, average weight of marketable fruit , number of fruits per plant, number of marketable fruits per plant, fruit shape index, shell thickness and pulp, soluble solids, titratable acidity, pH, SS/TA and ascorbic acid. The CPPU was efficient in inducing fruiting of diploid watermelon 'Crimson Sweet' and triploid 'Extasy’, regardless of the concentration used. The concentration 2.5 mg L- 1 of CPPU applied in diploid watermelon provided the greatest number of marketable fruits per plant, higher total and marketable yield production compared to control, and in the triploid plants in increased the number of fruits per plant, number of fruits marketable per plant, total production and commercial production compared to control. Induction of fruiting with CPPU in watermelon ‘Crimson Sweet’ had no effect on dry matter accumulation, growth and physiological characteristics of the plant compared to the control. In 'Extasy', CPPU provided a greater accumulation of dry matter in the fruit decreased dry mass of leaves, stem and plant growth, increase in stomatal conductance and CO2 assimilation compared to the control. In watermelon 'Crimson Sweet' the concentration of 2.5 mg L- 1 yielded higher stomatal conductance, photosynthetic rate and dry matter accumulation in the fruit. In watermelon 'Extasy', concentrations of CPPU were indifferent gas exchange and plant growth.

O desenvolvimento embrionário é o resultado de uma sequência controlada de eventos modulados por sinais ambientais e mecanismos intracelulares. Em Hymenoptera, esse processo tem um caráter especial devido ao sistema de determinação do sexo (Haplodiploide). Neste sistema, os ovos fecundados se desenvolvem em fêmeas (diploides) e os ovos não fecundados em machos (haploides). Assim, eventos importantes, como a ativação do ovo e transição materno-zigótica, eventos iniciais da embriogênese, são elementos-chave para compreender o desenvolvimento de ambos os tipos de embriões. Ativação do ovo é um evento complexo acionado em resposta a estímulos externos, necessários para o início da embriogênese. Em abelhas a ativação ovo ocorre independentemente da fecundação e parece ser desencadeado durante a passagem pelo trato reprodutivo da mãe. Além disso, se o ovócito não for fecundado ele irá se desenvolver em um organismo haploide. No entanto, se o ovo recebe o espermatozóide até 30 minutos depois da ativação, o ovo se desenvolve em um organismo diploide. Em Drosophila, a ativação do ovo é também idependente da fecundação. O estímulo inicial que desencadeia o desenvolvimento é devido tensões mecânicas sofridas pelo ovócito durante a ovulação pela passagem através do trato reprodutivo. Neste modelo, o primeiro sinal de ativação inclui a ativação da via dependente de cálcio. Moléculas maternas que são incorporados no ovócito durante ovogênese, atuam durante a ativação do ovo, bem como no início da embriogênese. Os eventos iniciais da embriogênese também são caracterizados pela ausência de altos níveis de transcrição zigótica. As moléculas depositadas atuam na ativação do ovo, quebrando a dormência da divisão celular permitindo a ocorrência do início do desenvolvimento embrionário. Mas, o embrião em desenvolvimento gradualmente degrada e substitui essas moléculas herdadas da mãe, em um processo conhecido como transição materno-zigótica. Nosso principal objetivo foi o entendimento da comunicação entre as moléculas herdadas e as recém produzidas durante os primeiros passos do desenvolvimento de Apis mellifera. Para alcançar nosso objetivo, 16 bibliotecas de RNAseq (mRNA e miRNA) foram construídas utilizando amostras de RNA total de embriões diploides e haploides de diferentes idades e ovócitos maduros. A análise do transcriptoma mostrou que existem genes diferencialmente expressos entre os dois tipos de embriões já em 1 h de desenvolvimento. Além disso, nossa análise permitiu a identificação de mRNAs e miRNAs maternos e zigóticos, além de processos com que estas moléculas se relacionam. As análises mostraram também que um mesmo miRNA pode atingir diferentes mRNAs em cada tipo de embrião, na mesma fase de desenvolvimento. Além disso, um mesmo gene pode ser diferentemente regulado nos dois tipos de embriões. Por exemplo, broad/GB48272, que é classificado como materno em embriões dipoides é regulado por quatro miRNAs diferentes e em embriões haploides é classificado como zigótico, regulado por apenas um miRNA. Análise das bibliotecas de RNAseq e hibridação in situ mostrou o padrão de expressão de zelda em embriões jovens de abelhas. Zelda é um ativador chave do genoma zigótico em Drosophila e regula eventos importantes na embriogênese se ligando a um motivo conservado, TAGteam. Em A. mellifera, encontramos um motivo TAGteam putativo que tem sido relacionado à transcrição zigótica precoce. Além disso, a hibridização in situ e PCR mostraram três primiRNAs (ame-mir-375-3p, ame-mir-34-5p e ame-mir-263b-5p) que se expressam durante a clivagem. A presença de pri-miRNAs evidenciou a início da transcrição zigótica durante a clivagem. Em suma, podemos dizer que este é o primeiro trabalho em Apis mellifera a descrever os eventos de iniciais do desenvolvimento embrionário comparando embriões haploides e diploides usando os recentes protocolos de bioinformática e os avanços da biologia molecular. / Embryonic development is the result of a precisely controlled sequence of events modulated by environmental signals and intracellular mechanisms. In Hymenoptera, this process takes a special character due the sex-determination system (haplodiploidy). In this system, fertilized eggs develop in females (diploid) and unfertilized eggs in males (haploid). Thus, important events such as egg activation and maternal-zygotic transition, events of the early embryogenesis are key elements to understand the development of both types of embryos. Egg activation is a complex event triggered in response to external stimuli and necessary for the onset of embryogenesis. In honeybees egg activation occurs independently of fertilization and seems to be triggered during the passage through mother\'s reproductive tract. Furthermore, if the egg is not fertilized it will develop into haploid organism. However, if the egg receives the sperm up to 30min after activation, this egg develops into a diploid organism. In Drosophila, the egg activation is also fertilization independent. Initial stimulus that triggers the development is due mechanical stresses suffered by the egg during ovulation and passage through the reproductive tract. In this model, the first activation signal includes activation of calciumdependent pathway. Maternal molecules that are incorporated into the oocyte during ovogenesis, act during egg activation, as well as in early embryogenesis. Early embryogenesis events are also characterized by absence of high levels of zygotic transcription. The deposited molecules drive egg activation, breaking cell division dormancy permitting the beginning of embryonic development. But, the developing embryo gradually degrades and substitutes these mother-inherited molecules, in a process known as mother-to-zygote transition. Our main objective was the understanding of the deep crosstalk among the inherited molecules and the newly ones produced during the first steps of Apis mellifera embryogenesis. To achieve our objective 16 deep sequenced RNA (mRNA, miRNA) libraries were constructed using different age diploid and haploid embryos, and mature oocytes. Genome-wide transcriptome analysis was performed and interactive regulatory networks were constructed. Our analysis permitted the identification of maternal and zygotic mRNAs and miRNAs and related processes. Based on expression profiles of mRNAs and miRNAs in mature oocytes and haploid and diploid embryos of 2, 6 and 18-24 h of development, we constructed integrative regulatory networks (miRNA:mRNA) showing that the same miRNA could target different mRNAs in each type of embryo, in the same phase of development. As example we cite broad/GB48272, which is classified as maternal in diploid embryos and regulated by four different miRNAs. However, in haploid embryos it is zygotic and regulated by only one miRNA. Analysis of RNAseq and in situ hybridization showed the expression pattern of zelda in early honeybee embryos. Zelda is a key activator of Drosophila early zygotic genome and regulates important events in early embryogenesis binding to TAGteam motif. In A. mellifera, we found a putative TAGteam motif that has been implicated in early zygotic transcription. Moreover, in situ hybridization and PCR assay showed three pri-miRNAs (ame-mir-375-3p, ame-mir-34-5p and ame-mir-263b-5p) expressed during cleavage. The presence of pri-miRNAs is the first evidence of early zygotic transcription during cleavage. In short, we could say that this is the first work on Apis mellifera describing the early embryonic developmental events comparing haploid and diploid embryos using modern bioinformatics tools and advanced molecular analysis.

O desenvolvimento embrionário é o resultado de uma sequência controlada de eventos modulados por sinais ambientais e mecanismos intracelulares. Em Hymenoptera, esse processo tem um caráter especial devido ao sistema de determinação do sexo (Haplodiploide). Neste sistema, os ovos fecundados se desenvolvem em fêmeas (diploides) e os ovos não fecundados em machos (haploides). Assim, eventos importantes, como a ativação do ovo e transição materno-zigótica, eventos iniciais da embriogênese, são elementos-chave para compreender o desenvolvimento de ambos os tipos de embriões. Ativação do ovo é um evento complexo acionado em resposta a estímulos externos, necessários para o início da embriogênese. Em abelhas a ativação ovo ocorre independentemente da fecundação e parece ser desencadeado durante a passagem pelo trato reprodutivo da mãe. Além disso, se o ovócito não for fecundado ele irá se desenvolver em um organismo haploide. No entanto, se o ovo recebe o espermatozóide até 30 minutos depois da ativação, o ovo se desenvolve em um organismo diploide. Em Drosophila, a ativação do ovo é também idependente da fecundação. O estímulo inicial que desencadeia o desenvolvimento é devido tensões mecânicas sofridas pelo ovócito durante a ovulação pela passagem através do trato reprodutivo. Neste modelo, o primeiro sinal de ativação inclui a ativação da via dependente de cálcio. Moléculas maternas que são incorporados no ovócito durante ovogênese, atuam durante a ativação do ovo, bem como no início da embriogênese. Os eventos iniciais da embriogênese também são caracterizados pela ausência de altos níveis de transcrição zigótica. As moléculas depositadas atuam na ativação do ovo, quebrando a dormência da divisão celular permitindo a ocorrência do início do desenvolvimento embrionário. Mas, o embrião em desenvolvimento gradualmente degrada e substitui essas moléculas herdadas da mãe, em um processo conhecido como transição materno-zigótica. Nosso principal objetivo foi o entendimento da comunicação entre as moléculas herdadas e as recém produzidas durante os primeiros passos do desenvolvimento de Apis mellifera. Para alcançar nosso objetivo, 16 bibliotecas de RNAseq (mRNA e miRNA) foram construídas utilizando amostras de RNA total de embriões diploides e haploides de diferentes idades e ovócitos maduros. A análise do transcriptoma mostrou que existem genes diferencialmente expressos entre os dois tipos de embriões já em 1 h de desenvolvimento. Além disso, nossa análise permitiu a identificação de mRNAs e miRNAs maternos e zigóticos, além de processos com que estas moléculas se relacionam. As análises mostraram também que um mesmo miRNA pode atingir diferentes mRNAs em cada tipo de embrião, na mesma fase de desenvolvimento. Além disso, um mesmo gene pode ser diferentemente regulado nos dois tipos de embriões. Por exemplo, broad/GB48272, que é classificado como materno em embriões dipoides é regulado por quatro miRNAs diferentes e em embriões haploides é classificado como zigótico, regulado por apenas um miRNA. Análise das bibliotecas de RNAseq e hibridação in situ mostrou o padrão de expressão de zelda em embriões jovens de abelhas. Zelda é um ativador chave do genoma zigótico em Drosophila e regula eventos importantes na embriogênese se ligando a um motivo conservado, TAGteam. Em A. mellifera, encontramos um motivo TAGteam putativo que tem sido relacionado à transcrição zigótica precoce. Além disso, a hibridização in situ e PCR mostraram três primiRNAs (ame-mir-375-3p, ame-mir-34-5p e ame-mir-263b-5p) que se expressam durante a clivagem. A presença de pri-miRNAs evidenciou a início da transcrição zigótica durante a clivagem. Em suma, podemos dizer que este é o primeiro trabalho em Apis mellifera a descrever os eventos de iniciais do desenvolvimento embrionário comparando embriões haploides e diploides usando os recentes protocolos de bioinformática e os avanços da biologia molecular. / Embryonic development is the result of a precisely controlled sequence of events modulated by environmental signals and intracellular mechanisms. In Hymenoptera, this process takes a special character due the sex-determination system (haplodiploidy). In this system, fertilized eggs develop in females (diploid) and unfertilized eggs in males (haploid). Thus, important events such as egg activation and maternal-zygotic transition, events of the early embryogenesis are key elements to understand the development of both types of embryos. Egg activation is a complex event triggered in response to external stimuli and necessary for the onset of embryogenesis. In honeybees egg activation occurs independently of fertilization and seems to be triggered during the passage through mother\'s reproductive tract. Furthermore, if the egg is not fertilized it will develop into haploid organism. However, if the egg receives the sperm up to 30min after activation, this egg develops into a diploid organism. In Drosophila, the egg activation is also fertilization independent. Initial stimulus that triggers the development is due mechanical stresses suffered by the egg during ovulation and passage through the reproductive tract. In this model, the first activation signal includes activation of calciumdependent pathway. Maternal molecules that are incorporated into the oocyte during ovogenesis, act during egg activation, as well as in early embryogenesis. Early embryogenesis events are also characterized by absence of high levels of zygotic transcription. The deposited molecules drive egg activation, breaking cell division dormancy permitting the beginning of embryonic development. But, the developing embryo gradually degrades and substitutes these mother-inherited molecules, in a process known as mother-to-zygote transition. Our main objective was the understanding of the deep crosstalk among the inherited molecules and the newly ones produced during the first steps of Apis mellifera embryogenesis. To achieve our objective 16 deep sequenced RNA (mRNA, miRNA) libraries were constructed using different age diploid and haploid embryos, and mature oocytes. Genome-wide transcriptome analysis was performed and interactive regulatory networks were constructed. Our analysis permitted the identification of maternal and zygotic mRNAs and miRNAs and related processes. Based on expression profiles of mRNAs and miRNAs in mature oocytes and haploid and diploid embryos of 2, 6 and 18-24 h of development, we constructed integrative regulatory networks (miRNA:mRNA) showing that the same miRNA could target different mRNAs in each type of embryo, in the same phase of development. As example we cite broad/GB48272, which is classified as maternal in diploid embryos and regulated by four different miRNAs. However, in haploid embryos it is zygotic and regulated by only one miRNA. Analysis of RNAseq and in situ hybridization showed the expression pattern of zelda in early honeybee embryos. Zelda is a key activator of Drosophila early zygotic genome and regulates important events in early embryogenesis binding to TAGteam motif. In A. mellifera, we found a putative TAGteam motif that has been implicated in early zygotic transcription. Moreover, in situ hybridization and PCR assay showed three pri-miRNAs (ame-mir-375-3p, ame-mir-34-5p and ame-mir-263b-5p) expressed during cleavage. The presence of pri-miRNAs is the first evidence of early zygotic transcription during cleavage. In short, we could say that this is the first work on Apis mellifera describing the early embryonic developmental events comparing haploid and diploid embryos using modern bioinformatics tools and advanced molecular analysis.