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Previous issue date: 2017-08-29 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Bees, as other social insects, present complex symbiotic interactions with microorganisms, ranging from the individual level (bee) to the different microenvironments of the nest/ colony. These relationships can directly affect the nutritional potential and immunity of bees as well as influence productive processes within the colony, such as food storage and production. Considering that: i) there are few studies on the microbiota of wild bees, in constrast with the available literature of exotic bees Apis mellifera; ii) the knowledge about the symbiotic microorganisms contribute to the understanding of the ecological relationship that guarantee the colony homeostasis and it also provides tools for the prospection of products of biotechnological interest; iii) the fermentative production of bee pollen, the main food of the colony, is a little known process regardless its fundamental importance to the social colonies development; the objective of this work was to elucidate the bacterial communities associated with the bee gut and food supplies based on pollen of the Amazonian bee Melipona seminigra, with the purpose of knowing better the microorganisms associated to this bee and the process of storage and preservation of the bee pollen in the colony, glimpsing biotechnological applications. The experiments were carried out in three phases, starting with the description of the bacterial microbiota present in the pollen supply of Melipona seminigra bee, using independent culture methods (direct sequencing of microbial DNA samples) and culture-dependent methods ( Bacterial culture). Bacterial isolates obtained by pollen and larval food cultivation were evaluated for their hydrolytic enzyme production. Finally, the study of the Melipona seminigra gut microbiota was carried out based on cloning and sequencing of the 16SrRNA gene. It was identified 26 bacterial genera associated to pollen provisions of Melipona seminigra, many of which are of environmental in origin and related to natural and / or industrial fermentation processes. Changes in the bacterial composition of pollen from its collection until maturation suggest that the production of this food is mediated by a microbial succession process. Most of the bacteria isolated from pollen produce lipases, amylases, proteases and cellulases with high enzymatic indexes, indicating the potential of them for the bioprospection of enzymes of industrial interest. Regarding to the gut microbiota it was demonstrated that the bacterial populations colonize differentially the morphofunctional parts of gut, being the greater diversity of bacteria found in the middle and posterior intestines. This work resulted in unprecedented data on M. seminigra microbiota, which largely contribute to a better understanding of the complex and fascinating symbiotic relationships between social bees and microorganisms. / As abelhas, assim como outros insetos sociais, apresentam complexas interações simbióticas com microrganismos, que vão desde o nível do indivíduo (abelha) até os diferentes microambientes do ninho/colônia. Estas relações afetam diretamente a imunidade e o potencial nutricional das abelhas bem como influenciam processos produtivos dentro da colônia, como a produção e armazenamento de alimentos. Considerando que: i) são escassos os estudos sobre a microbiota de abelhas silvestres, sendo grande parte da literatura voltada para as abelhas exóticas Apis mellifera; ii) o conhecimento dos microrganismos simbióticos contribue para o entendimento das relações ecológicas que garantem a homeostase da colônia bem como fornece ferramentas para a prospecção de produtos de interesse biotecnológico; iii) a produção fermentativa do pólen, principal alimento da colônia, é um processo pouco conhecido embora fundamental para o desenvolvimento das colônias de abelhas sociais; o objetivo deste trabalho foi elucidar as comunidades bacterianas associadas às provisões alimentares à base de pólen da abelha amazônica Melipona seminigra e ao seu intestino, com a finalidade de se conhecer melhor os microrganismos associados à esta abelha e ao armazenamento e preservação do pólen na colônia, vislumbrando aplicações biotecnológicas. Os experimentos deste trabalho foram realizados em três fases, iniciando-se com a descrição da microbiota bacteriana presente em potes e células de alimento da abelha Melipona seminigra, por meio de métodos independentes de cultivo (sequenciamento direto de DNA microbiano das amostras) e métodos dependentes de cultivo (cultivo bacteriano). Os isolados bacterianos obtidos pelo cultivo do pólen e alimento larval foram avaliados quanto ao seu potencial de produção de enzimas hidrolíticas e, por fim, realizou-se o estudo da microbiota bacteriana intestinal, a partir da clonagem gênica e sequenciamento do gene 16S rRNA. Foram identificados 26 gêneros bacterianos associados às provisões polínicas de Melipona seminigra, muitos dos quais são de origem ambiental e relacionados com processos fermentativos naturais e/ou industriais. Mudanças na composição bacteriana do pólen, desde a sua coleta até sua maturação sugerem que a produção deste alimento é mediada por um processo de sucessão microbiana. Grande parte das bactérias isoladas do pólen produz lipases, amilases, proteases e celulases com altos índices enzimáticos, indicando o potencial dessas bactérias para a bioprospecção de enzimas de interesse industrial. Em relação à microbiota intestinal, demonstrou-se que as populações bacterianas colonizam diferencialmente as partes morfofuncionais do intestino, sendo a maior diversidade de bactérias encontradas nos intestinos médios e posteriores. Este trabalho resultou em dados inéditos acerca da microbiota associada a abelhas M. seminigra, que contribuem para o melhor entendimento das complexas e fascinantes relações simbióticas entre abelhas sociais e microrganismos.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:http://localhost:tede/6309 |
| Date | 29 August 2017 |
| Creators | Marçal, Lorena Nacif, 92-98252-9665 |
| Contributors | ppgbiotec@ufam.edu.br, Silva, Carlos Gustavo Nunes da |
| Publisher | Universidade Federal do Amazonas, Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia, UFAM, Brasil, Instituto de Ciências Biológicas |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFAM, instname:Universidade Federal do Amazonas, instacron:UFAM |
| Rights | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/, info:eu-repo/semantics/embargoedAccess |
| Relation | 32215883775770440, 600, 500, 461231695918095045 |
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