Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / The main role of bees in nature is pollination of angiosperms, because of it
bees are responsible for biological diversity maintenance and food production as
well. Brazilian stingless bees (Meliponini) pollinate 40-90% of native trees and
are found worldwide, wherein Brazil is the main representative of these bees.
The Melipona scutellaris species (popularly known as the uruçu do nordeste ) is
distributed geographically from Bahia to Rio Grande do Norte State, in the Zona
da Mata region. The understanding of caste differentiation in Melipona scutellaris
is extremely important for conservation and management of this bee.
In 1950, Kerr proposed the model two genes/two-locus to explain the
caste differentiation in Melipona; when well fed double heterozygous larvae
develop into queens and underfed larvae or homozygous for these genes
become workers, as a result of low production of Juvenile Hormone.
Antennae is the main organ of bee olfactory system playing an important
role in mantaining of colony social organization and in the performance of caste
and sexes as well. The antennae houses a great diversity of sensilla, which are
very important to bee chemical communication as receptors of compounds in the
air such as pheromones, leading to typical behavioral responses of individuals,
species, genera or families.
The second chapter we show the results from scanning electron
microscopy which demonstrates a heterogeneous distribution pattern of sensilla
along the antenna. The main types of sensillum found in the antennae of M.
scutellaris were: trichodea, basiconica, placodea, coeloconica, ampullacea and
campaniformia. The most abundant sensilla found were trichodea and placoid in
both castes and sexes. The ampullacea and coeloconica sensilla were found
only in the distal flagellomeres of females and campiniformes and basiconica
sensilla were not found in the analyzed antennae male. Larvae pre-defecant
showed structures that are morphologically similar to sensilla. These structures
has pores at its base and were found in many parts of the head area, which may
represent an important gateway of volatile compounds from the larval food.
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These compounds, possibly can activate genes involved in caste differentiation
of Melipona scutellaris.
The third chapter introduces the detection, cloning and sequencing of
transcripts of the MscuCSP2, MscuCSP6, MscuOBP4 and MscuOBP8 genes
from Melipona scutellaris larvae. We detected the MscuOBP8 protein in the L2,
L3 (1-3), LPD LD larval stages of development using a monoclonal antibody
selected by phage display. The 3D structure of the MscuOBP8 protein showed
an internal cavity composed of hydrophobic amino acids confirming its binding
function to hydrophobic compounds such as volatile substances.
According to our data, the morphology of the head and especially adult
antenna of the pre-defecating larvae (stage responsive to the action of juvenile
hormone) and also the caracterization of genes and proteins of olfactory system
in larvae of Melipona scutellaris can be correlated with caste differentiation
mechanism in Melipona scutellaris proposed by Kerr. / O principal papel das abelhas na natureza é a polinização de
angiospermas, com papel fundamental na manutenção da diversidade biológica,
bem como na produção de alimentos de modo geral. As abelhas brasileiras sem
ferrão (Meliponini), polinizam de 40 a 90% das árvores nativas e estão presentes
em todo o mundo, sendo o Brasil o principal representante dessas abelhas. A
espécie Melipona scutellaris (popularmente conhecida como uruçu do Nordeste)
está distribuída na região da Zona da Mata, ocorrendo desde a Bahia até o Rio
Grande do Norte. O entendimento sobre a diferenciação de castas em Melipona
scutellaris é um aspecto extremamente importante para a conservação e manejo
dessa abelha, principalmente no Brasil.
Em 1950, Kerr propôs um modelo, para explicar a diferenciação de casta
em Melipona, de dois genes/dois lócus, de modo que larvas duplo heterozigotas,
quando bem alimentadas, desenvolvem-se em rainhas e larvas mal alimentadas
ou homozigotas para esses genes, tornam-se operárias, em consequência de
baixa produção de Hormônio Juvenil.
Para a organização social da colônia e desempenho adequado dos papéis
das castas e sexos, as abelhas apresentam um elaborado sistema olfatório, do
qual a antena é o principal órgão sensorial, abrigando grande diversidade de
sensilas. As sensilas têm papel na comunicação química intra e interespecífica,
atuando como receptores de compostos químicos no ar, como os feromônios,
levando à respostas comportamentais característico de indivíduos, espécies,
famílias ou gêneros.
No segundo capítulo apresentamos, de acordo com as imagens de
microscopia de eletrônica de varredura, um padrão heterogêneo de distribuição
das sensilas ao longo da antena. Os principais tipos de sensilas identificados
nas antenas de M. scutellaris foram: tricóide, basicônica, placóide, celocônica,
ampulácea e campiniforme, sendo que as sensilas tricóides e placóides foram as
mais abundantes em todas as castas e sexo. As sensilas ampulácea e
celocônica foram encontradas apenas nos flagelômeros distais das fêmeas e
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campiniformes e basicônicas não foram encontradas nas antenas de macho
analisadas. As larvas LPD apresentaram estruturas morfologicamente
semelhantes à sensilas, com poros em sua base, em diversas regiões da área
analisada, que podem representar uma importante porta de entrada de
compostos voláteis presentes no alimento larval que possam ativar genes
envolvidos na diferenciação de castas de Melipona scutellaris.
No terceiro capítulo, nós detectamos transcritos, clonamos e
sequenciamentos os genes MscuCSP2, MscuCSP6, MscuOBP4 e MscuOBP8
em larvas de M. scutellaris. Selecionamos um anticorpo monoclonal por phage
display que nos permitiu detectar a proteína MscuOBP8 nos estágios L2, L3 (1-
3), LPD e LD do desenvolvimento larval. A estrutura 3D da proteína MscuOBP8
apresentou cavidade interna composta por aminoácidos hidrofóbicos
corroborando com sua função carreadora de compostos hidrofóbicos tais como,
substâncias voláteis.
Neste contexto, este trabalho apresenta a morfologia da antena de
adultos e, principalmente, da porção anterior de larva do estágio pré-defecante
do desenvolvimento (sensível à ação do hormônio juvenil) e também a
caracterização de genes e proteínas do sistema olfatório em larva de Melipona
scutellaris a fim de correlacioná-los com o mecanismo de diferenciação de
castas em Melipona scutellaris proposto por Kerr. / Doutor em Genética e Bioquímica
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/urn:repox.ist.utl.pt:RI_UFU:oai:repositorio.ufu.br:123456789/15750 |
| Date | 31 July 2014 |
| Creators | Carvalho, Washington João de |
| Contributors | Leal, Walter, Vieira, Carlos Ueira, Bonetti, Ana Maria, Augusto, Solange Cristina, Carvalho-zilse, Gislene Almeida, Silva, Carlos Gustavo Nunes da |
| Publisher | Universidade Federal de Uberlândia, Programa de Pós-graduação em Genética e Bioquímica, UFU, BR, Ciências Biológicas |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFU, instname:Universidade Federal de Uberlândia, instacron:UFU |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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