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Tipo do documento: Dissertação
Título: O farnesol tópico altera parâmetros comportamentais, morfológicos e moleculares de operárias jovens de abelhas Apis mellifera
Autor: SILVA, Raissa Bayker Vieira
Primeiro orientador: BARCHUK, Angel Roberto
Primeiro membro da banca: TEIXEIRA, Isabel Ribeiro do Valle
Segundo membro da banca: BITONDO, Marcia Maria Gentile
Resumo: Os organismos vivos entram em contato diariamente com moléculas que são liberadas no meio ambiente, tanto por animais como por plantas, em uma ação conhecida como interação química ambiental. Essa interação pode, eventualmente, provocar alterações na fisiologia, morfologia e comportamento dos organismos. Algumas plantas, por exemplo, a espécie Baccharis dracunculifolia, conhecida popularmente como alecrim-do-campo, contém farnesolem sua resina. Este sesquiterpeno é um importante precursor da via de síntese do hormônio juvenil (HJ), substância que governa vários aspectos da vida dos insetos. Hipotetizamos que, durante o forrageamento, as operárias de abelhas Apis mellifera entram em contato com quantidades significativas de precursores de HJ que, uma vez dentro do corpo, podem ser modificados e convertidos em HJ. Estudos prévios de nosso grupo mostraram que operárias jovens que consomem farnesol fornecido na dieta ingerem mais alimento, são mais agressivas, possuem as glândulas corpora allata (CA, local de síntese de HJ) maiores, incluindo o diâmetro dos núcleos celulares, e mostram alterações nos perfis de transcrição de genes que codificam enzimas da via de síntese e degradação de HJ. Aqui fornecemos o farnesol por via tópica em operárias adultas jovens de A. mellifera para analisar sua influência sobre a biologia, desacoplando seu eventual efeito indireto sobre a taxa de ingestão desses insetos. Para isso, realizamos uma série de experimentos utilizando dois grupos de abelhas operárias recém emergidas (24 h): (Grupo I) 50 abelhas receberam a solução de farnesol diretamente no tórax (testamos 3 diferentes concentrações: 10 μg, 2 μg e 0,2 μg); e (Grupo II) 50 abelhas que receberam acetona (controle). As abelhas foram mantidas em estufa por 72 h, a 36o C e 80% de umidade relativa. Para avaliar os efeitos do farnesol sobre a morfologia dos CA, estes foram dissecados e processados mediante histologia em historesina, Para estimar os efeitos do farnesol sobre a via de síntese/degradação e resposta ao HJ, determinamos (usando qPCR) o nível de transcrição de genes codificadores para as enzimas metil farnesoato epoxidase (mfe) e metiltransferase (mt) esterase do hormônio juvenil (jhe), Krüppel homólogo - Kr h1, Metoprene-Tolerant - Met e TAI). Nossos resultados evidenciam que o farnesol tópico não causa alterações no consumo de alimento em abelhas jovens. No entanto, em doses altas (10 μg), se mostra tóxico, causando um aumento na mortalidade do grupo tratado. Observamos também que o farnesol tópico influencia o comportamento das abelhas jovens (aumento de movimentação), principalmente nas primeiras 48 horas após o tratamento, e promove alterações nos parâmetros morfométricos dos CA em abelhas tratadas, pois apresentam um tamanho maior (área e volume) dessas estruturas em relação ao grupo controle. As análises de níveis de transcrição mostraram que os genes mfe e mt, representantes da via de síntese do hormônio juvenil (HJ), e os genes de resposta ao HJ (Jhe, Krüppel homólogo - Kr h1, Metoprene-Tolerant - Met e TAI), foram mais expressos nos grupos tratados com farnesol em comparação com os grupos controle. Portanto, concluímos que o farnesol promove alterações comportamentais, morfológicas e fisiológicas em abelhas jovens de Apis mellifera, possivelmente, ao ser utilizado como precursor para a síntese de HJ ou mediante ação semelhante ao próprio HJ. As alterações morfológicas dos CA e as alterações nos níveis de expressão de genes da via de síntese de HJ em abelhas tratadas com farnesol apoiam a primeira explicação.
Abstract: Living organisms intertwine in daily contact with calls that are released into the environment, both by animals and plants, in an action known as environmental chemical interaction. This interaction can eventually cause changes in the physiology, morphology and behavior of organisms. Some plants, for example, the species Baccharis dracunculifolia, popularly known as alecrim-do-campo, contain farnesol in its resin. This sesquiterpene is an important precursor of the juvenile hormone (JH) synthesis pathway, a substance that governs several aspects of insect life. We hypothesize that, during foraging, Apis mellifera bee workers come into contact with significant amounts of JH precursors that, once inside the body, can be modified and converted into JH. Previous studies by our group showed that young workers who consume farnesol supplied in the diet ingest more food, are more aggressive, have larger corpora allata (CA, site of JH synthesis) glands, including the diameter of cell nuclei, and show alterations in the transcription profiles of genes encoding enzymes in the HJ synthesis and degradation pathway. Here we provide topical farnesol in young adult workers of A. mellifera to analyze its influence on biology, uncoupling its possible indirect effect on the rate of ingestion of these insects. For this, we carried out a series of experiments using two groups of newly emerged worker bees (24 hours): (Group I) 50 bees received the farnesol solution directly in the thorax (we tested 3 different concentrations: 10 μg, 2 μg and 0.2 μg); and (Group II) 50 bees that received acetone (control). The bees were kept in an oven for 72 hours at 36°C and 80% relative humidity. To assess the effects of farnesol on the morphology of the AKs, they were dissected and processed through historesin histology. To estimate the effects of farnesol on the synthesis/degradation pathway and response to JH, we determined (using qPCR) the level of coding genes for the enzymes methyl farnesoate epoxidase (mfe), methyltransferase (mt), and juvenile hormone esterase (jhe), Krüppel homologue (Kr h1), Metoprene-Tolerant (Met and TAI). Our results show that topical farnesol does not change feed intake in young bees. However, at high doses (10 μg), it is toxic, causing an increase in mortality in the treated group. We also observed that topical farnesol influences the behavior of young bees (increase in movement), especially in the first 48 hours after treatment, and promotes changes in the morphometric parameters of CA in treated bees, as they have a larger size (area and volume) of these structures in relation to the control group. Transcription level analyzes showed that the mfe and mt genes, representatives of the juvenile hormone (JH) synthesis pathway, and the HJ response genes (Jhe, homologous Krüppel - Kr h1, Metoprene-Tolerant - Met and TAI), were more expressed in the farnesol-treated groups compared to the control groups. Therefore, we conclude that farnesol promotes behavioral, morphological and physiological changes in young Apis mellifera bees, possibly when used as a precursor for the synthesis of JH or through a similar action to JH itself. The morphological alterations of the CA and the alterations in the expression levels of genes of the HJ synthesis pathway in bees treated with farnesol support the first explanation.
Palavras-chave: Farnesol
Hormônio Juvenil
Resina
Abelhas
Corpora allata
Área(s) do CNPq: CIENCIAS DA SAUDE
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal de Alfenas
Sigla da instituição: UNIFAL-MG
Departamento: Instituto de Ciências Biomédicas
Programa: Programa de Pós-Graduação em Biociências Aplicada à Saúde
Citação: SILVA, Raissa Bayker Vieira. O farnesol tópico altera parâmetros comportamentais, morfológicos e moleculares de operárias jovens de abelhas Apis mellifera. 2023. 67 f. Dissertação (Mestrado em Biociências Aplicada à Saúde) - Universidade Federal de Alfenas, Alfenas, MG,2023.
Tipo de acesso: Acesso Embargado
URI: https://bdtd.unifal-mg.edu.br:8443/handle/tede/2369
Data de defesa: 29-Ago-2023
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