Correlation between mandibular gland secretion and cuticular hydrocarbons in the stingless bee Melipona quadrifasciata

We investigated whether Melipona quadrifasciata worker mandibular gland secretions contribute directly to their cuticular hydrocarbon profile. The mandibular gland secretion composition and cuticular surface compounds of newly emerged worker bees, nurse bees, and foragers were determined by gas chromatography and mass spectrometry and compared. Both the mandibular gland secretions and the cuticular surface compounds of all worker stages were found to be composed almost exclusively of hydrocarbons. Although the relative proportion of hydrocarbons from the cuticular surface and gland secretion was statistically different, there was a high similarity in the qualitative composition between these structures in all groups of bees. © FUNPEC-RP.

Effects of treatment of the fat body trophocytes of Melipona quadrifasciata anthidioides nurse workers and virgin queens in culture by juvenile hormone III and ecdysterone (20-HE)

The fat body (FB) consists of two types of cells: throphocytes and oenocytes. Throphocytes are related to intermediary metabolism storing lipids, carbohydrates, and proteins while oenocytes play role in the lipids and lipoproteins production. The vitellogenin is the precursor of egg yolk (vitelline) and is synthesized on FB. The aim of this work was to analyze the effects of hormones acting in bee reproduction, as juvenile hormone (JH) and ecdisteroids (20 HE) on FB cells, where vitellogenin is synthesized. For the study were chose nurse workers that in Melipona quadrifasciata anthidioides present activated ovaries and produce eggs, and virgin queens whose ovaries are not yet activated, presenting only previtellogenic follicles. FB trophocytes from these classes of bees were cultivated in media containing different amounts of JH and 20-HE. The effects on trophocytes cytoplasm reserves of lipids, proteins, and activity of acid phosphatase were compared by observing preparations from cultured FB, treated and control, by transmission electron microscopy (TEM). The results showed that the hormones effects are related to the bee's caste and functional ovary stage. The role of acid phosphatase on mobilization of the trophocyte reserves was also determined. © 2012 Wiley Periodicals, Inc.

Fat body, hemolymph and ovary routes for delivery of substances to ovary in Melipona quadrifasciata anthidioides: Differences among castes through the use of electron-opaque tracers

The yolk protein precursor, vitellogenin (Vg), in bees is synthesized in the fat body trophocytes, delivered to the hemolymph and ultimately absorbed from there during the vitellogenic phase of oocytes in the active ovary. The routes tracing the material exchange that occurs between the trophocytes and the hemolymph, in addition to the transportation from the hemolymph to the ovarian follicles, were marked by alkaline phosphatase and lanthanum nitrate (LN). Active ovaries from nurse workers and physogastric queens, as well as inactive ovaries of virgin queens, were examined by transmission electron microscopy. The LN permitted better visualization of the routes of exchanges between the organs and the hemolymph. Both methods demonstrate the apparent differences between the phases of the ovary and the bee caste. In inactive ovaries of the virgin queens, the routes from the follicular epithelium to the oocyte remain closed; conversely, they are open in active ovaries of the nurse workers and physogastric queens. The differences between the methods and classes of bees are discussed. © The Author 2013. Published by Oxford University Press [on behalf of The Japanese Society of Microscopy]. All rights reserved.

Relação entre o corpo gorduroso e a vitelogênese em fêmeas de Melipona quadrifasciata anthidioides Lep

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Nutrição de operárias de uruçu-amarela, Melipona flavolineata Friese, 1900 (Apidae: Meliponina)

A criação de abelhas sem ferrão é antiga nas Américas. No entanto, a atividade ainda esta subdesenvolvida, necessitando de melhorias nas técnicas de manejo. Este estudo avaliou alternativas nutricionais para a abelha amazônica Melipona flavolineata, visando substituição da alimentação com mel e pólen fermentado. As seguintes alternativas nutricionais foram comparadas com o mel (T1): xarope de açúcar invertido com minerais (T2) e este xarope acrescido de solução de aminoácidos e vitaminas nas seguintes concentrações: 0,5% (T3), 1,0% (T4) e 10% (T5). Ao pólen fermentado (T1) foram comparados alimentos fermentados com inóculo de pólen fermentado de M. flavolineata, constituídos de: pólen apícola (T2); levedo (T3); e extrato de soja, em duas diferentes concentrações de proteínas (T4, 12% e T5, 18%). O valor nutricional das dietas foi baseado no consumo diário, no peso das operárias, no tamanho dos acinos das glândulas hipofaringeas e no tamanho dos oócitos. Avaliaram-se, tambem, os custos dos ingredientes das dietas. Os resultados obtidos indicaram que dentre as alternativas para o mel, não houve diferenças estatísticas entre o controle e todos os tratamentos. Foram encontradas diferenças apenas entre os tamanhos dos acinos das operárias alimentadas com os tratamentos 2 e 4, sendo o tratamento 4 superior. Os custos dos ingredientes indicaram o tratamento 2 como sendo mais barato que os demais. Dentre as alternativas para o sabura foram encontradas maiores diferenças. O consumo do tratamento 4 foi significativamente superior ao do T3, indicando maior aceitação do extrato de soja em relação ao levedo. Em relação aos demais parâmetros avaliados, o tratamento 5 foi superior a todos os demais e seu custo foi muito inferior ao do T2 e semelhante ao dos T3 e T4. Concluiu-se que as melhores alternativas para a nutrição de M. flavolineata sao o xarope de acucar invertido com minerais, e o pólen fermentado semi-artificial à base de extrato de soja. Colônias recém-formadas, com 500-600 abelhas, devem receber 10 a 20 ml de xarope e 25 g de pólen fermentado semi-artificial semanalmente.

Estudo fitoquímico, avaliação da toxicidade oral aguda e da atividade antimalárica in vitro e in vivo das cascas de Parahancornia fasciculata (Poir.) Benoist (Apocynaceae)

Parahancornia fasciculata (Poir.) Benoist (Apocynaceae), também conhecida como Parahancornia amapa (Hub.) Ducke, é uma espécie vegetal empregada popularmente no tratamento da malária, infecções no útero, gastrite, anemia, problemas respiratórios, entre outros. Os objetivos do presente trabalho foram realizar o estudo fitoquímico, avaliar a toxicidade oral aguda e a atividade antimalárica in vitro e in vivo de extratos, frações e substância isolada obtidas a partir de cascas do caule de P. fasciculata. Foram realizados dois tipos de extrações com o pó das cascas de P. fasciculata, por maceração / percolação, com etanol 96°GL e diclorometano, esta última tendo sido realizada a com o pó das cascas alcalinizado com hidróxido de amônio, obtendo-se os extratos secos EEPF e EDAPF, respectivamente. Uma terceira extração foi realizada a partir do EEPF por aquecimento sob refluxo, sucessivamente, com Hex:DCM (1:1), AcOEt:DCM (1:1) e AcOEt. EEPF foi, também, submetido a fracionamento por extrações ácido-base resultando nas frações de neutros (EEPFN) e de alcalóides (EEPFA). A prospecção fitoquímica realizada com o EEPF foi desenvolvida por CCD em cromatoplacas de sílica gel tendo sido detectada a presença de triterpenos, esteróides, heterosídeos flavônicos, saponinas, polifenóis, taninos, heterosídeos antracênicos e heterosídeos cardiotônicos. EDAPF foi submetido à cromatografia em coluna de sílica gel. Foram recolhidas 30 frações sendo que as frações Fr1-3, Fr4, Fr5-7 e Fr11 concentraram a maior parte da massa do extrato cromatografado. Da Fr5-7 foi isolada uma mistura de ésteres do lupeol que representam os componentes majoritários do EDAPF. Esta fração passou por um processo de hidrólise alcalina e o produto obtido (Fr5-7Hid) foi analisado por espectrometrias no IV, RMN de ¹H e ¹³C e foi identificado como o triterpeno lupeol. A fração insolúvel em AcOEt obtida a partir do EEPF, por aquecimento sob refluxo, apresentou resultado positivo para o teste de proantocianidinas e foi submetido a doseamento desta classe de metabólitos. Os resultados foram expressos em porcentagem dos teores para a amostra não diluída (10,46±0,3419%), amostra diluída a 1:10 (9,94± 0,1598%) e amostra diluída a 1:100 (10,55± 0,9299%). A avaliação da atividade antiplasmódica in vitro em culturas de cepas W2 de Plasmodium falciparum foi realizada pelo teste da Proteína II Rica em Histidina (HRP-II) tendo sido testados EEPF, EEPFN, EEPFA, Fr1-3, Fr4, Fr5-7(ésteres do lupeol), Fr11 e o Fr5-7Hid (lupeol). Os melhores resultados obtidos foram para EEPF, EEPFA E EEPFN (CI₅₀= ~ 50 μg/mL) sendo considerados moderadamente ativos. As demais amostras apresentaram CI₅₀ > 50 μg/mL e foram consideradas inativas. Realizou-se também a avaliação da atividade antimalárica in vivo em camundongos fêmeas suíços infectados com cepas ANKA de P. berghei com o EEPF e o EEPF-HEX:DCM (1:1) em concentrações de 500, 250 e 125mg/kg de peso. EEPF foi parcialmente ativo, somente no 8° dia, em todas as concentrações. Já EEPF-HEX:DCM (1:1) foi parcialmente ativo na dose de 500mg/kg de peso e nas demais doses foi inativo. O teste de toxicidade oral aguda foi realizado em camundongos fêmeas suíços, pelo método da dose fixa (5.000mg/kg), com EEPF e não apresentou nenhum sinal de toxicidade evidente, o que foi confirmado pela ausência de alterações nos exames anátomohistopatológicos realizados.

Estruturas secretoras da lâmina foliar de amapá amargo (Parahancornia fasciculata, Apocynaceae): histoquímica e doseamento de flavonoides

Amapá amargo (Parahancornia fasciculata (Poir.) Benoist) produz um látex, que se presume ter propriedades medicinais, pois é usado no tratamento da malária, problemas pulmonares, gastrite, e como um agente de cura. Este estudo teve como objetivo analisar estrutural e histoquimicamente os locais de produção e/ou acumúlo de compostos biologicamente ativos, bem como realizar o doseamento de flavonóides presentes no limbo do amapá amargo. Para a análise estrutural e histoquímica foram utilizados protocolos padrão em anatomia vegetal. Considerando que, para o doseamento de flavonóides utilizou-se a espectrometria de absorção na região ultravioleta-visível. O sistema secretor das folhas de amapá amargo é constituído de idioblastos secretores e laticíferos ramificados. Os testes histoquímicos revelaram diferentes tipos de substâncias químicas nos protoplastos celulares de idioblastos e laticíferos. Propriedades farmacológicas do látex de amapa amargo podem ser atribuídas à dois compostos químicos (flavonoides e alcaloides) encontrados neste estudo, ambos estão presentes em idioblastos e laticíferos.

Aptidão reprodutiva e acasalamentos em condições artificiais na abelha sem ferrão Melipona flavolineata Friese (Hymenoptera, Apidae, Meliponini)

Capítulo 1: Maturidade sexual e o início do comportamento de vôo em machos da abelha sem ferrão Melipona flavolineata Friese (Apidae, Meliponini). Nesse primeiro capítulo, tivemos como objetivo investigar em que idade se completa a maturação sexual dos machos de M. flavolineata, e se esta é afetada por diferentes contextos sociais vivenciados pelos machos durante a fase adulta. Investigamos, ainda, em que idade se inicia o comportamento de vôo nesses indivíduos, como parte dos requisitos para alcançar a aptidão reprodutiva. Capítulo 2: Atratividade sexual de rainhas virgens de Melipona flavolineata Friese (Apidae, Meliponini) em diferentes idades e a importância do contexto social. No segundo capítulo, nosso objetivo foi investigar em que idade e sob quais contextos sociais as rainhas virgens de M. flavolineata se tornam sexualmente atrativas. Também foi possível acompanhar o desenvolvimento da receptividade sexual nessas rainhas. Capítulo 3: Acasalamentos em condições artificiais e o controle da cópula por rainhas virgens de Melipona flavolineata Friese (Apidae, Meliponini). Nesse último capítulo, objetivamos testar a realização de acasalamentos de machos e rainhas virgens de M. flavolineata em condições artificiais. Adicionalmente, testamos a hipótese de que as rainhas virgens são capazes de decidir sobre a ocorrência das cópulas.

Desenvolvimento e caracterização de sistemas líquido-cristalinos acrescidos de geoprópolis (Melipona scutellaris): avaliação da bioadesividade

A alta incidência da cárie no Brasil vem despertando muito interesse para estudos que visem combatê-la. Tem-se observado a procura pela utilização de produtos naturais (plantas medicinais e resinas) que buscam atividade contra a principal bactéria causadora da cárie, que é o Streptococcus mutans, entre estas a geoprópolis (Melipona scutellaris). Todavia, apesar de os estudos mostrarem ação destes produtos de origem animal contra este micro-organismo, muitas vezes a baixa substantividade (bioadesão) deste material ao substrato determina uma baixa efetividade. Este estudo promoveu o desenvolvimento de um sistema líquido cristalino objetivando aumento da substantividade da própolis. Foram desenvolvidos sistemas constituídos por dispersão de quitosana, ácido oleico e álcool cetílico propoxilado e etoxilado (Procetyl® AWS), de acordo com o diagrama de fases ternário. Foram selecionadas 3 formulações, as quais foram submetidas a ensaios de microscopia de luz polarizada, análise de textura, bioadesão e reologia. Os resultados mostraram que os sistemas são viáveis para incorporação do extrato de própolis, aumentando sua bioadesão em ensaios in vitro

Sexual dimorphism and phenotypic plasticity in the antennal lobe of a stingless bee, Melipona scutellaris

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Análise morfológica do cérebro de abelhas sem ferrão Melipona Scutellarias expostas ao Tiametoxam

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Análise morfológica do cérebro de abelhas sem ferrão Melipona Scutellarias expostas ao Tiametoxam

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Characterization of cuticular hydrocarbons of diploid and haploid males, workers and queens of the stingless bee Melipona quadrifasciata

Males, queens and workers of stingless bees show differences in external morphology, behaviour and roles within a colony. In addition, each individual has a cuticular chemical signature responsible for mutual communication that is essential for maintaining the integrity of the colony. In this paper we characterize the cuticular hydrocarbon composition of newly emerged diploid and haploid males, workers and virgin queens of Melipona quadrifasciata by gas chromatography-mass spectrometry (GC/MS) analysis. This is the first time that the cuticular profile of diploid males in a species of stingless bee has been characterized. We found differences in the cuticular hydrocarbon composition among males, workers and virgin queens, recording both qualitative and quantitative differences among individuals of different phenotypes. However, no compound was found exclusively in diploid males. The cuticular chemical profiles of haploid and diploid males were very similar to those of workers. Moreover, the cuticular lipids of males and workers were significantly different from those of queens. Tricosane, pentacosene-2 and 7-methyl-heptacosane were the compounds responsible for this significant separation. This result correlates with the behavioural and morphological differences among these phenotypes.

Gene copy number and differential gene expression in haploid and diploid males of the stingless bee, Melipona quadrifasciata

Complementary sex determination in Hymenoptera implies that heterozygosity at the sex locus leads to the development of diploid females, whereas hemizygosity results in haploid males. Diploid males can arise through inbreeding. In social species, these pose a double burden on colony fitness, from significant reduction in its worker force and through being less viable and fertile than haploid males. Apart from being "misfits", diploid males are of interest to assess molecular correlates for possibly ploidy-related bionomic differences. Herein, we generated suppression subtractive cDNA libraries from newly emerged haploid and diploid males of the stingless bee Melipona quadrifasciata to enrich for differentially expressed genes. Gene Ontology classification revealed that in haploid males more DEGs were related to stress responsiveness, biosynthetic processes, reproductive processes and spermatogenesis, whereas in diploid ones differentially expressed genes were associated with cellular organization, nervous system development and amino acid transport were prevalent. Furthermore, both libraries contained over 40 % ESTs representing possibly novel transcripts. Quantitative RT-PCR analyses confirmed the differential expression of a representative DEG set in newly emerged males. Several muscle formation and energy metabolism-related genes were under-expressed in diploid males. On including 5-day-old males in the analysis, changes in transcript abundance during sexual maturation were revealed.

Population divergence of Melipona scutellaris (Hymenoptera: Meliponina) in two restricted areas in Bahia, Brazil

Melipona scutellaris Latreille has great economic and ecological importance, especially because it is a pollinator of native plant species. Despite the importance of this species, there is little information about the conservation status of their populations. The objective of this study was to assess the diversity in populations of M. scutellaris coming from a Semideciduous Forest Fragment and an Atlantic Forest Fragment in the Northeast Brazil, through geometric morphometric analysis of wings in worker bees. In each area, worker bees were collected from 10 colonies, 10 workers per colony. To assess the diversity on the right wings of worker bees, 15 landmarks were plotted and the measures were used in analysis of variance and multivariate analysis, principal component analysis, discriminant analysis and clustering analysis. There were significant differences in the shape of the wing venation patterns between colonies of two sites (Wilk's lambda = 0.000006; p < 0.000001), which is probably due to the geographical distance between places of origin which impedes the gene flow between them. It indicates that inter and intrapopulation morphometric variability exists (p < 0.000001) in M. scutellaris coming from two different biomes, revealing the existence of diversity in these populations, which is necessary for the conservation of this bee species.