Microsatellite Organization in the Grasshopper Abracris flavolineata (Orthoptera: Acrididae) Revealed by FISH Mapping: Remarkable Spreading in the A and B Chromosomes

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

Chromosomal mapping of two Mariner-like elements in the grasshopper Abracris flavolineata (Orthoptera: Acrididae) reveals enrichment in euchromatin

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

Digestive morphophysiology of Gryllodes sigillatus (Orthoptera: Gryllidae)

The evolution of the digestive system in the Order Orthoptera is disclosed from the study of the morphophysiology of the digestive process in its major taxa. This paper deals with a cricket representing the less known suborder Ensifera Most amylase and trypsin activities occur in crop and caeca. respectively. Maltase and aminopeptidase are found in soluble and membrane-bound forms in caeca, with aminopeptidase also occurring in ventriculus. Amaranth was orally fed to Gryllodes sigillatus adults or injected into their haemolymph. The experiments were performed with starving and feeding insects with identical results. Following feeding of the dye the luminal side of the most anterior ventriculus (and in lesser amounts the midgut caeca) became heavily stained. In injected insects, the haemal side of the most posterior ventriculus was stained This suggested that the anterior ventriculus is the main site of water absorption (the caeca is a secondary one). whereas the posterior ventriculus secretes water into the gut. Thus, a putative counter-current flux of fluid from posterior to anterior ventriculus may propel digestive enzyme recycling. This was confirmed by the finding that digestive enzymes are excreted at a low rate. The fine structure of midgut caeca and ventriculus cells revealed that they have morphological features that may be related to their involvement in secretion (movement from cell to lumen) and absorption (movement from lumen to cell) of fluids. Furthermore, morphological data showed that both merocrine and apocrine secretory mechanisms occur in midgut cells. The results showed that cricket digestion differs from that in grasshopper in having (1) more membrane-bound digestive enzymes; (2) protein digestion slightly displaced toward the ventriculus; (3) midgut fluxes, and hence digestive enzyme recycling, in both starved and fed insects. (C) 2009 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Chromosomal Mapping of Repetitive DNAs in the Grasshopper Abracris flavolineata Reveal Possible Ancestry of the B Chromosome and H3 Histone Spreading

Supernumerary chromosomes (B chromosomes) occur in approximately 15% of eukaryote species. Although these chromosomes have been extensively studied, knowledge concerning their specific molecular composition is lacking in most cases. The accumulation of repetitive DNAs is one remarkable characteristic of B chromosomes, and the occurrence of distinct types of multigene families, satellite DNAs and some transposable elements have been reported. Here, we describe the organization of repetitive DNAs in the A complement and B chromosome system in the grasshopper species Abracris flavolineata using classical cytogenetic techniques and FISH analysis using probes for five multigene families, telomeric repeats and repetitive C0t-1 DNA fractions. The 18S rRNA and H3 histone multigene families are highly variable and well distributed in A. flavolineata chromosomes, which contrasts with the conservation of U snRNA genes and less variable distribution of 5S rDNA sequences. The H3 histone gene was an extensively distributed with clusters occurring in all chromosomes. Repetitive DNAs were concentrated in C-positive regions, including the pericentromeric region and small chromosomal arms, with some occurrence in C-negative regions, but abundance was low in the B chromosome. Finally, the first demonstration of the U2 snRNA gene in B chromosomes in A. flavolineata may shed light on its possible origin. These results provide new information regarding chromosomal variability for repetitive DNAs in grasshoppers and the specific molecular composition of B chromosomes. © 2013 Bueno et al.

High similarity of U2 snDNA sequence between A and B chromosomes in the grasshopper Abracris flavolineata

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

Organização de DNAs microssatélites nos cromossomos do gafanhoto Abracris flavolineata, com ênfase em cromossomos supranumerários

Com o propósito de se obter um conhecimento aprofundado sobre DNAs repetitivos e sua organização nos cromossomos de gafanhotos, nós utilizamos a técnica citogenética de Hibridização in situ fluorescente (FISH) para o mapeamento da distribuição de dezesseis sequências de microssatélites, incluindo mono-, di-, tri- e tetra-nucleotídeos, nos cromossomos da espécie Abracris flavolineata (Acrididae), que comporta um cromossomo B (supranumerário). A FISH (Hibridização in situ fluorescente) revelou pelo menos dois padrões distintos: (i) sinais exclusivamente espalhados, e (ii) sinais espalhados e específicos, formando blocos evidentes. O enriquecimento foi observado em ambas áreas de eucromatina e heterocromatina e também apenas o motivo (C)30 apresentou ausência na heterocromatina. Os cromossomos A e B se apresentaram enriquecidos com todos os elementos mapeados, sendo observado para o cromossomo a presença de blocos mais distintivos para (GA)15 e (GAG)10. Para o complemento A blocos distintos foram observados para (A)30, (CA)15, (CG)15, (GA)15, (CAC)10, (CAA)10, (CGG)10, (GAA)10, (GAC)10 e (GATA)8. Estes resultados revelaram um intenso espalhamento dos microssatélites no genoma de Abracris flavolineata independentemente de enriquecimento de A+T ou G+C de cada uma das sequências. Os dados indicam que os microssatélites compõem o cromossomo B e que poderiam estar envolvidos na evolução deste elemento na espécie em estudo, embora nenhuma relação específica com qualquer cromossomo A tenha sido observado para discutir sobre sua origem. A análise sistemática apresentada neste trabalho contribui para o conhecimento sobre DNAs repetitivos e sua organização nos cromossomos dos gafanhotos, incluindo os cromossomos B

Padrões evolutivos de famílias multigênicas de RNAs (RNAsn e RNAr) no genoma do gafanhoto Abracris flavolineata, com ênfase no cromossomo B

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Padrões evolutivos de famílias multigênicas de RNAs (RNAsn e RNAr) no genoma do gafanhoto Abracris flavolineata, com ênfase no cromossomo B

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Organização cromossômica e molecular do DNAr 5S em duas espécies de gafanhotos do gênero Abracris (Acrididae/Ommatolampidinae)

Os DNAs repetitivos compõem grande porção dos genomas eucariotos e estão organizados em distintos grupos, essencialmente DNAs satélite, microsatélites, minisatélites, elementos de transposição (transposons e retrotransposons) e famílias multigênicas. Estas sequências têm sido úteis nas análises cromossômicas com enfoque em estudos de diversificação cariotípica e de estrutura e evolução dos genomas. Os gafanhotos da família Acrididae representam o grupo com maior diversidade da ordem Orthoptera e apresentam do ponto de vista cromossômico ampla conservação com 2n=23,X0 (macho) na maioria das espécies estudadas. Análises enfocando o entendimento da estrutura das sequências de DNAs repetitivos neste grupo são escassas, e em geral restritas ao mapeamento de algumas famílias multigênicas. Outras sequências repetitivas, tais como DNAs satélites, genes de histonas e DNAr 5S foram realizadas principalmente em espécies de Acridídeos ocorrentes na Europa. No presente trabalho foram isolados e caracterizados do ponto de vista cromossômico e molecular o gene de DNAr 5S e seu espaçador não transcrito (NTS) nas espécies de acridídeos (Ommatolampidinae) Abracris flavolineata e Abracris dilecta. Estas análises permitiram um aprofundamento no conhecimento da estrutura/evolução desta sequência de DNA repetitivo entre as duas espécies, testando-se os possíveis modelos de evolução para esta sequência, que incluem evolução em concerto, nascimento e morte ou modelo misto

Organização cromossômica e molecular do DNAr 5S em duas espécies de gafanhotos do gênero Abracris (Acrididae/Ommatolampidinae)

Os DNAs repetitivos compõem grande porção dos genomas eucariotos e estão organizados em distintos grupos, essencialmente DNAs satélite, microsatélites, minisatélites, elementos de transposição (transposons e retrotransposons) e famílias multigênicas. Estas sequências têm sido úteis nas análises cromossômicas com enfoque em estudos de diversificação cariotípica e de estrutura e evolução dos genomas. Os gafanhotos da família Acrididae representam o grupo com maior diversidade da ordem Orthoptera e apresentam do ponto de vista cromossômico ampla conservação com 2n=23,X0 (macho) na maioria das espécies estudadas. Análises enfocando o entendimento da estrutura das sequências de DNAs repetitivos neste grupo são escassas, e em geral restritas ao mapeamento de algumas famílias multigênicas. Outras sequências repetitivas, tais como DNAs satélites, genes de histonas e DNAr 5S foram realizadas principalmente em espécies de Acridídeos ocorrentes na Europa. No presente trabalho foram isolados e caracterizados do ponto de vista cromossômico e molecular o gene de DNAr 5S e seu espaçador não transcrito (NTS) nas espécies de acridídeos (Ommatolampidinae) Abracris flavolineata e Abracris dilecta. Estas análises permitiram um aprofundamento no conhecimento da estrutura/evolução desta sequência de DNA repetitivo entre as duas espécies, testando-se os possíveis modelos de evolução para esta sequência, que incluem evolução em concerto, nascimento e morte ou modelo misto

Cladistic analysis of Abracrini genera (Orthoptera, Acrididae, Ommatolampinae)

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Orthoptera do ecossistema pinhal

O pinhal constitui o tipo de floresta mais representado em Portugal, ocupando 35.5% da área florestada. Este estudo foi efectuado em pinhais e sistemas circundantes, tendo por objectivo identificar a fauna de Orthoptera, e avaliar quais os impactes ecológicos das espécies encontradas, isto é quais delas poderão constituir pragas, e quais deverão ser protegidas. Recolheram-se 60 espécies de Orthoptera, em pinhais distribuídos por seis regiões de Portugal Continental, das quais 24 pertencem à sub-ordem Ensifera e 36 à sub-ordem Caelifera, representando cerca de 50% das espécies anteriormente encontradas. Foi registado pela primeira vez em Portugal a presença de nove espécies de órtopteros, uma das quais nova para a ciência Uromenus (Steropleurus) anapaulae (G. H. Schmidt, 2002). Procedeu-se à comparação da biodiversidade de Orthoptera nos locais estudados, utilizando-se os índices de Shannon, Brillouin e Simpson. Verificou-se que os valores mais elevados, para a biodiversidade de Orthoptera, foram encontrados nos locais que apresentavam uma considerável diversidade da paisagem e diversidade de habitats, como é o caso do Parque Natural do Alvão, enquanto que os menores valores foram registados na Mata Nacional de Leiria e na Herdade da Ferraria, onde existe grande homogeneidade de habitats, constituídos quase exclusivamente por plantações de Pinus pinaster. Investigou-se qual a importância dos Orthoptera, como predadores da processionária do pinheiro Thaumetopoea pityocampa, um dos fitófagos mais importantes na região Mediterrânica, causador tanto de prejuízos económicos em pinhais como de reacções alérgicas ao Homem e outros mamíferos. Registou-se pela primeira vez, que os gafanhotos da família Tettigonidea predam sobre lagartas e imagos de T. pityocampa, além de consumirem as posturas. Em alguns pinhais verificou-se existir uma relação inversamente proporcional entre o número de tetigonídeos, e o nível de ataque do fitófago. Não se confirmou, no entanto, uma possível utilização da feromona sexual de T. pityocampa como cairomona, pelos tetigonídeos. Entre os ortópteros potencialmente causadores de pragas salienta-se a sub-espécie Locusta migratoria cinerascens, que apresenta uma distribuição circum -mediterrânica. Procedeu-se à criação laboratorial e ao estudo comparativo da bio-ecologia desta subespécie e de L. m. migratorioides, que causa prejuízos devastadores em regiões tropicais. Ambas são morfologicamente semelhantes mas ocorrem em fases diferentes, respectivamente solitária e gregária. Quantificaram-se os parâmetros reprodutivos de fêmeas virgens e copuladas das duas sub-espécies, e de fêmeas híbridas, tendo-se registado taxas de fertilidade superiores para L. m. migratorioides, denotando a sua adaptação a densidades populacionais elevadas. Obteve-se ainda, por reprodução partenogenética, 13 gerações consecutivas de fêmeas, facto que se regista pela primeira vez. Compararam-se as principais componentes das substâncias semioquímicas emitidas por fêmeas, machos e ninfas de último instar para as duas sub-espécies de L. migratoria estudadas, tendo-se verificado que existem algumas diferenças relativamente às fêmeas. Analisaram-se as respostas olfactivas a algumas das principais substâncias, nomeadamente guaiacol, veratrol, anisol, acetofenona, benzaldeído e extracto de folhas verdes, através de testes de electroantenografia, tendo-se concluído que a sub-espécie L. m. migratorioides reagiu mais intensamente às substâncias acetofenona, guaiacol e veratrol do que a sub-espécie L. m.cinerascens.

CONSUMO DE ALIMENTO POR UM GAFANHOTO NEOTROPICAL, Stenacris fissicauda fissicauda (BRUNER, 1908) (ORTHOPTERA:ACRIDIDAE) DA VÁRZEA AMAZÔNICA

É feita a determinação da quantidade média (g) de biomassa foliar consumida por 1 g (peso seco) de gafanhoto/dia nesta espécie. O material para a realização dos experimentos foi coletado na ilha de Marchantaria (várzea - Rio Solimões) perto de Manaus. Os animais testados foram agrupados por estádio ninfal (ninfas iniciais (I+II), médias (111+lV) e finais (V+VI)) e os adultos pelo sexo (machos, fêmeas, machos+fêmeas). A planta utilizada como alimento foi Paspalwn repens, macrófita aquática das Poaceac, onde Stenacrisf. fissicaudadesenvolve o seu ciclo vital. Verificou-se que as ninfas de estádios iniciais realizam o maior consumo (0,7740 g/g de biomassa animal/dia), enquanto que o menor consumo de biomassa foliar, foi feito pelos adultos (0,2622 g/g de biomassa animal/dia). O consumo médio foi calculado em 0,5 g (peso seco) de biomassa foliar consumida por g (peso seco) de biomassa animal por dia. Estes dados estão sendo comparados com o consumo foliar de Cornops aquaticum (Acrididac) em Eichhornia crassipes (Pontederiaceae) da mesma área.

DESENVOLVIMENTO NINFAL DO GAFANHOTO NEOTROPICAL SEMI-AQUÁTICO Stenacris fissicauda fissicauda (BRUNER, 1908) (ORTHOPTERA:ACRIDIDAE) EM CONDIÇÕES CONTROLADAS

Estudou-se a influência da temperatura e do fotoperíodo no desenvolvimento ninfal do gafanhoto semi-aquático Stenacris fissicauda fissicaudaproveniente de uma região de várzea, perto de Manaus. Ninfas recém-eclodidas foram coletadas no campo na macrófita aquática Paspalum repens (Gramineae-Poaceae)e criadas sob condições controladas em câmaras de criação (8, 12 e 24 horas de luz, 27°C e 27/21°C de temperatura) e sob condições naturais. Esta espécie apresenta 5 estádios ninfais para os machos e 6 para as fêmeas sob condições de dia longo no laboratório e durante o período com menos precipitação (estação "seca") sob condições naturais. No entanto, observou-se um estádio extra para machos (6o) e fêmeas (7o) sob condições de dia curto no laboratório. Este estádio ocorreu durante o período com mais precipitação (estação chuvosa) sob condições naturais. Constatou-se que a temperatura e o fotoperíodo interagiram no desenvolvimento ninfal sob condições controladas: 1) O número de estádios (especialmente em fêmeas) foi principalmente influenciado pelo fotoperíodo; 2) O tempo de desenvolvimento ninfal (em ambos os sexos) sobretudo foi influenciado pela temperatura. Os resultados estão sendo discutidos sob o ponto de que a luz pode atuar como fator de controle (ecofator) no número de estádios ninfais de insetos em ecossistemas tropicais, mesmo sendo situados perto do equador, devido à mudanças sazonais de insolação e/ou intensidade de luz durante o ano.