Genes diferencialmente expressos entre abelhas monândricas e poliândricas

• Processo: 17/25004-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• Data de Início da vigência: 23 de abril de 2018
• Data de Término da vigência: 22 de abril de 2019
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Genética - Genética Animal
• Pesquisador responsável: Klaus Hartmann Hartfelder
• Beneficiário: Denyse Cavalcante Lago
• Supervisor: Martin Hasselmann
• Instituição Sede: Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto (FMRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: University of Hohenheim, Alemanha
• Vinculado à bolsa: 16/16622-9 - Genes diferencialmente expressos no desenvolvimento das gônadas das castas fêmeas e zangões de Apis mellifera, BP.DR
• Assunto(s): Genética molecular Apis mellifera Gônadas Desenvolvimento
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Apis mellifera | desenvolvimento | Gônadas | Monandria | poliandria | Genética Molecular

Resumo

A complexidade social associada à plasticidade fenotípica faz das abelhas Apis mellifera um interessante modelo para estudos de Biologia do Desenvolvimento. No sexo feminino, a rainha tem o monopólio reprodutivo, enquanto as operárias são facultativamente estéreis e responsáveis pela manutenção da colônia. Machos (zangões) contribuem pouco para a estrutura social da colônia, exceto na função de fecundar uma rainha virgem durante o seu voo nupcial. Assim, não é surpresa que a maioria dos estudos que abordam o sistema reprodutivo nessas abelhas sociais têm o seu foco na divergência da morfologia dos ovários entre rainhas e operárias, pois apresentam uma diferença enorme quanto ao número de ovaríolos que compõem os ovários. No desenvolvimento dos ovários das operárias na fase larval foi observado o desencadeamento de uma intensa morte celular programada em resposta a um título baixo de hormônio juvenil. Tal leva à destruição de mais de 90% dos primórdios ovariolares e deixa apenas 2-20 ovaríolos nos ovários de operárias adultas, enquanto que em rainhas praticamente todos os 150-200 ovaríolos persistem em cada um dos ovários. Em comparação com outras abelhas, as rainhas de A. mellifera têm ovários excepcionalmente exagerados em termos de número de ovaríolos e interessantemente, números similarmente elevados de túbulos testiolares compõem os testículos dos zangões. Assim, tanto as rainhas quanto os zangões diferem das outras espécies de abelhas em termos de arquitetura das suas gônadas. Baseado nisso, chegamos à hipótese de que os dois sexos de A. mellifera devem compartilhar módulos regulatórios que coordenam o desenvolvimento das suas gônadas e que estes módulos diferem das outras espécies de abelhas. O gênero Apis difere das outras abelhas não apenas em relação à morfologia das gônadas, mas também no sistema de acasalamento. Enquanto na maioria das espécies das abelhas as fêmeas são monândricas, i.e. acasalam com apenas um macho, as rainhas das abelhas melíferas são altamente poliândricas. Apesar de essas características separarem o gênero Apis das demais abelhas, tais não podem ser considerados como sendo pré-requisitos para o seu avançado estado de socialidade, já que as abelhas sem ferrão são igualmente altamente sociais, mas são monândricas e os seus ovários são compostos por apenas 4-8 ovaríolos por ovário. Assim, tanto na morfologia das suas gônadas quanto no que diz respeito ao seu modo reprodutivo, as abelhas sem ferrão são mais similares a abelhas primitivamente sociais, como mamangavas, do que às abelhas melíferas. Com o objetivo de compreender os processos de desenvolvimento da morfologia exagerada das gônadas de A. mellifera sob uma perspectiva de bibliotecas de RNA-seq comparando gônadas larvais de machos e fêmeas de A. mellifera e comparação com transcriptomas de gônadas de abelhas sem ferrão e mamangavas. Em projeto anterior já identificamos DEGs em ovários larvais de abelhas melíferas regulados por hormônio juvenil. Assim, no âmbito do projeto atual, esperamos gerar resultados que nos permitam construir uma abordagem sob perspectiva evolutiva que conecte o desenvolvimento das gônadas e as estratégias de acasalamento em abelhas sociais.

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

LAGO, DENYSE CAVALCANTE; HASSELMANN, MARTIN; HARTFELDER, KLAUS. Sex- and caste-specific transcriptomes of larval honey bee (Apis mellifera L.) gonads: DMRT A2 and Hsp83 are differentially expressed and regulated by juvenile hormone. Insect Molecular Biology, v. 31, n. 5, p. 16-pg., 2022-05-20. (17/25004-0, 16/16622-9)