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Consultar: Programa de Ps-Graduao em Zootecnia

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Ttulo [PT]: Toxicidade e expresso gnica em abelhas do gnero tetragonisca aps a contaminao com agrotxicos
Autor(es): Ana Lcia Paz Barateiro Stuchi
Palavras-chave [PT]:

Abelha. Bioindicador de agrotxicos. Abelha sem ferro. Esterases. Caracterizao bioqumica. Maring. Paran. Brasil.
Palavras-chave [EN]:
Bee. Bioindicator of pesticides. Stingless bee. Esterases. Biochemical characterization. Maring. Paran. Brazil.
rea de concentrao: Produo Animal
Titulao: Doutor em Zootecnia
Banca:
Maria Cludia Colla Ruvolo Takasusuki [Orientador] - UEM
Vagner de Alencar Arnaut de Toledo - UEM
Ricardo de Oliveira Orsi - UNESP
Hlio Conte - UEM
Ana Silvia Lapenta - UEM
Resumo:
Resumo: Este trabalho teve por objetivo avaliar alteraes ocorridas na expresso gnica de abelhas do gnero Tetragonisca aps contaminao com agrotxicos para, posteriormente, utilizar esses insetos como bioindicadores de agrotxicos. Nesse sentido, foi inicialmente estimada a CL50 e a correlao concentrao-mortalidade para os inseticidas utilizados, com o intuito de empregar concentraes subletais nas anlises posteriores. Em seguida, foi desenvolvida a caracterizao bioqumica das esterases para entender alteraes decorrentes da contaminao pelos agrotxicos. Finalmente, foram realizados bioensaios para avaliao, por meio dos marcadores moleculares, das possveis alteraes ocorridas nas operrias de Tetragonisca. Os marcadores moleculares empregados foram as isoenzimas e protenas totais, alm disso, a tcnica de CEC (concentrao crtica de eletrlitos) foi utilizada para detectar alteraes de expresso gnica. Os inseticidas utilizados foram fipronil, malathion, thiamethoxam e neem. Operrias das espcies Tetragonisca angustula e Tetragonisca fiebrigi foram coletadas em ninhos localizados na Universidade Estadual de Maring. Com relao caracterizao bioqumica das esterases foi possvel observar na espcie T. fiebrigi trs regies: EST-1 (-esterase, colinesterase I), EST-2 (α-esterase, colinesterase II) e EST-4 (α-esterase, carboxilesterase) e na espcie T. angustula foram observadas duas regies estersicas; EST-3 (-esterase, acetilesterase) e EST-4 (α-esterase, carboxilesterase). EST-3 de T. angustula apresentou a maior termoestabilidade, pois sua atividade no foi mais detectada a partir de 54C, enquanto em T. fiebrigi as EST-1 e EST-2 no foram detectadas a partir de 52C. Nas duas espcies, a EST-4 parece ser codificada pelo mesmo gene, pois apresentou o mesmo perfil eletrofortico, de inibio e de termoestabilidade. As outras esterases so espcies especficas, EST-1 e EST-2 somente foram observadas em T. fiebrigi e EST-3 em T. angustula. Esse estudo corrobora a idia de que o gnero Tetragonisca composto pelas duas espcies. Os valores de CL50 mostraram alta toxicidade para o fipronil na contaminao por contato para a espcie T. angustula (0,00053%) e T. fiebrigi (0,00062%). Com relao s esterases, em T. angustula foram observadas inibies parciais da EST-3 e EST-4 com o inseticida malathion por contato na concentrao 0,003% e com o thiamethoxam (0,1%), e apenas da EST-4 na concentrao 0,0025% co? malathion. Nessa espcie quando a contaminao foi realizada por ingesto, houve inibio parcial da EST-3 na concentrao 1% e EST-4 nas concentraes 1% e 2%. Para T. fiebrigi foi detectado aumento na intensidade da EST-4 quando a contaminao foi realizada por contato a 0,9% com thiamethoxam. Ainda em T. fiebrigi, quando o malathion foi misturado ao alimento, nas concentraes 0,2% e 0,45%, foi observada inibio parcial da EST-4, porm quando o inseticida usado foi o fipronil, nas mesmas concentraes, alm da EST-4 foi observada inibio parcial da EST-1 (0,0012%). Nas anlises das protenas totais, apenas em T. fiebrigi, foi detectada reduo na expresso do peptdeo p19 (70-80 kDa), aps contaminao por contato com o inseticida malathion na concentrao de 0,0017%. Para o inseticida neem no foi observada mortalidade de abelhas nas concentraes utilizadas nas duas espcies estudadas. Na anlise de CEC, aps contaminao com malathion, foram detectadas diferentes formas de alterao da estrutura da cromatina em T. fiebrigi. Na contaminao por contato ocorreu relaxamento da cromatina indicando aumento de sntese de protenas, e por ingesto houve maior condensao da cromatina. Nas T. angustula foi observada uma pequena alterao no valor de CEC quando a contaminao ocorreu na ingesto. O inseticida thiamethoxam promoveu pequena alterao na estrutura da cromatina das duas espcies na contaminao por ingesto. Nas anlises de CEC, aps contaminao com malathion por ingesto, foram detectados indcios de clulas em apoptose para as duas espcies, e nas T. fiebrigi foi observado tambm maior nmero de clulas com essas caractersticas. As alteraes na atividade relativa das esterases, de protenas totais e da estrutura de cromatina permitem concluir que as abelhas T. angustula e T. fiebrigi podero ser utilizadas como bioindicadores da presena dos agrotxicos fipronil, thiamethoxam e malathion e que os marcadores moleculares utilizados podero se tornar ferramentas importantes para a deteco de resduos desses compostos em agroecossistemas.

Abstract: The goal of this study was to evaluate alterations on the gene expression of Tetragonisca bees after contamination with pesticides to subsequently use these insects as insecticide bioindicators. For that purpose, the LC50 and the concentration-mortality correlation were initially estimated for the insecticides in order to use sub-lethal concentrations in further analyses. Next, it was developed the biochemical characterization of the esterases to understand alterations due to contamination by pesticides. Finally, experiments were conducted to evaluate possible alterations in Tetragonisca workers by means of molecular markers. Molecular markers used were esterase isoenzymes and total protein; in addition, the technique of CEC (critical electrolyte concentration) was used to detect alterations in gene expression. The insecticides used were fipronil, malathion, neem and thiamethoxam. Tetragonisca angustula and Tetragonisca fiebrigi workers were collected from nests at the State University of Maring. As for the biochemical characterization of the esterases, three regions were observed in T. fiebrigi: EST-1 (α-esterase, cholinesterase I), EST-2 (α-esterase, cholinesterase II) and EST-4 (α-esterase, carboxylesterase) and in T. angustula two esterase regions were observed: EST-3 (α-esterase, acetylesterase) and EST-4 (α-esterase, carboxylesterase). The EST-3 of T. angustula showed the highest thermostability, because its activity was detected up to 54C, while in T. fiebrigi EST-1 and EST-2 were not detected above 52C. In both species EST-4 is probably encoded by the same gene, and showed the same electrophoretic profile, inhibition and thermostability. The other esterases are species-specific: EST-1 and EST-2 were only observed in T. fiebrigi and EST-3 in T. angustula. This study supports the idea that the genus Tetragonisca consists of two species. The LC50 values showed a high toxicity by contact for fipronil in T. angustula (0.00053%) and T. fiebrigi (0.00062%). Regarding the esterases in T. angustula, it was observed partial inhibition of EST-3 and EST-4 by contact with the insecticide malathion at the 0.003% concentration and with thiamethoxam (0.1%), and only the EST-4 concentration 0.0025% with malathion. In the species where contamination occurred by ingestion, there was partial inhibition of EST-3 at 1% and EST-4 at concentrations of 1% and 2%. In T. fiebrigi it was detected an increase in the relative activity of EST-4 when the contamination was performed by contact with thiamethoxam (0.9%). In this species, when malathion was mixed with food, the concentrations of 0.2% and 0.45% caused partial inhibition of EST-4, but when the insecticide fipronil was used in the same concentrations, it was observed partial inhibition of EST-1 (0.0012%) in addition to EST-4. As for the analysis of total proteins, only T. fiebrigi showed reduced expression of p19 peptide (70-80 kDa) after contamination by contact with the insecticide malathion (0.0017%). For the neem insecticide, mortality was not observed in any of the species of bees at the concentrations used. In the analysis of CEC after contamination with malathion, different ways to modify the chromatin structure in T. fiebrigi were detected. Contamination by contact caused chromatin relaxation, indicating increased protein synthesis, while ingestion resulted in higher chromatin condensation. In T. angustula it was observed a slight alteration in the CEC value when the contamination occurred by ingestion. Thiamethoxam promoted the smallest alteration in chromatin structure of the two species in the contamination by ingestion. In the analysis of CEC after contamination with malathion by ingestion, evidence of apoptosis in cells of both species was detected, and in T. fiebrigi more cells with these characteristics were observed as well. The changes in the relative activity of esterases, total protein and chromatin structure lead to the conclusion that stingless bees T. angustula and T. fiebrigi could be used as indicators of the presence of the insecticides fipronil, thiamethoxam and malathion and the molecular markers used may become important tools for the detection of residues of these compounds in agroecosystems.
Data da defesa: 09/12/2009
Cdigo: vtls000186406
Informaes adicionais:
Idioma: Portugus
Data de Publicao: 2009
Local de Publicao: Maring, PR
Orientador: Prof. Dr. Maria Cludia Colla Ruvolo Takasusuki
Co-Orientador: Prof. Dr. Vagner de Alencar Arnaut de Toledo
Instituio: Universidade Estadual de Maring. Centro de Cincias Agrrias
Nvel: Tese (doutorado em Zootecnia)/
UEM: Programa de Ps-Graduao em Zootecnia

Responsavel: zenaide
Categoria: Aplicao
Formato: Documento PDF
Arquivo: Ana Lcia P. B. Stuchi.pdf
Tamanho: 1288 Kb (1318867 bytes)
Criado: 29-01-2015 09:28
Atualizado: 29-01-2015 09:42
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