Terça, 05 de março de 2024.
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Tese
Título Análise da estrutura cromatínica e morfologia interna de abelhas Apis mellifera L. tolerantes ao neonicotinóide tiametoxam expostas ao inseticida imidacloprido
Autor Oliveira, Maria Carolina Paleari Varjão de
Unidade Pós-Graduação em Genética e Melhoramento
Área de Concentração Genética e Melhoramento
Orientador Maria Claudia Colla Ruvolo Takasusuki
Co-Orientador(es) Claudete Aparecida Mangolin
Maria de Fátima Pires da Silva Machado
Banca Examinadora Ana Paula Nunes Zago Oliveira
Adriana Gonela
Vagner de Alencar Arnaut de Toledo
Ana Silvia Lapenta
Data de Defesa 25/11/2022
Resumo As abelhas Apis mellifera, conhecidas como abelhas melíferas, são criadas em grande escala para a produção de mel, cera, própolis, geleia real, entre outros produtos. Esses insetos sociais desempenham ainda o serviço ecossistêmico da polinização, essencial para a reprodução das plantas com flores (Angiospermas). Cerca de 75% das espécies de culturas agrícolas dependem da polinização animal, em especial das abelhas. Uma diminuição deste serviço ecossistêmico poderia reduzir potencialmente os rendimentos agrícolas em cerca de 40%. Atualmente há uma grande dependência de agroquímicos para manejo de culturas e controle de pragas na agricultura, podendo de maneira direta ou indireta causar impactos sobre os polinizadores, em especial nas abelhas. Entre os agroquímicos destacamos os inseticidas sistêmicos como os neonicotinóides, que tem grande utilização entre os agricultores. Contudo, são agroquímicos com permanência prolongada nos tecidos vegetais, e com ação no sistema nervoso de insetos alvo e não alvo, gerando preocupações, principalmente em relação às abelhas. Visto isso, este estudo teve por objetivo analisar o intestino de operárias adultas de A. mellifera tolerantes ao neonicotinóide tiametoxam, verificando os efeitos que um segundo neonicotinóide, o imidacloprido. Analisando quais mudanças e prejuízos o imidacloprido poderia causar na estrutura da cromatina e modificações morfológicas a fim de constatar uma possível tolerância cruzada destes insetos aos diferentes inseticidas. Os bioensaios foram realizados com operárias adultas de A. mellifera tolerantes e não tolerantes ao tiametoxam, expostas via oral ao inseticida imidacloprido por meio de xarope base, em três concentrações 3,34x10-4 g i.a./mL; 5x10,-4 g i.a./mL; 6,72x10-4 g i.a./mL. As abelhas foram colocadas em frascos de vidro com capacidade volumétrica de 2L, e submetidas a exposição oral de imidacloprido por 24, 48 e 72 horas. Após os tratamentos com imidacloprido, operárias sobreviventes dos dois grupos de cada tratamento e período foram anestesiadas a frio, dissecadas, para extração dos intestinos, que foram prensados em lâminas e lamínulas, em ácido acético 45% e congelados em nitrogênio líquido. Em seguida as amostras foram processadas e coradas para análise de CEC sob microscopia de luz. Os valores de CEC nas abelhas tolerantes para todas as concentrações e períodos foram maiores que o controle 0,10 mol/L, com exceção da concentração 5x10-4no período de 24 horas, que apresentou valor CEC de 0,08 mol/L. Nas concentrações que obtiveram valores maiores que o controle, é possível inferir houve uma maior condensação da cromatina e menor expressão gênica. Já a amostra que apresentou valor menor que o controle indica diminuição da condensação da cromatina podendo então inferir um aumento da expressão gênica. A análise dos valores de CEC para o grupo de abelhas que não possuía a tolerância, os valores em sua maioria, ficou abaixo do valor controle, mostrando uma provável maior concentração da cromatina. A avaliação morfológica do intestino médio das abelhas analisadas para os dois grupos mostrou desorganização epitelial, modificações no formato das células digestivas, formação de ninhos de regeneração. A degradação ou má formação das células digestivas e regenerativas implica no bom desenvolvimento e sobrevivência da abelha. Tais resultados acabam mostrando que mesmo tendo tolerância a um tipo de neonicotinóide, outro inseticida da mesma classe ainda pode oferecer riscos com a contaminação.
Palavras-chave Neonicotinoide, Apis mellifera, contaminação-cruzada.
Title
Abstract Apis mellifera bees, known as honeybees, are bred on a large scale for the production of honey, wax, propolis, royal jelly, among other products. These social insects also perform the ecosystem service of pollination, essential for the reproduction of flowering plants (Angiosperms). About 75% of agricultural crop species depend on animal pollination, especially bees. A decline in this ecosystem service could potentially reduce agricultural yields by as much as 40%. Currently, there is a great dependence on agrochemicals for crop management and pest control in agriculture, which can directly or indirectly cause impacts on pollinators, especially bees. Among agrochemicals, we highlight systemic insecticides such as neonicotinoids, which are widely used among farmers. However, they are agrochemicals with prolonged permanence in plant tissues, and with action on the nervous system of target and non-target insects, generating concerns, especially in relation to bees. Therefore, this study aimed to analyze the intestine of adult workers of A. mellifera tolerant to the neonicotinoid thiamethoxam, verifying the effects of a second neonicotinoid, imidacloprid. Analyzing what changes and damages imidacloprid could cause in the chromatin structure and morphological changes in order to verify a possible cross-tolerance of these insects to different insecticides. The bioassays were performed with adult workers of A. mellifera tolerant and non-tolerant to thiamethoxam, exposed orally to the insecticide imidacloprid through base syrup, in three concentrations 3,34x10-4 g a.i./mL; 5x10,-4 g a.i./mL; 6,72x10-4 g a.i./mL The bees were placed in glass vials with a volumetric capacity of 2L, and subjected to oral exposure to imidacloprid for 24, 48 and 72 hours. After treatments with imidacloprid, surviving workers from both groups of each treatment and period were cold anesthetized, dissected, for extraction of the intestines, which were pressed on slides and coverslips in 45% acetic acid and frozen in liquid nitrogen. Then the samples were processed and stained for SCC analysis under light microscopy. The CEC values in tolerant bees for all concentrations and periods were higher than the 0.10 mol/L control, except for the 5x10-4 concentration in the 24 hour period, which showed a CEC value of 0.08 mol/L. In concentrations that obtained values higher than the control, it is possible to infer that there was a greater condensation of chromatin and less gene expression. The sample that showed a lower value than the control indicates a decrease in chromatin condensation, which can then infer an increase in gene expression. The analysis of the CEC values for the group of bees that did not have the tolerance, the values for the most part, were below the control value, showing a probable higher concentration of chromatin. The morphological evaluation of the midgut of the bees analyzed for the two groups showed epithelial disorganization, changes in the shape of digestive cells, formation of regeneration nests. The degradation or malformation of digestive and regenerative cells, implies the good development and survival of the bee. Such results end up showing that even having tolerance to a type of neonicotinoid, another insecticide of the same class can still pose risks with contamination.
Key-words Neonicotinoid, Apis mellifera, cross-contamination.
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