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Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/34809
Tipo: Tese
Título: Efeito de agroquímicos sobre a microbiota intestinal de abelhas
Título(s) alternativo(s): Effect of agrochemicals on the intestinal microbiota of bees
Autor(es): Soares, Kilmer Oliveira
Primeiro Orientador: Oliveira, Celso José Bruno de
Primeiro Coorientador: Rodrigues, Adriana Evangelista
Segundo Coorientador: Hale, Vanessa L.
Resumo: Apesar das abelhas serem responsáveis por garantir a estabilidade ecológica de inúmeros ambientes, são suscetíveis a várias atividades antrópicas que podem resultar na extinção das espécies devido à degradação ambiental, como por exemplo, o uso de agroquímicos. As abelhas africanizadas (Apis mellifera scutellata x spp.) desempenham um papel significativo na comercialização de produtos derivados da apicultura no Brasil. No entanto, muito pouco se conhece sobre essas abelhas, uma vez que se originaram recentemente no Brasil (1956), através de cruzamento acidental envolvendo algumas abelhas europeias (Apis mellifera spp.) e africanas (Apis mellifera scutellata). Considerando o papel fundamental da microbiota intestinal das abelhas para a saúde e, consequentemente, polinização dos diversos biomas, essa tese objetiva investigar a composição da microbiota intestinal de abelhas africanizadas relativamente a abelhas europeias e africanas, além de avaliar, experimentalmente, alterações da microbiota associados à exposição a agroquímicos. O capítulo 1 (The honey bee gut microbiome: a review from the perspective of bees threatened by agrochemicals) trata de uma revisão sobre o microbioma intestinal de abelhas e suas alterações associadas ao uso de agroquímicos. No Capítulo 2 (Africanized honey bees (Apis mellifera scutellata x spp.) gut microbiota: is it similar to African or European bees?), apresentamos uma avaliação comparativa in sílico, utilizando dados de sequenciamento do gene RNAr 16S de 126 amostras intestinais de abelhas européias (n=34), africanas (n=82) e africanizadas (n=10). Os resultados demonstraram que a microbiota intestinal de abelhas africanizadas tem maior similaridade àquela das abelhas europeias, embora a abundância relativa do gênero Snodgrassella foi maior em abelhas africanizadas e africanas em comparação com abelhas européias. O gênero Gilliamella foi mais abundante em abelhas africanizadas em comparação com abelhas africanas. O capítulo 3 (Tetracycline exposure alters key gut microbiota in africanized honey bees (Apis mellifera scutellata x spp.) objetivou avaliar, experimentalmente, o efeito da exposição ao antibiótico tetraciclina sobre a microbiota intestinal de abelhas africanizadas. Amostras (DNA total do intestino) de abelhas do grupo controle (CON: alimentadas diariamente com xarope (10 g) composto por uma solução 1:1 de açúcar demerara e água, além de uma dieta protéica sólida (10 g) composta por 60% de extrato de soja e 40% de xarope de açúcar) e do grupo exposto (TET: alimentadas de forma idêntica ao CON, mas com a adição de cloridrato de tetraciclina na dose de 450 μg/g ao xarope de açúcar) foram obtidas de cada grupo antes (dia 0) e após a exposição à tetraciclina (dias 3, 6 e 9). Após sequenciamento da região V3-V4 do gene 16S rRNA em Illumina MiSeq, e processamento através do QIIME2 e DADA2, os resultados demonstraram diferenças significativas na composição (Jaccard) e na diversidade (Shannon) da microbiota intestinal, sendo tais diferenças cada vez mais acentuadas conforme maior o tempo de exposição. TET reduziu a abundância relativa de Bombella e Fructobacillus, juntamente com a diminuição da microbiota essencial, como Snodgrassella, Gilliamella, Rhizobiaceae e Apibacter. Como esses microrganismos são críticos para o metabolismo de nutrientes e defesa de patógenos, é possível que a diminuição deles possa afetar negativamente a saúde das abelhas. O Capítulo 3 (The effects of zinc and laboratory emerge date on honey bee gut microbiota) refere-se à um estudo experimental sobre o efeito do zinco sobre a microbiota de abelhas européias. O zinco é frequentemente encontrado no escoamento agrícola, uma vez que é usado em fertilizantes, inseticidas e aditivos alimentares. Estudos sobre os supostos efeitos do zinco na saúde das abelhas são, no entanto, escassos. Neste estudo, as abelhas foram expostas a sete concentrações de zinco (0, 50, 100, 250, 500 ou 1000 mg/L). A sobrevivência foi apenas minimamente impactada (>89% de sobrevivência) em concentrações de zinco até 100 mg/L. Para avaliar os efeitos do zinco na microbiota intestinal, as abelhas foram expostas a concentrações de 5 ou 100 mg/L de zinco. Amostras de intestino foram coletadas antes (dia 0) e após exposição (dias 3, 6 e 9). O conteúdo abdominal foi submetido à extração de DNA e sequenciamento da região V3-V4 do gene 16S rRNA (V3-V4) em um Illumina MiSeq. As sequências foram filtradas e processadas através de QIIME2 e DADA2. Apesar da exposição ao zinco ter efeitos mínimos nas concentrações de DNA bacteriano e contagens absolutas microrganismos, foi observada diferença significativa nas concentrações entre os diferentes dias de emergência (momento que a abelha emerge do favo de cria). Nessa situação, observou se diminuição das concentrações bacterianas. Diferenças significativas na diversidade e abundância taxonômicas foram observadas em abelhas expostas à maior concentração de zinco (100 mg/L), no qual observou-se redução de vários táxons benéficos (Lactobacillus, Rhizobiaceae, Gilliamella) e aumento de Paenibacillus, um táxon potencialmente patogênico. Os resultados indicam que a exposição ao zinco, mesmo em níveis relativamente baixos, pode comprometer a saúde das abelhas, mesmo que a sobrevivência não seja drasticamente afetada.
Abstract: Although bees are responsible for ensuring the ecological stability of numerous environments, they are susceptible to various human activities that can result in the extinction of species due to environmental degradation, such as the use of agrochemicals. Africanized bees (Apis mellifera scutellata x spp.) play a significant role in the commercialization of beekeeping products in Brazil. However, very little is known about these bees, since they originated recently in Brazil (1956), through accidental crossing involving some European (Apis mellifera spp.) and African (Apis mellifera scutellata) bees. Considering the fundamental role of the intestinal microbiota of bees for health and, consequently, pollination of the various biomes, this thesis aims to investigate the composition of the intestinal microbiota of Africanized bees in relation to European and African bees, in addition to evaluating, experimentally, changes in the microbiota associated with exposure to agrochemicals. Chapter 1 (The honey bee gut microbiome: a review from the perspective of bees threatened by agrochemicals) deals with a review of the intestinal microbiome of bees and its changes associated with the use of agrochemicals. In Chapter 2 (Africanized honey bees (Apis mellifera scutellata x spp.) gut microbiota: is it similar to African or European bees?), we present a comparative evaluation in silico, using 16S rRNA gene sequencing data from 126 bee intestinal samples European (n=34), African (n=82) and Africanized (n=10). The results demonstrated that the intestinal microbiota of Africanized bees is more similar to that of European bees, although the relative abundance of the genus Snodgrassella was higher in Africanized and African bees compared to European bees. The genus Gilliamella was more abundant in Africanized bees compared to African bees. Chapter 3 (Tetracycline exposure alters key gut microbiota in africanized honey bees (Apis mellifera scutellata x spp.) aimed to experimentally evaluate the effect of exposure to the antibiotic tetracycline in Africanized bees. (CON: fed daily with syrup (10 g) composed of a 1:1 solution of demerara sugar and water, plus a solid protein diet (10 g) composed of 60% soy extract and 40% sugar syrup) and exposed group (TET: fed identically to CON, but with the addition of tetracycline hydrochloride at a dose of 450 μg/g to sugar syrup) were obtained from each group before (day 0) and after exposure to tetracycline (days 3, 6 and 9) After sequencing the V3-V4 region of the 16S rRNA gene in Illumina MiSeq, and processing through QIIME2 and DADA2, the results showed significant differences in the composition (Jaccard) and diversity (Shannon) of the microbiota intestinal, sen such differences become more accentuated as the exposure time increases. TET reduced the relative abundance of Bombella and Fructobacillus, along with a decrease in essential microbiota such as Snodgrassella, Gilliamella, Rhizobiaceae and Apibacter. As these microorganisms are critical for nutrient metabolism and pathogen defense, it is possible that their decrease could negatively affect bee health. Chapter 3 (The effects of zinc and laboratory emerge date on honey bee gut microbiota) refers to an experimental study on the effect of zinc on the microbiota of European bees. Zinc is often found in agricultural runoff as it is used in fertilizers, insecticides and food additives. Studies on the supposed effects of zinc on bee health are, however, scarce. In this study, bees were exposed to seven concentrations of zinc (0, 50, 100, 250, 500 or 1000 mg/L). Survival was only minimally impacted (>89% survival) at zinc concentrations up to 100 mg/L. To evaluate the effects of zinc on the intestinal microbiota, the bees were exposed to concentrations of 5 or 100 mg/L of zinc. Gut samples were collected before (day 0) and after exposure (days 3, 6 and 9). Abdominal contents were subjected to DNA extraction and sequencing of the V3 V4 region of the 16S rRNA gene (V3-V4) on an Illumina MiSeq. Sequences were filtered and processed through QIIME2 and DADA2. Although exposure to zinc has minimal effects on bacterial DNA concentrations and absolute microorganism counts, a significant difference in concentrations was observed between the different days of emergence (moment that the bee emerges from the brood comb). In this situation, a decrease in bacterial concentrations was observed. Significant differences in taxonomic diversity and abundance were observed in bees exposed to the highest concentration of zinc (100 mg/L), in which a reduction of several beneficial taxa (Lactobacillus, Rhizobiaceae, Gilliamella) and an increase of Paenibacillus, a taxon potentially pathogenic. The results indicated that the exposure to zinc, even at relatively low levels, can negatively compromise bee health, even if survival is not drastically affected.
Palavras-chave: flora bacteriana de abelhas
subespécies de abelhas
tetraciclina
zinco
CNPq: CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal da Paraíba
Sigla da Instituição: UFPB
Departamento: Zootecnia
Programa: Programa de Pós-Graduação em Zootecnia
Tipo de Acesso: Acesso aberto
URI: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/34809
Data do documento: 28-Fev-2023
Aparece nas coleções:Centro de Ciências Agrárias (CCA) - Programa de Pós-Graduação em Zootecnia

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