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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.11.2013.tde-17122013-084339
Document
Author
Full name
Fernanda Appel Müller
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Piracicaba, 2013
Supervisor
Committee
Cônsoli, Fernando Luis (President)
Nava, Dori Edson
Mui, Tsai Siu
Title in Portuguese
Microbiota intestinal de larvas e adultos de Anastrepha fraterculus (Wiedemann, 1830) (Diptera: Tephritidae): diversidade e efeito do alimento
Keywords in Portuguese
Fontes nutricionais
Microbioma
Tefritídeo
Trato digestivo
Abstract in Portuguese
Os microrganismos presentes no intestino de insetos podem desempenhar importantes funções na biologia de seus hospedeiros, como na nutrição, detoxificação de compostos de defesas das plantas, prevenção da infecção por patógenos e produção de semioquímicos importantes nas interações de insetos. O primeiro passo para entender as funções da microbiota do intestino na biologia de insetos consiste na identificação dessas comunidades. Neste trabalho, a diversidade de bactérias do intestino de larvas e adultos da mosca-das-frutas sul-americana, Anastrepha fraterculus (Wiedemann, 1830) (Diptera: Tephritidae), foi determinada por métodos baseados ou não no cultivo. O método baseado no cultivo foi utilizado no estudo da diversidade da microbiota de população de laboratório mantida em frutos de mamão, avaliando-se a diversidade presente no intestino de larvas e em duas regiões distintas do intestino de adultos, o papo e o intestino médio+posterior. A análise metagenômica pela avaliação de bibliotecas de 16S rDNA foi aplicada ao estudo da diversidade da microbiota associada a moscas oriundas de diferentes frutos hospedeiros (guabiroba, nêspera, maçã, mamão e pitanga). As análises por cultivo permitiram a identificação de 25 filotipos associados ao intestino de larvas e adultos, sendo a diversidade em larvas bem distinta daquela de adultos. Os Filos Actinobacteria, Bacteroidetes, Firmicutes e Proteobacteria foram representados por 10 famílias, sendo Enterobacteriaceae a mais abundante. Filotipo próximo à enterobacteriacea Cedecea davisae foi o único a ocorrer no intestino de larvas e papo e intestino de adultos. A análise metagenômica dos insetos obtidos em diferentes frutos hospedeiros estendeu a diversidade anteriormente identificada aos Filos Cyanobacteria, Deinococcus, Elusimicrobia, Planctomycetes e Verrucomicrobia. Novamente, Proteobacteria se destacou como o mais diverso. Esse estudo demonstrou que a comunidade microbiana associada ao intestino de A. fraterculus é inteiramente influenciado pelo fruto hospedeiro utilizado, sendo raros os filotipos compartilhados por insetos em diferentes frutos. A composição da microbiota do intestino do adulto é muito menos diversa do que a da larva, independentemente do fruto utilizado. Mas vários filotipos, como aqueles próximos a Acinetobacter bereziniae, Cedecea davisae, Comamonas koreensis, Enterobacter asburiae, Empedobacter brevis e Hydrogenophilus hirschii, além do parasita intracelular Wolbachia pipientis, mantiveram-se associadas ao intestino de larvas e adultos de A. fraterculus, mesmo após a metamorfose. A análise das comunidades bacterianas de A. fraterculus sugere que as variações em suas estruturas estão relacionadas ao substrato alimentar utilizado pelo inseto.
Title in English
Larva and adult gut microbiota of Anastrepha fraterculus (Wiedemann, 1830) (Diptera: Tephritidae): diversity and effects of the host fruit
Keywords in English
Digestive tract
Microbiome
Nutritional sources
Tephritid
Abstract in English
The microorganisms present in the insect gut can play important roles in the biology of their hosts such as nutrition, detoxification of compounds defenses of plants, preventing infection by pathogens and production of important semiochemicals in insect interactions. The first step to understanding the functions of the gut microbiota in insect biology is the identification of these communities. In this work, the diversity of gut bacteria in larvae and adult South American fruit fly, Anastrepha fraterculus (Wiedemann, 1830) (Diptera: Tephritidae) , were determined by methods based on the cultivation or not . The method based on the cultivation was used to study the microbial diversity of laboratory population maintained in papaya fruits, evaluating the diversity present in the gut of larvae and in two distinct regions of the intestine of adults, the crop and midgut + hindgut. The analysis of metagenomic libraries for evaluation of 16S rDNA was applied to the study of the diversity of the microbiota associated with fruit flies from different hosts (guabiroba , medlar , apple, papaya and pitanga). The analysis by cultivation allowed the identification of 25 phylotypes associated with the gut of larvae and adults, larvae diversity being quite different from that of adults. The phyla Actinobacteria, Bacteroidetes, Firmicutes and Proteobacteria were represented by 10 families, Enterobacteriaceae being the most abundant. Filotipo near Enterobacteriacea Cedecea davisae strains was the only one to occur in the gut of larvae and adult chat and intestine. The metagenomic analysis of insects obtained in different fruit hosts extended to the diversity previously identified phyla Cyanobacteria, Deinococcus, Elusimicrobia, Planctomycetes and Verrucomicrobia. Again, Proteobacteria stood out as the most diverse. This study showed that the microbial community associated with the intestine of A. fraterculus is entirely influenced by host fruit used are rare phylotypes shared by insects in different fruits. The composition of the gut microbiota in adults is far less diverse than the larvae, irrespective of the fruit used. But several phylotypes, such as those near Acinetobacter bereziniae, Cedecea davisae strains, Comamonas koreensis, Enterobacter asburiae, Empedobacter brevis and Hydrogenophilus hirschii, besides the intracellular parasite Wolbachia pipientis, remained attached to the gut of larvae and adults of A. fraterculus, even after metamorphosis. The analysis of bacterial communities of A. fraterculus suggests that variations in their structures are related to the food substrate used by the insect.
 
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Publishing Date
2014-01-08
 
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