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Thèse de Doctorat
DOI
10.11606/T.17.2016.tde-26082016-110015
Document
Auteur
Nom complet
Ígor Médici de Mattos
Adresse Mail
Unité de l'USP
Domain de Connaissance
Date de Soutenance
Editeur
Ribeirão Preto, 2016
Directeur
Jury
Soares, Ademilson Espencer Egea (Président)
Nicodemo, Daniel
Carvalho, Stephan Malfitano
Jong, David de
Simoes, Zila Luz Paulino
Titre en portugais
Estudo do melhoramento genético no sistema produtivo de pólen apícola e suas implicações na saúde das abelhas Apis mellifera L.
Mots-clés en portugais
Apis mellifera
estresse oxidative
inseminação instrumental
patógenos
Pólen
Resumé en portugais
A produção de pólen apícola vem experimentando uma rápida e empolgante expansão desde o final da década de 1990. Tal crescimento pode ser explicado pelo aumento do interesse popular em alimentos de alto valor nutricional, bem como outras inúmeras aplicações desse produto na produção animal. Atualmente em torno de 1.500 toneladas de pólen são produzidas anualmente em todo o mundo. Apesar da importância econômica, social e ecológica assumida por esse setor da cadeia produtiva apícola, poucos estudos vêm abordando o tema, desde o fim da década de 1960. Tal desinteresse científico fez com que diversos aspectos relacionados às técnicas de manejo mais adequadas permanecessem pouco entendidos ou até mesmo nunca validados. Como agravante, um acentuado declínio populacional vem sendo percebido nas espécies de polinizadores, em especial A. mellifera. Apesar da gravidade e recorrência, tal fenômeno ainda é pouco entendido. Inúmeros agentes parecem exercer algum tipo de influencia negativa na biologia e fisiologia das abelhas melíferas (pesticidas, patógenos, ectoparasitas e perda de habitat), porém nenhum desses fatores foi comprovadamente identificado como desencadeador. Hoje a hipótese emergente, mais aceita entre os pesquisadores da área, trata do possível efeito sinergístico desses fatores como possível desencadeador dessa síndrome. É nesse contexto que estudos relativos à sanidade dessas abelhas se tornaram essenciais para a conservação da espécie e de seus serviços ecológicos. O pólen como imunoefetor e mitigador do estresse oxidativo se tornou, portanto, uma das mais proeminentes alternativas para proteção das abelhas A. mellifera. A pesquisa teve como principal objetivo a obtenção de informações que propiciassem o melhoramento das práticas vigentes de produção de pólen apícola, além do melhor entendimento do efeito do pólen no sistema imunológico de abelhas melíferas (analisado através do estudo da prevalência de patógenos) e no sistema de defesa antioxidante desses insetos. Este estudo traz informações importantes sobre o desenvolvimento de um sistema produtivo de pólen apícola mais eficaz. A utilização de populações coloniais de tamanhos médios (entre 19.000 e 30.000 indivíduos), combinada com suplementação de carboidrato, foi capaz de produzir resultados produtivos vantajosos. Também concluímos que apiários de produção devem ser prioritariamente instalados em regiões de temperaturas tropicais (com menores amplitudes térmicas), cujo ponto de orvalho também é elevado (alta umidade média) e com períodos moderados de precipitação (porém com frequência regular). Também concluimos que o uso de rainhas inseminadas deve ser considerado pelos apicultores com o objetivo de melhorar a suas produções, uma vez que tal técnica é capaz de produzir resultados mais rápidos e potencialmente mais duradouros do que as técnicas de seleção unilaterais mais comumente usadas nos sistemas produtivos de pólen no Brasil. Os dados obtidos nessa pesquisa também nos mostram indícios de que a expressão relativa dos genes PRX5, SOD2 e GSTS4 respondem significativamente à exposição ao herbicida Paraquat. Por este motivo, novos estudos são necessários para elucidar a real possibilidade dos mesmos serem utilizados como marcadores biológicos para a intoxicação causada por esse herbicida. Modificações significativas também foram observadas na prevalência de patógenos como Nosema, DWV e SBV (quando abelhas foram expostas ao Paraquat). Essa pesquisa destaca os efeitos mitigativos do pólen na redução do estresse oxidativo causado pela exposição ao Paraquat. As taxas de sobrevivência, promovidas por dietas ricas em pólen, parecem também estar ligadas à regulação positiva de genes antioxidantes como os CYPs, SODs, VG e GSTs assim como a menores cargas de IAPV, Nosema sp, e espécies tripanosomatídeas. Este é um indicativo da eficácia do pólen como antioxidante e imunoefetor, assim como uma possível alternativa para a manutenção da saúde das abelhas no mundo todo.
Titre en anglais
Study of strategies for genetic improvement in bee pollen productive system, and analysis of the implications of pollen-rich diets on the honey bee (Apis mellifera L.)
Mots-clés en anglais
Apis mellifera
instrumental insemination
oxidative stress
pathogens
Pollen
Resumé en anglais
The demand for bee pollen has significantly increased in the last two decades. This growing consuption can be explained by the increasing incorporation of this product into human diets, as well as the efficiency of this product in improving livestock production. Currently around 1,500 tonnes of pollen are produced annually worldwide. Despite the economic, social and ecological importance assumed by this sector of the beekeeping industry chain, few studies have approached the subject since 1960. As a consequence of such scientific negligency, several aspects related to productive management remain poorly understood or even never validated. To make matters worse, a sharp population decline has been noticed in pollinator species, especially A. mellifera, since 2006. No single cause has been identified for these dramatic losses, but rather multiple interacting factors are likely responsible (such as pesticides, malnutrition, habitat loss, and pathogens). In this context, studies addressing the health of honey bees have become essential for the conservation of this pollinator as well as its ecological services. Thus, Pollen as imunoefetor and potencial source of antioxidants has became one of the most prominent alternatives for honey bees protection. This research aimed to obtain information able to foster the improvement of pollen production. We also tested the effects of a widely used herbicide on the physiology of honey bees, specifically focusing the effects of Paraquat on the expression of antioxidant-related genes. In doing so, we simultaneously identify the dynamics of pathogen prevalence when bees are exposed to different concentrations of Paraquat. Finally, we investigate the effect of pollen (added to the diet of tested bees) on both oxidative stress and pathogen loads. This study provides important information for the development of a more eficiente pollen productive system. The use of mid-sized swarms (e.g. 19,000 to 30,000 individuals) combined with carbohydrate supplementation is able to provide advantageous productive results. We also concluded that apiaries should prioritarily be settled in regions which present tropical weather (narrow temperature range), the humidity is high and the precipitation is frequent. We were able to conclude that the use of inseminated queens must be considered by beekeepers in order to improve their production, once this technique is able to produce result improvement faster than other unilateral breeding techniques. The data obtained in this study also showed us evidences that the relative expression of genes such PRX5, SOD2 and GSTS4 respond to exposure to the herbicide Paraquat. Therefore, further studies are required to better elucidate the real possibility of those antioxidante related genes to be applied as biological markers for intoxication produced by this herbicide. Significant changes were also observed in the found levels of pathogens such as Nosema, DWV and SBV (when bees were exposed to Paraquat). This research highlights the mitigating effects of pollen on reducing the oxidative stress caused by Paraquat exposure. Survival rates promoted by pollen-rich diets also seems to be linked to upregulation of genes such as CYPs, SODs, VG and GSTs, as well as reduced prevalence of IAPV, Nosema sp and tripanosomatyd species. This research sheds light into the antioxidant and imunoefetor effects of pollen as well as the promising use of those pollerich diets as alternative for improving honey bee's health.
 
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Date de Publication
2016-10-24
 
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