Transcript levels of ten caste-related genes in adult diploid males of Melipona quadrifasciata (Hymenoptera, Apidae): a comparison with haploid males, queens and workers

In Hymenoptera, homozygosity at the sex locus results in the production of diploid males. In social species, these pose a double burden by having low fitness and drawing resources normally spent for increasing the work force of a colony. Yet, diploid males are of academic interest as they can elucidate effects of ploidy (normal males are haploid, whereas the female castes, the queens and workers, are diploid) on morphology and life history. Herein we investigated expression levels of ten caste-related genes in the stingless bee Melipona quadrifasciata, comparing newly emerged and 5-day-old diploid males with haploid males, queens and workers. In diploid males, transcript levels for dunce and paramyosin were increased during the first five days of adult life, while those for diacylglycerol kinase and the transcriptional co-repressor groucho diminished. Two general trends were apparent, (i) gene expression patterns in diploid males were overall more similar to haploid ones and workers than to queens, and (ii) in queens and workers, more genes were up-regulated after emergence until day five, whereas in diploid and especially so in haploid males more genes were down-regulated. This difference between the sexes may be related to longevity, which is much longer in females than in males.

Variation and genetic structure of Melipona quadrifasciata Lepeletier (Hymenoptera, Apidae) populations based on ISSR pattern

For a study of diversity and genetic structuring in Melipona quadrifasciata, 61 colonies were collected in eight locations in the state of Minas Gerais, Brazil. By means of PCR analysis, 119 ISSR bands were obtained, 80 (68 percent) being polymorphic. He and H B were 0.20 and 0.16, respectively. Two large groups were obtained by the UPGMA method, one formed by individuals from Januária, Urucuia, Rio Vermelho and Caeté and the other by individuals from São João Del Rei, Barbacena, Ressaquinha and Cristiano Otoni. The Φst and θB values were 0.65 and 0.58, respectively, thereby indicating high population structuring. UPGMA grouping did not reveal genetic structuring of M. quadrifasciata in function of the tergite stripe pattern. The significant correlation between dissimilarity values and geographic distances (r = 0.3998; p < 0.05) implies possible geographic isolation. The genetic differentiation in population grouping was probably the result of an interruption in gene flow, brought about by geographic barriers between mutually close geographical locations. Our results also demonstrate the potential of ISSR markers in the study of Melipona quadrifasciata population structuring, possibly applicable to the studies of other bee species.

Genetic variability of native populations of Wasmannia Forel (Hymenoptera: Formicidae) and their biogeographical implications / Variabilidade genética de populações nativas de espécies de Wasmannia Forel (Hymenoptera: Formicidae) e suas implicações biogeográficas

Wasmannia auropunctata (Roger) and Wasmannia rochai Forel are economically important ants in the Southeast and Southwest regions of Bahia State, Brazil. Randomly Amplified Polymorphic DNA (RAPD) markers were used to distinguish and analyze the genetic variability of populations of both species from Ilhéus, Jequié, BA and French Guyana. The genetic distances among W. auropunctata and W.rochai populations (55.8-71.4 percent) suggest genetic differentiation among them. Wasmannia auropunctata populations from sugarcane and banana plantations in Jequié were the most distant genetically (30.1-46.3 percent) and may represent populations restricted to isolated fragments. The high genetic distances among W. auropunctata populations from CEPLAC experimental areas, in Ilhéus (26.8-34.6 percent) and the other populations from Ilhéus (23.3-40.8 percent), suggest a multicolonial structure of W. auropunctata in southeast Bahia. The genetic proximity among the W. auropunctata populations from cocoa (14.1 percent) and coconut plantations (18.5 percent) in Ilhéus with the populations from the French Guyanan forests suggest that there was recent and large expansion of populations derived from a single population, that are today distributed in habitats with similar environmental characteristics. The high polymorphism and the estimated heterozygosity values for the two species suggest that we studied native W. auropunctata and W.rochai populations.

Wasmannia auropunctata (Roger) e Wasmannia rochai Forel são duas formigas economicamente importantes no Sudeste e Sudoeste da Bahia. Marcadores de RAPD (polimorfismo de DNA amplificado ao acaso) foram utilizados para distinguir e analisar a variabilidade genética de populações de ambas as espécies, provenientes de Ilhéus e Jequié, BA, e da Guiana Francesa. As distâncias genéticas entre populações de W. auropunctata e W.rochai (55,8-71,4 por cento) evidenciam a diferenciação genética entre elas. As populações de W. auropunctata presentes em canaviais e bananais de Jequié mostraram-se geneticamente mais distantes (30,1-46,3 por cento), podendo representar populações restritas a fragmentos isolados. As elevadas distâncias genéticas entre as populações de W. auropunctata das áreas experimentais da CEPLAC, em Ilhéus (26,8-34,6 por cento), assim como as demais populações de Ilhéus (23,3-40,8 por cento), sugerem uma estrutura multicolonial de W. auropunctata no Sudeste da Bahia. A proximidade genética entre as populações de W. auropunctata dos cacauais (14,1 por cento) e coqueirais de Ilhéus (18,5 por cento) com as populações de floresta da Guiana Francesa sugere que houve expansão grande e recente de populações oriundas de uma única população a partir de um centro não-determinado, estando hoje distribuídas em habitats com características ambientais semelhantes. O elevado polimorfismo e os valores das heterozigosidades estimadas para as duas espécies sugerem que foram analisadas populações nativas de ambas as espécies.

Genetic similarity among Agistemus pallinii Matioli et al (Acari: Stigmaeidae) found in citrus orchards in Viçosa, Minas Gerais State, Brazil / Similaridade genética entre Agistemus pallinii Matioli et al (Acari: Stigmaeidae) encontrados em pomares de citros em Viçosa, MG

Stigmaeidae are very important predators of mite and insect pests on several crops in Brazil. It is considered the second most important family of predatory mites in citrus orchards in Brazil. However, their identification, especially that of the members of the genus Agistemus, is rather difficult based only on morphology. Hence, this study describes the use of random amplified polymorphic DNA (RAPD-PCR) markers to determine the genetic similarity of an Agistemus pallinii Matioli et al population found in 2004 in a citrus orchard in Viçosa, Minas Gerais State, Brazil, preying on Panonychus citri (McGregor). Amplifi cations were performed with 12 random primers (OPAA8, OPAA19, OPAB1, OPAB5, OPAB18, OPAC9, OPAC17, OPAC19, OPAD10, OPAE9, OPAE12 and OPAE17), which generated 119 bands, with 53.8 percent polymorphism. The coefficients of genetic similarity among the individuals ranged from 0.68 to 0.99, indicating a high genetic similarity among them. The 3D projection analysis clustered the majority of individuals confirming their high similarity. Though individuals of A. pallinii are minute (± 360 µm long), the PCR-RAPD technique can still be used for their identification, complementing morphological analyses or for comparison of populations collected in different geographic regions. This is the first molecular study carried out with stigmaeid mites.

Stigmaeidae são importantes predadores de ácaros e insetos pragas em várias culturas no Brasil. Essa família é considerada a segunda mais importante de ácaros predadores em citros no Brasil. Entretanto, o status taxonômico desses ácaros, principalmente do gênero Agistemus, é difícil de ser analisado com base em caracteres morfológicos. Assim, este trabalho descreve o uso de marcadores polimórfi cos amplificados ao acaso (PCR-RAPD) para investigar a similaridade genética de uma população de Agistemus pallinii Matioli et al encontrada em 2004 em pomar de citros em Viçosa, MG, predando Panonychus citri (McGregor). As amplificações foram realizadas com 12 iniciadores randômicos (OPAA8, OPAA19, OPAB1, OPAB5, OPAB18, OPAC9, OPAC17, OPAC19, OPAD10, OPAE9, OPAE12 e OPAE17), os quais geraram 119 bandas, sendo 53,8 por cento polimórficas. Os coeficientes de similaridade genética entre os indivíduos variaram de 0,68 a 0,99, indicando alta similaridade entre eles. A análise de projeção gráfica 3D mostrou que a maioria dos indivíduos analisados formou um único grupo, confirmando a alta similaridade genética entre os mesmos. Assim, mesmo considerando o pequeno tamanho de A. pallinii (± 360 µm), a técnica de PCR-RAPD pode ser utilizada para a sua identificação, em suporte às análises morfológicas ou em comparações de populações coletadas em diferentes regiões geográficas. O presente trabalho representa o primeiro estudo molecular realizado com ácaros da família Stigmaeidae.

RAPD variation within and among species of Melittobia Westwood (Hymenoptera: Eulophidae)

O gênero Melittobia Westwood compreende várias espécies de microparasitóides, das quais apenas duas foram registradas no Brasil até agora: M. australica Girault e M. hawaiiensis Perkins. Entretanto, essas espécies são de difícil identificação através de métodos taxonômicos tradicionais. No presente trabalho, marcadores moleculares amplificados ao acaso (PCR-RAPD) foram utilizados com o objetivo de se discriminar as duas espécies e, ao mesmo tempo, analisar a variabilidade genética em populações de M. australica. A maioria dos fragmentos gerados foi espécie-específicos estando presente em todos os indivíduos de uma espécie e ausente nos indivíduos da outra espécie, demonstrando a adequação dessa técnica na distinção das espécies de Melittobia estudadas. A técnica de PCR-RAPD também demonstrou que os indivíduos das diferentes populações estudadas são muito semelhantes entre si, o que pode ser atribuído ao efeito fundador e/ou a grande capacidade de dispersão dessas populações. As distâncias genéticas dentro (D = 1,19-3,54%) e entre as populações (D = 1,93-5,28%) de M. australica apresentaram valores muito baixos, refletindo a reduzida variação genética existente nas populações dessa espécie.