Epigenetic modifications and their relation to caste and sex determination and adult division of labor in the stingless bee Melipona scutellaris

Abstract Stingless bees of the genus Melipona, have long been considered an enigmatic case among social insects for their mode of caste determination, where in addition to larval food type and quantity, the genotype also has a saying, as proposed over 50 years ago by Warwick E. Kerr. Several attempts have since tried to test his Mendelian two-loci/two-alleles segregation hypothesis, but only recently a single gene crucial for sex determination in bees was evidenced to be sex-specifically spliced and also caste-specifically expressed in a Melipona species. Since alternative splicing is frequently associated with epigenetic marks, and the epigenetic status plays a major role in setting the caste phenotype in the honey bee, we investigated here epigenetic chromatin modification in the stingless bee Melipona scutellaris. We used an ELISA-based methodology to quantify global methylation status and western blot assays to reveal histone modifications. The results evidenced DNA methylation/demethylation events in larvae and pupae, and significant differences in histone methylation and phosphorylation between newly emerged adult queens and workers. The epigenetic dynamics seen in this stingless bee species represent a new facet in the caste determination process in Melipona bees and suggest a possible mechanism that is likely to link a genotype component to the larval diet and adult social behavior of these bees.

Correlation between yield components in F6 soybean progenies derived from seven biparental crosses / Correlação entre caracteres em progênies F6 de soja provenientes de sete cruzamentos biparentais

Breeding programs strive to obtain cultivars with superior traits. The association between these characters, such as those estimated by correlation coeficients, are important to the breeding selection process. In this study we analyzed phenotypic and genotypic correlations between yield and other agronomic traits in soybean progenies derived from various crosses to support breeding line selection in the soybean breading program of the Federal University of Uberlandia (UFU). The experiment was carried out in the 2011/2012 growing season at the Capim Branco research station in Uberlandia, Minas Gerais, Brazil. Seventy-one soybean lines were evaluated using a randomized complete block design with three replications. In these plots plants were evaluated for the number of pods, grain yield per plant, number of days for flowering, plant height at flowering, number of days for maturity, plant height at maturity, height of the first pod insertion, number of grains per pod and grain yield per plant. The estimates for genotypic correlations were equal or greater than those for the phenotypic correlations for all the evaluated traits. This suggests a small effect of environmental factors on the trait expression. An exception of this behavior was the correlation between plant height at flowering and plant height at maturity. In this case, although the signs for the genotypic and phenotypic correlations were the same, the value for the last was greater than that for the former. The late flowering and late-maturing plants were taller. Also, selecting plants for higher number of pods ultimately contributed for the selection of plants with higher grain yield. The selection of late-flowering and late-maturing plants have yielded taller plantsin the same way that the selection for a higher pod number could promote the selection and improvement of grains yield trait.

O objetivo dos programas de melhoramento genético de qualquer cultura é a obtenção de cultivares que superem com vantagens as pré-existentes. Desse modo, o conhecimento das relações entre caracteres, tais como estimadas pelas correlações, tem apresentado grande importância para o sucesso dos processos de seleção no melhoramento. Os objetivos deste estudo foram avaliar as correlações fenotípicas e genotípicas entre caracteres agronômicos de linhagens de soja oriundas de diferentes cruzamentos, visando fornecer subsídios para fins de seleção a ser adotado no programa de melhoramento genético de soja da Universidade Federal de Uberlândia. O experimento foi conduzido em uma área experimental localizada na Fazenda Capim Branco, pertencente à Universidade Federal de Uberlândia, no município de Uberlândia, Minas Gerais, na safra 2011/2012. Foram avaliados 71 linhagens de soja em delineamento de blocos completos casualisados com três repetições. Avaliaram-se os caracteres: número total de vagens, produção de grãos por planta, número de dias para o florescimento, altura da planta no florescimento, número de dias para maturidade, altura da planta na maturidade, altura de inserção de primeira vagem, número de grãos por vagem e produção de grãos por planta. Para todos os caracteres, com exceção da correlação entre altura da planta no florescimento e maturidade em que a apesar de apresentarem mesma direção, a magnitude da correlação fenotípica superou a correlação genotípica, as correlações genotípicas foram superiores as fenotípicas e de igual sinal, indicando menor influência do ambiente na expressão dos caracteres. A seleção de plantas mais tardias no florescimento e maturidade, resulta em plantas mais altas nesses estádios de desenvolvimento, bem como a seleção de plantas com maior número de vagens favorece a seleção e melhoramento para o caractere produção de grãos por planta.

Aspectos fisiológicos e bioquímicos de cultivares de soja submetidos a déficit hídrico induzido por PEG 6000 / Phisiological and biochemical aspects of soybean cultivars submitted to water deficit induced by PEG 6000

Na cultura da soja, o déficit hídrico é um dos fatores limitantes à obtenção da máxima produtividade. A identificação de genótipos com capacidade de tolerância à seca é fundamental para a solução desse problema. Objetivou-se, neste trabalho, analisar a qualidade fisiológica e as respostas bioquímicas de cultivares de soja (MG/BR 46 Conquista, UFUS Carajás, UFUS Impacta, UFUS Riqueza e UFUS Xavante) submetidas ao estresse hídrico com soluções de PEG 6000 em diferentes níveis de potencial osmótico (0; -0,1; -0,2; -0,3 e -0,4 MPa). Avaliou-se a qualidade fisiológica das cultivares por meio dos testes de comprimento de plântulas e biomassa fresca e seca de plântulas. As respostas bioquímicas foram avaliadas pela detecção do ácido indol-acético, pelo conteúdo de sacarose e pelo transporte de água nas plântulas. A cultivar UFUS Riqueza apresentou os melhores desempenhos nos testes de qualidade fisiológica, conteúdo de sacarose, absorção e velocidade de absorção de água em plântulas. A cultivar UFUS Xavante mostrou a maior concentração de AIA e o maior massa de plântulas no teste de transporte de água.

In soybean culture water deficit is one of the most limiting factors to the maximum yield obtained. Genotypes identification with drought tolerance capacity is fundamental to solve this problem. The objective in this paper was analyze the physiological quality and physiological and biochemical responses of soybeans cultivars (MG/BR 46 Conquista, UFUS Carajás, UFUS Impacta, UFUS Riqueza and UFUS Xavante) submitted to water stress with PEG 6000 solutions in different levels of osmotic potentials (0; -0,1; -0,2; -0,3 and -0,4 MPa). Physiological quality of cultivars were evaluated by seedling length test and fresh and dry biomass. The biochemical responses were evaluated by detection of indol-acetic acid (IAA), by saccharose content and seedling water transportation. UFUS Riqueza presented the best performance in physiological quality tests, saccharose content, absorption and water absorption velocity in seedling. UFUS Xavante showed the highest IAA's concentration and the greater weight of seedling in water transportation test.