EFEITO DA SUPLEMENTAÇÃO DE ZINCO NO PERFIL PROTEÔMICO E METALÔMICO DA GELEIA REAL E NO TRANSCRIPTOMA DE ABELHAS Apis mellifera L.

RESUMO

As abelhas A. mellifera possuem necessidades específicas de nutrientes para que possam desenvolver todo o seu potencial produtivo e reprodutivo, visando a sobrevivência e manutenção da colônia. Neste projeto avaliamos duas fontes de zinco (orgânico e inorgânico), em diferentes concentrações e seus reflexos no perfil metaloproteômico da geleia real e no transcriptoma de abelhas com 6 dias de idade. Foram utilizadas 35 colônias de abelhas A. mellifera, distribuídas aleatoriamente nos seguintes tratamentos (05 colmeias por tratamento) controle xarope de açúcar sem suplementação de zinco; ZNI25 xarope de açúcar suplementado com 25 ppm de Zn inorgânico; ZNI50 xarope de açúcar suplementado com 50 ppm de Zn inorgânico; ZNI75 xarope de açúcar suplementado com 75 ppm de Zn inorgânico; ZNO25 xarope de açúcar suplementado com 25 ppm de Zn orgânico; ZNO50 xarope de açúcar suplementado com 50 ppm de Zn orgânico; ZNO75 xarope de açúcar suplementado com 75 ppm de Zn orgânico. A fonte de zinco inorgânico foi o sulfato de zinco monohidratado (37,4% de zinco) e a fonte orgânica de zinco metionina (16% de zinco), diluída em xarope de açúcar. Os níveis reais de zinco foram determinados por espectrometria de absorção atômica (FAAS). As abelhas A. mellifera recém-emergidas foram marcadas ao final de 30 dias de suplementação com caneta atóxica, na região pronoto e suas coletas para análise do transcriptoma foram realizadas aos 6 dias de idade em sua fase de nutriz, com exatamente 36 dias de experimento. Para a análise do metaloproteoma da geleia real, foi induzido a produção de geleia real pelo método de transferência de larvas. Assim que coletada, o teor proteico das amostras era mensurado por espectrômetro de UV visível, as proteínas eram separadas pela eletroforese bidimensional (2D page) e as metaloproteínas separadas por espectrômetro de absorção atômica. Todas as funções biológicas associadas as metaloproteínas que continham zinco foram identificados por espectrômetro de absorção atômica. Nossos resultados sugerem que as menores concentrações de zinco orgânico (ZNO 25) alteram o maior número de expressão diferencial de proteínas da geleia real e também aumentam a concentração proteica das amostras. Em relação as análises do transcriptoma, nossos resultados sugerem que os maiores níveis de zinco inorgânico (ZNI 75) alteram a maior via de genes relacionados a importantes processos fisiológicos, entretanto, somente as menores concentrações de zinco de fonte orgânica (ZNO25) apresentaram grande aumento de genes diferencialmente expressos quando relacionados ao grupo controle (ZN0).

ABSTRACT

A. mellifera bees have specific nutrient needs so that they can develop their full productive and reproductive potential, aiming at colony survival and maintenance. In this project, we evaluated two sources of zinc (organic and inorganic), at different concentrations and their effects on the metalloproteomic profile of royal jelly and the transcriptome of 6-day-old bees. Thirty-five colonies of A. mellifera bees were used, randomly distributed in the following treatments (05 hives per treatment) control sugar syrup without zinc supplementation; ZNI25 sugar syrup supplemented with 25 ppm inorganic Zn; ZNI50 sugar syrup supplemented with 50 ppm inorganic Zn; ZNI75 sugar syrup supplemented with 75 ppm inorganic Zn; ZNO25 sugar syrup supplemented with 25 ppm organic Zn; ZNO50 sugar syrup supplemented with 50 ppm organic Zn; ZNO75 Sugar syrup supplemented with 75 ppm organic Zn. The inorganic zinc source was zinc sulfate monohydrate (37.4% zinc) and the organic zinc source methionine (16% zinc), diluted in sugar syrup. Actual zinc levels were determined by atomic absorption spectrometry (FAAS). The newly emerged A. mellifera bees were tagged at the end of 30 days of supplementation with a non-toxic pen, in the pronotum region, and their collections for transcriptome analysis were carried out at 6 days of age in their nursing phase, with exactly 36 days of the experiment. . For the analysis of the royal jelly metalloproteome, royal jelly production was induced by the larval transfer method. Once collected, the protein content of the samples was measured by a visible UV spectrometer, the proteins were separated by two-dimensional electrophoresis (2D page) and the metalloproteins were separated by an atomic absorption spectrometer. All biological functions associated with zinc-containing metalloproteins were identified by an atomic absorption spectrometer. Our results suggest that the lower concentrations of organic zinc (ZNO 25) alter the greater number of differential expressions of royal jelly proteins and also increase the protein concentration of the samples. Regarding the transcriptome analyses, our results suggest that the highest levels of inorganic zinc (ZNI 75) alter the largest pathway of genes related to important physiological processes, however, only the lowest concentrations of zinc from an organic source (ZNO25) showed a large increase of differentially expressed genes when related to the control group (ZN0)