Expressão de genes do sistema antioxidante de abelhas Apis mellifera expostas à agrotoxicos

Abstract

A agricultura moderna depende cada vez mais de agrotóxicos para combater pragas que prejudicam a produção agrícola. Prevê-se um aumento significativo no uso desses produtos, o que representa riscos crescentes para organismos não-alvo, como as abelhas. A presente dissertação foi dividida em dois artigos distintos: o primeiro abrange uma revisão sistemática, enquanto o segundo se concentra na análise da expressão gênica do sistema antioxidante de abelhas Apis mellifera. Para aprofundar a compreensão desses efeitos, foi realizada uma revisão sistemática das pesquisas existentes sobre os impactos potenciais dos agrotóxicos no sistema antioxidante de abelhas melíferas. O objetivo desta revisão foi elencar os trabalhos publicados entre os anos de 2020 a 2023, concentrando-se no efeito dos agrotóxicos no sistema antioxidante de abelhas melíferas, com foco nas enzimas CAT, SOD e GST. De todos os estudos avaliados predominantemente nos experimentos foram utilizadas doses letais deixando de lado as doses subletais que podem vir ser tão prejudiciais quanto doses mais elevadas, sendo os experimentos em quase suas totalidades realizados em laboratório, avaliando principalmente a exposição oral aos agrotóxicos. Mostrando a necessidade de executar pesquisas em campo e com diferentes tipos de exposição, para melhor compreensão dos efeitos dos agrotóxicos nas abelhas. Já a análise da expressão gênica, teve o objetivo de avaliar a toxicidade de diferentes de agrotóxicos no perfil de expressão gênica do sistema antioxidante de abelhas na fase de campeiras, por meio de análise de transcriptoma. Para isso, foram utilizadas abelhas com mais de 21 dias previamente marcadas e expostas, por contato ou ingestão, com a dose letal (DL50) e dose subletal (DL50/100) dos agrotóxicos, e avaliadas no período de uma e quatro horas de exposição. Dos 38 genes, até o momento descritos, que compõem o sistema antioxidante das abelhas, 18 apresentaram alterações em sua regulação após a exposição aos agrotóxicos utilizados no estudo. As abelhas expostas aos inseticidas (fipronil e imidaclopride) foram as abelhas que mais apresentaram alterações na regulação da expressão gênica, no período de uma e quatro hora de exposição por ingestão, por outro lado a exposição por contato em uma hora não apresentou resultados significativos e em quatro horas apenas dois genes tiveram alteração em seu perfil de expressão. Este fato sugere que os agrotóxicos testados são capazes de promover alterações no sistema antioxidante das abelhas Apis mellifera.

Modern agriculture increasingly relies on pesticides to combat pests that damage agricultural production. A significant increase in the use of these products is predicted, posing growing risks to non-target organisms such as bees. This dissertation has been divided into two separate articles: the first covers a systematic review, while the second focuses on gene expression analysis of the antioxidant system in Apis mellifera bees. To gain a deeper understanding of these effects, a systematic review of existing research on the potential impacts of pesticides on the antioxidant system of honey bees was carried out. The aim of this review was to list papers published between 2020 and 2023, focusing on the effect of pesticides on the antioxidant system of honey bees, with a focus on the enzymes CAT, SOD and GST. In all the studies evaluated, lethal doses were predominantly used in the experiments, leaving aside sublethal doses which can be just as harmful as higher doses, and almost all the experiments were carried out in the laboratory, evaluating mainly oral exposure to pesticides. This shows the need to carry out research in the field and with different types of exposure, in order to better understand the effects of pesticides on bees. The aim of the gene expression analysis was to evaluate the toxicity of different pesticides on the gene expression profile of the antioxidant system of bees in the brood stage, using transcriptome analysis. To do this, bees over 21 days old were previously marked and exposed, by contact or ingestion, to the lethal dose (LD50) and sublethal dose (LD50/100) of the pesticides, and evaluated within one and four hours of exposure. Of the 38 genes described so far that make up the antioxidant system of bees, 18 showed changes in their regulation after exposure to the pesticides used in the study. The bees exposed to the insecticides (fipronil and imidacloprid) were the ones that showed the most changes in the regulation of gene expression, in the one- and four-hour periods of exposure by ingestion; on the other hand, exposure by contact in one hour did not show significant results and in four hours only two genes showed changes in their expression profile. This suggests that the pesticides tested are capable of altering the antioxidant system of Apis mellifera bees.