Análise da morfologia e do transcriptoma dos ovários no desenvolvimento de operárias da abelha sem ferrão Melipona quadrifasciata

dc.contributor.advisor1Freitas, Flávia Cristina de Paula
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5139566975444110
dc.contributor.advisor1orcidhttps://orcid.org/0000-0002-3162-4890
dc.contributor.authorMagri, Lucas Araújo
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/3282874048124911
dc.contributor.authororcidhttps://orcid.org/0000-0002-3820-1153
dc.contributor.refereeBrito, Reinaldo Otávio Alvarenga Alves de
dc.contributor.refereeSimões, Zilá Luz Paulino
dc.contributor.refereeLatteshttp://lattes.cnpq.br/8253066295947754
dc.contributor.refereeLatteshttp://lattes.cnpq.br/9692459351489725
dc.date.accessioned2026-08-28T14:21:39Z
dc.date.issued2026-06-29
dc.description.abstractEusocial bees exhibit a division of labor between queens and workers, in which the queen is primarily responsible for colony reproduction. However, in some species, workers retain the ability to produce viable haploid eggs and contribute to colony offspring, as observed in Melipona quadrifasciata. This characteristic raises questions about the molecular mechanisms and transcriptional programs that allow workers to reach adulthood with developed and functional ovaries. In this context, the present study aimed to characterize the ovaries of M. quadrifasciata workers throughout the pupal stage by integrating morphological and transcriptomic analyses. Ovaries were examined using cellular labeling and fluorescence microscopy, while the transcriptome was investigated through RNA sequencing (RNA-seq), employing differential gene expression and gene co-expression analyses to identify genes and modules associated with ovarian development. Morphological characterization revealed that the basic ovarian structures are already established during the early pupal stages, including the organization into four ovarioles, the presence of a terminal filament, and a germarium region containing polyfusomes and ring canals. Developmental progression was marked by major structural changes beginning with the onset of body pigmentation, when the vitellarium became distinguishable and contained developing oocytes associated with nurse cell chambers. Differential expression analyses corroborated this pattern, indicating that the final developmental stage exhibited the highest number of differentially expressed genes, including genes related to ecdysteroid biosynthesis, juvenile hormone pathways, and reproductive processes. Co-expression analyses revealed modules characterized by a progressive decrease in expression throughout development, with hub genes potentially involved in gene repression, chromatin remodeling, ubiquitination, and ecdysteroid biosynthesis. In contrast, a module displaying an antagonistic expression profile showed peak expression at the final developmental stage and contained genes associated with hormonal response, cell signaling, and tissue maturation. Together, these results indicate that ovary development during pupal stage in M. quadrifasciata is characterized by coordinated transcriptional reorganization associated with metamorphic hormone dynamics and the sequential activation of distinct genetic programs. This study expands current knowledge of ovarian development in stingless bees and provides evidence for the integrated involvement of hormonal, epigenetic, and cell signaling mechanisms in the formation of fertile ovaries in worker bees.eng
dc.description.resumoAs abelhas eussociais apresentam divisão do trabalho entre rainhas e operárias, na qual a rainha é a principal responsável pela reprodução da colônia. Entretanto, em algumas espécies, as operárias mantêm a capacidade de produzir ovos haploides viáveis e contribuir para a prole da colônia, como ocorre em Melipona quadrifasciata. Essa característica levanta questões sobre os mecanismos moleculares e programas transcricionais responsáveis por garantir que as operárias alcancem a fase adulta com ovários desenvolvidos e funcionais. Nesse contexto, o presente trabalho teve como objetivo caracterizar os ovários de operárias de M. quadrifasciata ao longo da fase pupal, integrando análises morfológicas e transcriptômicas. Para isso, os ovários foram analisados por meio de marcação celular e microscopia de fluorescência, enquanto o transcriptoma foi investigado por RNA-seq, utilizando análises de expressão diferencial e de coexpressão gênica para identificar genes e módulos associados ao desenvolvimento dos ovários. A caracterização morfológica revelou que estruturas básicas dos ovários já estão estabelecidas nos estágios iniciais do desenvolvimento pupal, incluindo a organização em quatro ovaríolos, a presença de filamento terminal e a região do germário contendo polifusomas e canais em anel. O avanço do desenvolvimento foi marcado por grandes mudanças estruturais a partir do início da pigmentação corporal, quando se tornou possível identificar o vitelário contendo ovócitos em desenvolvimento associados a câmaras de células nutridoras. As análises de expressão diferencial corroboraram esse padrão, indicando que o estágio final do desenvolvimento apresenta o maior número de genes diferencialmente expressos, incluindo genes relacionados à biossíntese de ecdisteroides, ao hormônio juvenil e a processos reprodutivos. As análises de coexpressão revelaram módulos caracterizados por redução progressiva da expressão ao longo do desenvolvimento, com hub genes potencialmente envolvidos em repressão gênica, remodelamento da cromatina, ubiquitinação e biossíntese de ecdisteroides. Em contraste, um módulo com perfil antagônico apresentou pico de expressão no estágio final, com genes envolvidos na resposta hormonal, sinalização celular e maturação tecidual. Em conjunto, os resultados indicam que o desenvolvimento dos ovários na fase pupal de M. quadrifasciata é marcado por uma reorganização transcricional coordenada, associada à dinâmica dos hormônios da metamorfose e à ativação sequencial de diferentes programas gênicos. O trabalho amplia o conhecimento sobre o desenvolvimento dos ovários em abelhas sem ferrão e fornece evidências da participação integrada de mecanismos hormonais, epigenéticos e de sinalização celular na formação de ovários férteis em operárias.por
dc.description.sponsorshipFundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)
dc.description.sponsorshipId2024/02856-4
dc.identifier.citationMAGRI, Lucas Araújo. Análise da morfologia e do transcriptoma dos ovários no desenvolvimento de operárias da abelha sem ferrão Melipona quadrifasciata. 2026. Dissertação (Mestrado em Genética Evolutiva e Biologia Molecular) – Universidade Federal de São Carlos, Campus São Carlos, 2026. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/24603.*
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14289/24603
dc.language.isopor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlos
dc.publisher.addressCampus São Carlos
dc.publisher.centerCentro de Ciências Biológicas e da Saúde - CCBS
dc.publisher.initialsUFSCar
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Genética Evolutiva e Biologia Molecular - PPGGEv
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
dc.subjectMelipona quadrifasciatapor
dc.subjectDesenvolvimentopor
dc.subjectOváriospor
dc.subjectRNA-seqpor
dc.subjectMorfologiapor
dc.subject.cnpqCIENCIAS BIOLOGICAS
dc.subject.cnpqCIENCIAS BIOLOGICAS::BIOQUIMICA::BIOLOGIA MOLECULAR
dc.subject.ods15. Vida Terrestre
dc.titleAnálise da morfologia e do transcriptoma dos ovários no desenvolvimento de operárias da abelha sem ferrão Melipona quadrifasciatapor
dc.title.alternativeAnalysis of ovarian morphology and transcriptome during the development of workers of the stingless bee Melipona quadrifasciataeng
dc.typeDissertação

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