A ciência está a um passo de traçar o zoneamento genético das populações da abelha jandaíra, uma das mais importantes produtoras de mel e pólen e com uma ativa ação de polinizar as plantas no Nordeste brasileiro.
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| [Figura-1] Abelha Jandaira |
A ciência está a um passo de traçar o zoneamento genético
das populações da abelha jandaíra, uma das mais importantes produtoras
de mel e pólen e com uma ativa ação de polinizar as plantas no Nordeste
brasileiro. A Embrapa e a Universidade de Dalhousie, no Canadá,
realizaram, neste ano, o sequenciamento do genoma da espécie, gerando os
primeiros marcadores moleculares para a abelha jandaíra. O estudo foi
publicado pelo jornal científico Conservation Genetics Resources.
Pioneiro em todo o mundo, o zoneamento vai permitir, com mais segurança, a construção de estratégias de gestão e manejo da espécie, buscando sua conservação e seu uso sustentável em toda a cadeia produtiva. Vítima da ação predatória do homem, a jandaíra é uma das espécies ameaçadas de extinção. O trabalho será concluído em 2016.
Com os marcadores moleculares definidos, o trabalho do pesquisador Fábio Diniz, da Embrapa Meio-Norte (PI), está avançando para a montagem dos genomas nuclear e mitocondrial por completo. Quando essa etapa for concluída, segundo ele, abre-se uma porta para o melhoramento genético e novos estudos evolutivos da espécie. "O caminho agora é buscar uma plataforma para o equilíbrio populacional da jandaíra", sentencia o pesquisador.
Abelhas sem ferrão, como a jandaíra, são responsáveis pela polinização de 30 a 60% das plantas da Caatinga, do Pantanal e de manchas da Mata Atlântica, importantes ecossistemas brasileiros. No entanto, segundo a pesquisadora Fábia Pereira, da Embrapa Meio-Norte, cerca de um terço das espécies dessas abelhas está em risco. O motivo é a degradação dos ecossistemas. "A conservação dessas espécies é uma necessidade, já que elas executam uma importante função na perpetuação da floresta e sua biodiversidade, como polinizadoras e parte integrante da teia alimentar", argumenta.
O extrativismo predatório e o desmatamento sem controle, garante Fábia Pereira, têm levado à redução no número de colônias silvestres da espécie. Pequenas populações de abelhas sem ferrão, de acordo com a pesquisadora, "podem sofrer declínio gradual, resultando em sua extinção local". A determinação da diversidade genética presente nas populações dessas abelhas é um pré-requisito para o estabelecimento de programas de manejo e conservação eficientes, como os cientistas buscam com o zoneamento do genoma da jandaíra, por exemplo.
As etapas do sequenciamento
O trabalho pioneiro de sequenciamento do genoma da abelha jandaíra, no laboratório de biotecnologia da Universidade de Dalhousie, levou sete meses e contou com o professor e pesquisador Paul Bentzen na orientação da doutoranda Isis Gomes, que participa do programa de pós-graduação da Rede Nordeste de Biotecnologia (Renorbio). Em todas as fases, o estudo foi minucioso.
A primeira fase, como revela a bióloga Isis Gomes, foi a mais simples. O DNA genômico total, segundo ela, foi extraído a partir do tórax de cinco abelhas coletadas no Nordeste brasileiro. As amostras foram então sujeitas a eletroforese, técnica de separação de moléculas em gel de agarose a 0,8%, para testar a quantidade e a qualidade do DNA. Nessa etapa, um único indivíduo com maior rendimento e qualidade de DNA foi selecionado para o sequenciamento. A partir daí foi criada uma biblioteca genômica, etapa mais complexa e que exigiu mais empenho.
O passo seguinte foi o sequenciamento de DNA, realizado com um sequenciador de última geração, a tecnologia NGS - Next Generation Sequencing - MiSeq, da empresa norte-americana Illumina. Foram criados então 141.412 contigs, um conjunto de segmentos de DNA que, sobrepostos, representam uma região genômica de consenso a partir das 1.995.104 sequências curtas resultantes do sequenciamento (veja infográfico abaixo). A partir desses dados, foram identificados 6.422 locos microssatélites, que são regiões de repetição nucleotídica em blocos. Inicialmente, 52 locos foram testados para validação como marcadores moleculares.
Nos marcadores polimórficos, segundo a bióloga, foi usado um conjunto de 56 abelhas de três populações nativas dos estados do Piauí, Ceará e Rio Grande do Norte para mais testes, buscando as estimativas de estatísticas básicas em nível de população. De 52 locos testados, apenas 17 foram identificados como polimórficos, apresentando várias formas (alelos), e seis como monomórficos, com apenas uma forma de apresentação.
A análise de dados resultantes do sequenciamento do genoma da abelha jandaíra aponta para duas direções: a descoberta de populações geneticamente distintas da espécie em todo o Nordeste brasileiro; e a redução da variabilidade genética em algumas áreas da região, que é um forte indicativo de como a degradação ambiental, causada pelo desmatamento e o extrativismo predatório, afeta diretamente a espécie. Esse estudo pôde revelar também mais um avanço da ciência quanto ao tempo e ao custo de se trabalhar o sequenciamento de um genoma.
Hoje, com toda a tecnologia disponível, usando o NGS – Sequência de Última Geração – por exemplo, um genoma pode ser sequenciado no período de quatro a dez dias. Antes, segundo Fábio Diniz, os cientistas levavam até 15 anos para realizar esse trabalho, como foi com o projeto genoma humano. O custo também reduziu muito. Há 10 anos, o sequenciamento de um genoma, em milhões de bases sequenciadas – Mb − não saía por menos de US$ 5 mil. Hoje, usando a tecnologia NGS, o valor não ultrapassa US$ 0.39 por Mb.
Jandaíra, a "rainha do sertão"
Apresentando coloração escura com listas amarelas no abdômen e medindo entre seis e sete milímetros, a abelha jandaíra é típica do sertão nordestino. É uma das mais conhecidas, por ser encontrada em todos os estados da região, do Semiárido ao litoral, e em áreas de restinga dos estados do Piauí e Maranhão. Por ser uma grande produtora de mel, além de ter importância ecológica como polinizadora, a espécie é conhecida entre os apicultores como a "rainha do sertão".
Todo o Nordeste brasileiro reúne as características de clima e flora favoráveis à atividade apícola. "A produção de mel do Piauí, por exemplo, é baseada na flora nativa, que é rica e diversificada, propiciando a produção de méis com características diferenciadas", ressalta a pesquisadora Maria Teresa Rêgo, também da Embrapa Meio-Norte. Segundo ela, um ponto que eleva ainda mais as condições favoráveis da região à produção de mel é a sustentabilidade.
As floradas das espécies nativas, de acordo com a pesquisadora, "são livres de agrotóxicos, propiciando um mel puro, livre de resíduos de produtos químicos, o que favorece a produção de mel orgânico". A flora nordestina é rica em espécies importantes como marmeleiro, mofumbo, angico-de-bezerro, bamburral, jurema e jitirana, encontradas em todos os estados da região. A flora nativa e diversificada é o grande trunfo do Nordeste.
"Com esse ambiente diversificado e favorável, o apicultor tem condições de migrar internamente com as colmeias, tendo um menor custo", destaca Paulo José da Silva, presidente da Cooperativa Mista dos Apicultores da Microrregião de Simplício Mendes, a segunda maior do Piauí e uma das mais importantes da região. Este ano, a cooperativa deve exportar 950 toneladas de mel, faturando cerca de seis milhões de dólares. Os Estados Unidos são o destino de praticamente toda a produção. O monitoramento das abelhas nas colmeias
O comportamento das abelhas nas colmeias, de acordo com o clima e a época do ano, terá também um monitoramento efetivo pela Embrapa ainda em 2014. Um equipamento desenvolvido em parceira com a Universidade Estadual do Piauí vai permitir que cientistas conheçam as condições de temperatura que as espécies enfrentam e que influem no comportamento delas e na produção de mel no dia a dia.
Esse equipamento, que ainda não foi batizado, é um dispositivo de monitoramento formado por sensores de temperatura, baterias, rádio de comunicação, um cartão de memória e um fio conectado à colmeia. O tráfego de informações obedece a um rito simples: os dados são coletados na colmeia, em meio à vegetação; em seguida, repassados via rádio para uma central instalada na Embrapa Meio-Norte e conectada à internet. De lá, as informações ficam armazenadas em um site que funcionará com um banco de dados.
A construção do dispositivo, estruturado numa caixa de plástico medindo 11 centímetros de largura por 16 centímetros de comprimento, teve um custo estimado de R$ 200,00. O aparelho entra em operação até o final deste ano, para testes, durante 24 horas por dia. A ideia do professor Carlos Giovanni Nunes de Carvalho, que coordena o projeto, é substituir o manejo executado pelos pesquisadores, como, por exemplo, a instalação manual de termômetros nas colmeias, para que eles possam acompanhar o nível de estresse das abelhas sem a ameaça de um acidente.
Carlos Giovanni, que trabalha com uma equipe de cinco bolsistas em nível de graduação, mestrado e doutorado, no laboratório Opala, do campus Torquato Neto, da Universidade Estadual do Piauí, em Teresina, quer avançar ainda mais no estudo. Ele quer captar também a umidade no interior das colmeias, o gás carbônico, para medir o nível de poluição, e todos os sons gerados pela movimentação das abelhas. "No futuro, queremos ainda colocar no dispositivo um vídeo infravermelho para melhorar o monitoramento nas colmeias", projeta o professor.
Imagem: divulgação/Fabia Pereira
Fonte das informações: ( caso queira ler na integra )
http://sis.sebrae-sc.com.br/produtos/noticias-estrategicas/estudo-pioneiro-pode-evitar-extincao-da-abelha-jandaira/54db7a88b09d0422006da7fe
Pioneiro em todo o mundo, o zoneamento vai permitir, com mais segurança, a construção de estratégias de gestão e manejo da espécie, buscando sua conservação e seu uso sustentável em toda a cadeia produtiva. Vítima da ação predatória do homem, a jandaíra é uma das espécies ameaçadas de extinção. O trabalho será concluído em 2016.
Com os marcadores moleculares definidos, o trabalho do pesquisador Fábio Diniz, da Embrapa Meio-Norte (PI), está avançando para a montagem dos genomas nuclear e mitocondrial por completo. Quando essa etapa for concluída, segundo ele, abre-se uma porta para o melhoramento genético e novos estudos evolutivos da espécie. "O caminho agora é buscar uma plataforma para o equilíbrio populacional da jandaíra", sentencia o pesquisador.
Abelhas sem ferrão, como a jandaíra, são responsáveis pela polinização de 30 a 60% das plantas da Caatinga, do Pantanal e de manchas da Mata Atlântica, importantes ecossistemas brasileiros. No entanto, segundo a pesquisadora Fábia Pereira, da Embrapa Meio-Norte, cerca de um terço das espécies dessas abelhas está em risco. O motivo é a degradação dos ecossistemas. "A conservação dessas espécies é uma necessidade, já que elas executam uma importante função na perpetuação da floresta e sua biodiversidade, como polinizadoras e parte integrante da teia alimentar", argumenta.
O extrativismo predatório e o desmatamento sem controle, garante Fábia Pereira, têm levado à redução no número de colônias silvestres da espécie. Pequenas populações de abelhas sem ferrão, de acordo com a pesquisadora, "podem sofrer declínio gradual, resultando em sua extinção local". A determinação da diversidade genética presente nas populações dessas abelhas é um pré-requisito para o estabelecimento de programas de manejo e conservação eficientes, como os cientistas buscam com o zoneamento do genoma da jandaíra, por exemplo.
As etapas do sequenciamento
O trabalho pioneiro de sequenciamento do genoma da abelha jandaíra, no laboratório de biotecnologia da Universidade de Dalhousie, levou sete meses e contou com o professor e pesquisador Paul Bentzen na orientação da doutoranda Isis Gomes, que participa do programa de pós-graduação da Rede Nordeste de Biotecnologia (Renorbio). Em todas as fases, o estudo foi minucioso.
A primeira fase, como revela a bióloga Isis Gomes, foi a mais simples. O DNA genômico total, segundo ela, foi extraído a partir do tórax de cinco abelhas coletadas no Nordeste brasileiro. As amostras foram então sujeitas a eletroforese, técnica de separação de moléculas em gel de agarose a 0,8%, para testar a quantidade e a qualidade do DNA. Nessa etapa, um único indivíduo com maior rendimento e qualidade de DNA foi selecionado para o sequenciamento. A partir daí foi criada uma biblioteca genômica, etapa mais complexa e que exigiu mais empenho.
O passo seguinte foi o sequenciamento de DNA, realizado com um sequenciador de última geração, a tecnologia NGS - Next Generation Sequencing - MiSeq, da empresa norte-americana Illumina. Foram criados então 141.412 contigs, um conjunto de segmentos de DNA que, sobrepostos, representam uma região genômica de consenso a partir das 1.995.104 sequências curtas resultantes do sequenciamento (veja infográfico abaixo). A partir desses dados, foram identificados 6.422 locos microssatélites, que são regiões de repetição nucleotídica em blocos. Inicialmente, 52 locos foram testados para validação como marcadores moleculares.
Nos marcadores polimórficos, segundo a bióloga, foi usado um conjunto de 56 abelhas de três populações nativas dos estados do Piauí, Ceará e Rio Grande do Norte para mais testes, buscando as estimativas de estatísticas básicas em nível de população. De 52 locos testados, apenas 17 foram identificados como polimórficos, apresentando várias formas (alelos), e seis como monomórficos, com apenas uma forma de apresentação.
A análise de dados resultantes do sequenciamento do genoma da abelha jandaíra aponta para duas direções: a descoberta de populações geneticamente distintas da espécie em todo o Nordeste brasileiro; e a redução da variabilidade genética em algumas áreas da região, que é um forte indicativo de como a degradação ambiental, causada pelo desmatamento e o extrativismo predatório, afeta diretamente a espécie. Esse estudo pôde revelar também mais um avanço da ciência quanto ao tempo e ao custo de se trabalhar o sequenciamento de um genoma.
Hoje, com toda a tecnologia disponível, usando o NGS – Sequência de Última Geração – por exemplo, um genoma pode ser sequenciado no período de quatro a dez dias. Antes, segundo Fábio Diniz, os cientistas levavam até 15 anos para realizar esse trabalho, como foi com o projeto genoma humano. O custo também reduziu muito. Há 10 anos, o sequenciamento de um genoma, em milhões de bases sequenciadas – Mb − não saía por menos de US$ 5 mil. Hoje, usando a tecnologia NGS, o valor não ultrapassa US$ 0.39 por Mb.
Jandaíra, a "rainha do sertão"
Apresentando coloração escura com listas amarelas no abdômen e medindo entre seis e sete milímetros, a abelha jandaíra é típica do sertão nordestino. É uma das mais conhecidas, por ser encontrada em todos os estados da região, do Semiárido ao litoral, e em áreas de restinga dos estados do Piauí e Maranhão. Por ser uma grande produtora de mel, além de ter importância ecológica como polinizadora, a espécie é conhecida entre os apicultores como a "rainha do sertão".
Todo o Nordeste brasileiro reúne as características de clima e flora favoráveis à atividade apícola. "A produção de mel do Piauí, por exemplo, é baseada na flora nativa, que é rica e diversificada, propiciando a produção de méis com características diferenciadas", ressalta a pesquisadora Maria Teresa Rêgo, também da Embrapa Meio-Norte. Segundo ela, um ponto que eleva ainda mais as condições favoráveis da região à produção de mel é a sustentabilidade.
As floradas das espécies nativas, de acordo com a pesquisadora, "são livres de agrotóxicos, propiciando um mel puro, livre de resíduos de produtos químicos, o que favorece a produção de mel orgânico". A flora nordestina é rica em espécies importantes como marmeleiro, mofumbo, angico-de-bezerro, bamburral, jurema e jitirana, encontradas em todos os estados da região. A flora nativa e diversificada é o grande trunfo do Nordeste.
"Com esse ambiente diversificado e favorável, o apicultor tem condições de migrar internamente com as colmeias, tendo um menor custo", destaca Paulo José da Silva, presidente da Cooperativa Mista dos Apicultores da Microrregião de Simplício Mendes, a segunda maior do Piauí e uma das mais importantes da região. Este ano, a cooperativa deve exportar 950 toneladas de mel, faturando cerca de seis milhões de dólares. Os Estados Unidos são o destino de praticamente toda a produção. O monitoramento das abelhas nas colmeias
O comportamento das abelhas nas colmeias, de acordo com o clima e a época do ano, terá também um monitoramento efetivo pela Embrapa ainda em 2014. Um equipamento desenvolvido em parceira com a Universidade Estadual do Piauí vai permitir que cientistas conheçam as condições de temperatura que as espécies enfrentam e que influem no comportamento delas e na produção de mel no dia a dia.
Esse equipamento, que ainda não foi batizado, é um dispositivo de monitoramento formado por sensores de temperatura, baterias, rádio de comunicação, um cartão de memória e um fio conectado à colmeia. O tráfego de informações obedece a um rito simples: os dados são coletados na colmeia, em meio à vegetação; em seguida, repassados via rádio para uma central instalada na Embrapa Meio-Norte e conectada à internet. De lá, as informações ficam armazenadas em um site que funcionará com um banco de dados.
A construção do dispositivo, estruturado numa caixa de plástico medindo 11 centímetros de largura por 16 centímetros de comprimento, teve um custo estimado de R$ 200,00. O aparelho entra em operação até o final deste ano, para testes, durante 24 horas por dia. A ideia do professor Carlos Giovanni Nunes de Carvalho, que coordena o projeto, é substituir o manejo executado pelos pesquisadores, como, por exemplo, a instalação manual de termômetros nas colmeias, para que eles possam acompanhar o nível de estresse das abelhas sem a ameaça de um acidente.
Carlos Giovanni, que trabalha com uma equipe de cinco bolsistas em nível de graduação, mestrado e doutorado, no laboratório Opala, do campus Torquato Neto, da Universidade Estadual do Piauí, em Teresina, quer avançar ainda mais no estudo. Ele quer captar também a umidade no interior das colmeias, o gás carbônico, para medir o nível de poluição, e todos os sons gerados pela movimentação das abelhas. "No futuro, queremos ainda colocar no dispositivo um vídeo infravermelho para melhorar o monitoramento nas colmeias", projeta o professor.
Imagem: divulgação/Fabia Pereira
Fonte das informações: ( caso queira ler na integra )
http://sis.sebrae-sc.com.br/produtos/noticias-estrategicas/estudo-pioneiro-pode-evitar-extincao-da-abelha-jandaira/54db7a88b09d0422006da7fe
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