Determinação da composição de bases AT e GC por citometria de fluxo em abelhas

Abstract

A determinação do tamanho genômico e da composição de bases AT e GC é considerada uma informação crucial dentro das análises que visam à caracterização do material genético de um indivíduo, ou mesmo em estudos de biologia molecular e de interpretações filogenéticas e evolutivas. Por ser relativamente rápida, precisa e econômica, a citometria de fluxo tem se destacado como ferramenta para quantificação do conteúdo de DNA e caracterização da composição de bases em diversos grupos de plantas e animais, incluindo insetos. Considerando os insetos himenópteros, até o momento cerca de 100 indivíduos tiveram seu conteúdo de DNA determinado, e 46 % destes são abelhas sem ferrão. Apenas uma espécie de abelha, a Apis melífera, teve sua composição de bases AT e GC determinadas até o momento e esses dados foram obtidos por meio do sequenciamento genômico. Esse trabalho buscou detalhar o procedimento para a quantificação de DNA e desenvolver metodologia para a determinação da composição de bases AT e GC por citometria de fluxo em abelhas. Objetivou-se então contribuir com o aumento do número de espécies com conteúdo de DNA determinado e disponibilizar uma metodologia eficiente para caracterização do genoma. As espécies de abelhas empregadas foram Scaptotrigona xantotricha, Trigona hyalinata e Partamona rustica. Os gânglios de cada pupa foram utilizados para preparação da suspensão nuclear analisada no citômetro de fluxo. A S. xantotricha (2C = 0,88 picogramas) foi utilizada como padrão interno nas análises de determinação do conteúdo de DNA nuclear total e da proporção de bases AT e GC. Os histogramas gerados na citometria de fluxo apresentaram coeficientes de variação abaixo de 5,0 % e possibilitaram a determinação da quantidade absoluta de DNA nuclear e da composição de bases AT e GC. P. rustica e T. hyalinata apresentaram 1,15 e 1,07 picogramas de DNA, respectivamente. S. xantotricha apresentou 61,32 % de bases AT e 38,68 % de bases GC; P. rustica apresentou AT = 62,82 % e GC = 37,18 %; T. hyalinata apresentou AT = 62,40 % e GC = 37,60 %. Esse trabalho detalha o protocolo para quantificação do DNA por meio da citometria de fluxo, contribuindo para o aumento do número de espécies com conteúdo de DNA determinado. Ainda, disponibiliza metodologia para a eterminação da composição de bases AT e GC em abelhas também empregando a citometria de fluxo. Essa nova técnica pode ser aplicada a outras espécies de abelhas ou até mesmo a outros insetos himenópteros, a fim de fornecer dados relevantes para análises de caracterização do genoma.

The genomic size determination and AT GC base composition should be considered an important factor in the analysis to genetic material characterization, or even in studies of molecular biology and phylogenetic interpretations. Flow cytometry has emerged as a tool for quantification of DNA content and characterization of base composition in many plant and animal groups, including insects. Considering the hymenopterous, about 100 species had their DNA content determined, and 46 % of them are stingless bees. This work aimed to detail the procedure for DNA quantification and to develop methodology for determining the AT and GC base composition by flow cytometry in bees. It will increase the number of species with DNA content determined and provide an effective genomic characterization procedure. Scaptotrigona xantotricha (2C = 0.88 picograms) was used as internal standard to determinate the DNA content and base composition of Trigona hyalinata and Partamona rustica. The histograms generated in the flow cytometry showed coefficients of variation below 5.0 % and enabled the determination of the nuclear DNA content and AT GC composition. P. rustica and T. hyalinata showed 1.15 and 1.07 picograms of DNA, respectively. S. xantotricha presented 61.32 % of bases AT and 38.68 % of GC, P. rustica presented AT = 62.82 % and GC = 37.18 %, T. hyalinata presented AT = 62.40 % and GC = 37.60 %. This study details the protocol for DNA quantification by flow cytometry, contributing to increasing the number of species of DNA content determined. Also provides methodology for determining the base composition AT and GC bees using flow cytometry. This new technique can be applied to other bee species or even other hymenopteran insects, in order to provide relevant data for genomic characterization analysis.