Wolbachia e incompatibilidade citoplasmática em Anastrepha sp. 1 aff. fraterculus e A. obliqua (Diptera: Tephritidae)

• Main Author: Ribeiro, Rafael Meira
• Other Authors: Scheepmaker, Denise Selivon
• Format: Others
• Language: pt
• Published: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP 2009
• Subjects: Bacteria; Bactéria; Endossimbionte; Endosymbiont; Fruitfly; Moscas-das-frutas.
• Online Access: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/41/41131/tde-21052009-101359/

Wolbachia é um gênero de bactérias endossimbiontes que são verticalmente transmitidas pelas fêmeas aos seus descendentes, embora transmissão entre táxons distintos também ocorra com certa freqüência. Entre os efeitos que essa bactéria causa nos sistemas de reprodutivos de seus hospedeiros destaca-se a incompatibilidade citoplasmática (IC). Wolbachia foi descrita em numerosas espécies de artrópodos, especialmente os insetos. Dentre os insetos, essa bactéria foi descrita em diversos gêneros das moscas-das-frutas da familia Tephritidae, tendo sido demonstrada a IC em Rhagoletis cerasi e Ceratitis capitata. Recentemente, essas bactérias foram identificadas nas moscas-das-frutas do gênero Anastrepha. No presente trabalho, procurou-se demonstrar se a Wolbachia estaria relacionada a IC entre Anastrepha sp.1 aff. fraterculus e Anastrepha obliqua. A amplificação e o seqüenciamento do gene wsp revelou que as populações das duas espécies, mantidas no laboratório, estavam infectadas por Wolbachia. A presença da bactéria foi, também, demonstrada citologicamente em embriões corados pelo DAPI, tendo-se, além disso, observado que elas se distribuem nos embriões em gradiente decrescente do pólo posterior para o anterior. Para testar a hipótese de que a bactéria é a causa da IC, foram estabelecidas populações das duas espécies onde a Wolbachia (e possivelmente outras bactérias não identificadas) foram eliminadas por tratamento térmico (30oC) aplicado às pupas. As taxas de eclosão de larvas nas progênies de cruzamentos entre indivíduos curados, foram menores que a eclosão nos cruzamentos entre indivíduos infectados, mas o tratamento não alterou a proporção sexual dos adultos. Cruzamentos intra-específicos entre indivíduos infectados e curados, produziu assimetria nas progênies dos cruzamentos recíprocos, ou seja, quando os fêmeas eram curadas e os machos infectados a taxa de eclosão foi significativamente menor que nos cruzamentos recíprocos demonstrando, assim, a existência de IC unidirecional nos cruzamentos dessas duas espécies de Anastrepha. Nesses cruzamentos, a proporção sexual das progênies adultas não divergiu significativamente do 1:1 esperado. Nas progênies híbridas de cruzamentos interespecíficos entre indivíduos infectados, observou-se um decréscimo significativo nas taxas de eclosão e alteração na proporção sexual entre os adultos, de acordo com a regra de Haldane. Quando as fêmeas eram de A. sp.1, as progênies eram constituídas apenas por fêmeas e quando eram de A. obliqua, machos também foram produzidos, mas em frequências menores que o esperado. Resultados similares foram obtidos quando indivíduos curados foram cruzados entre si. Cruzamentos interespecíficos de indivíduos infectados cruzados com indivíduos curados, produziram progênies com taxas de eclosão muito reduzidas e menores quando as fêmeas eram de A. sp.1 (infectadas ou curadas), do que nos cruzamentos onde as fêmeas eram de A. obliqua (infectadas ou não). Nestes últimos, quando a fêmea era infectada e os machos curados, a taxa de eclosão foi maior que no cruzamento recíproco, demonstrando a presença de IC entre as duas espécies. A proporção sexual também foi alterada nesses cruzamentos, segundo a regra de Haldane. Os resultados do presente trabalho demonstram, pela primeira vez, que a incompatibilidade citoplasmática mediada pela Wolbachia, ocorre nas duas espécies de Anastrepha e sugerem que deve existir uma interação entre a bactéria e os genomas das espécies hospedeiras. === The endosymbiont bacteria Wolbachia are vertically transmitted by the females to its progenies, although horizontal transmission between distinct taxa is also known. One of the most relevant effects caused by these bacteria in the reproductive behavior of its hosts is the cytoplasmic incompatibility (CI). Wolbachia was described in several groups of arthropods, in the insects including several genera of the tefritid fruit flies. Wolbachia-induced CI was reported in Rhagoletis cerasi and Ceratitis capitata. Recently, occurrence of these bacteria was described in several species of genus Anastrepha. Search for possible Wolbachia-induced CI in crosses of Anastrepha obliqua and A. sp.1 aff. fraterculus was the aim of the present study. Amplification and sequencing of the gene wsp of Wolbachia revealed that laboratory colonies of both species were infected with this bacteria. Cytological analysis of embryos stained with DAPI showed a multitude of bacteria distributed in decreasing gradients from the posterior to the anterior pole of the embryos. The hypothesis that there is CI between the two host species was tested using infected and cured individuals. The bacteria were removed by treating the pupae at the temperature of 30o C. Rate of egg hatch in progenies recovered from crosses of cured flies were lower than egg hatch in crosses of the infected strains, but no sex-ratio deviation from the expected 1:1 was observed. Intra-specific crosses between infected and cured individuals resulted in asymmetries in the progenies of reciprocal crosses. The egg hatch in crosses of cured obliqua females to infected sp.1 males was lower than in the reciprocal crosses, clearly indicating the presence of Wolbachia-induced CI in Anastrepha. In these crosses, sex-ratio among the adults does not deviate from the 1:1 ratio. In the hybrid progenies of inter-specific crosses, it was observed a decrease in the egg hatch rate, and deviation from 1:1 in the adult sex-ratio according to the Haldanes rule. From crosses of sp.1 females to obliqua males, only females were recovered while in crosses of obliqua females to sp.1 males, males were also produced but in lower frequencies than expected. Similar results were obtained when cured individuals were crossed. Very low egg hatch rates were observed in inter-specific crosses of infected to cured individuals, when sp.1 females (infected or cured) were used. In crosses of obliqua females (infected or cured), higher egg hatch rate was observed. Egg hatch was larger in crosses of infected female to cured males than in the reciprocal crosses, indicating a Wolbachia-induced IC between the two species of Anastrepha. The sex-ratios were also according to the Haldanes rule. This is the first report of Wolbachia-induced CI in Anastrepha. The existence of a possible interaction between the bacteria and the genomes of the host species is also suggested.