Genetic variability in Melipona rufiventris populations (Hymenoptera: Apidae, Meliponinae) in Minas Gerais state - Brazil

Com objetivo de caracterizar e quantificar a variabilidade genética e de encontrar marcadores genéticos que possibilitassem estudos populacionais, operárias adultas de Melipona rufiventris foram coletadas nas saídas das colméias e submetidas à eletroforese em gel de amido. Foram obtidas amostras de M. rufiventris de 39 colônias em 13 localidades do Estado de Minas Gerais, sendo 8 delas localizadas em regiões com vegetação típica de cerrado e 5 em regiões com vegetação típica de mata. Nove sistemas enzimáticos foram analisados: Malato Desidrogenase (MDH), Peptidase-A (PEP-A), Isocitrato Desidrogenase (ICD), α-Glicerofosfato Desidrogenase (α-GPDH), Glicose-Fosfato Isomerase (GPI), Fosfoglicomutase (PGM), Hexoquinase (HK), Esterase (EST) e P-Hidróxido Butirato Desidrogenase (β-HBDH). Estes nove sistemas enzimáticos permitiram estudar 17 locos, dentre os quais, apenas 2 foram polimórficos (Est-4 e Mdh-1). Est-4 apresentou polimorfismo apenas em colônias coletadas em região de mata, enquanto o polimorfismo para Mdh-1 foi verificado apenas em colônias oriundas do cerrado. Nas colônias de Brasilândia (cerrado), a Est-4 apresentou um padrão enzimático intermediário, entre o padrão apresentado por colônias de mata e de cerrado, o que sugere que as colônias desta região sejam híbridas. Observou-se ainda, que os sistemas PEP-A e β-HBDH apresentaram diferentes padrões de expressão entre populações de mata e cerrado, o que contribuiu para a diferenciação de ambas. A heterozigosidade esperada foi de 0,0068 em populações de cerrado e de 0,0078 em populações de mata e a proporção de locos polimórficos foi de 5,88% em cada população. Esse valor de heterozigosidade foi bem menor do que o verificado em outros Hymenoptera. Os altos valores de Fst (índice de fixação) encontrados (Fst = 0,2306 entre sub-populações de mata e Fst = 0,3870 entre sub-populações de cerrado) encontrados indicam uma grande diferenciação genética entre as sub-populações de mata e de cerrado. A distância genética entre colônias de mata e de cerrado variou de 0,4739 a 0,5003, o que sugere a existência de, pelo menos, duas “formas” de M. rufiventris rufiventris, no estado de Minas Gerais, ou até mesmo, de duas espécies, sendo uma delas, encontrada, em regiões de mata e a outra em regiões de cerrado.In order to characterize and quantify the genetic variability and to detect genetic markers that permit population studies, adult workers of Melipona rufiventris were collected when leaving the hives and submitted to starch gel electrophoresis. Samples of 39 colonies were collected from 13 localities of Minas Gerais being eight of them from cerrado areas and 5 from forest areas. There were evaluate 9 enzymatic systems: Malate Dehydrogenase (MDH), Peptidase-A (PEP-A), Isocitrate Dehydrogenase (ICD), α-Glicerophosphate Dehydrogenase (α-GPDH), Glucose- phosphate Isomerase (GPI|), Phosphoglucomutase (PGM), Hexoquinase (HK), Esterase (EST) e β-hydroxybutyrate dehydrogenase (β-HBDH). These 9 enzymatic systems vielded 17 loci, among which only two were polymorphic (Est-4 and Mdh-1). Est-4 was polymorphic only in colonies from forest regions, while the polymorphism for Mdh-1 was verified only in colonies from cerrado. In colonies from Brasilândia (cerrado), Est-4 showed an enzymatic pattern intermediary among that presented by colonies from forest regions and cerrado, what suggests that these colonies are hybrids. Still, PEP-A e β-HBDH revealed different enzymatic expression patterns between populations from forest and cerrado regions, what contributed to their differentiation. The expected heterozygosity in populations from cerrado was 0.0068 and in populations from forest regions was 0.0078 and the number of polymorphic loci was of 5.88% in each population. This heterozygosity value was lower than that found in other Hymenoptera. The high values of Fsr achieved (fixation index = Fst = 0.2306 in forest regions and Fst = 0.3870 in cerrado) indicate a high genetic differentiation among sub-populations from both regions. The genetic distance between colonies from forest and cerrado ranged from 0.4739 to 0.5003, what suggests the existence of, at least, two “forms” of M. rufiventris rufiventris in Minas Gerais, or even two different species: one present in forest and the other in cerrado regions