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Changes in integument structure during the imaginal molt of the honey bee
Apidologie ( IF 2.4 ) Pub Date : 2008-12-24 , DOI: 10.1051/apido:2008064
Moysés Elias-Neto , Michelle P.M. Soares , Márcia M.G. Bitondi

The changing pattern of developing cuticle and associated epidermis is described during the imaginal molt in the honey bee. Observations began immediately after the pupal molt, and included histological analyses of the integument during apolysis and the subsequent deposition and differentiation of the adult cuticle. Apolysis coincides with a marked increase in the thickness and reorganization of the epidermal layer, reflecting changes in cell structure. The epidermis remains thickened during the period of cuticle deposition, suggesting intense biosynthetic activity, but turns into a very thin layer during cuticle differentiation, clearly indicating that secretory activity for cuticle formation is terminating. The thoracic cuticle differentiates earlier and becomes thicker than the abdominal. The observed changes in integument structure provide insights that permit an improved physiological characterization for staging pupal and pharate adult development.ZusammenfassungZur Unterstützung von Untersuchungen zur differentiellen Expression von Cuticula-Proteine kodierenden Genen beschreiben wir hier die Dynamik der Bildung der Adultcuticula. Wir konzentrieren uns hier auf die Häutung von der Puppe zur Imago, da diese bemerkenswerte Prozesse der Cuticulapigmentierung und Skle-rotisierung beinhaltet, die für die Differenzierung des adulten Exoskeletts wichtig sind. Integumentstücke wurden aus dem Thorax und dem Abdomen entnommen, in Ringerlösung gewaschen und in Paraformaldehyd fixiert. Nach der Entwässerung wurden sie in Methacrylharz eingebettet. Histologische Schnitte wurden mittels Methylenblau und basischem Fuchsin gefärbt. Wir fertigten auch Ganzpräparate an, die in Glyzerin montiert wurden.Epidermiszellen von frischgehäuteten weissäugigen Puppen zeigen einen apikal gelagerten Kern und ein basalseitiges Cytoplasma mit klaren Bereichen (Abb. 1A). Das eigentliche Puppenstadium ist sehr kurz, da die Apolyse bereits einsetzt, sobald die Augen der Puppen eine leicht rosa Färbung zeigen (Abb. 1B) Mit der Apolyse geht eine Umorganisation der Epidermis in ein pseudostratifiziertes Epithel und dem Beginn der Synthese der Adultcuticula einher. Während die thorakale Epidermis von rosaäugigen Pharatadulten bereits vergleichsweise dick ist, ist die abdominal Epidermis noch dünn und wenig differenziert (Abb. 2A).Die klaren Bereiche, die in frischgehäuteten Puppen zunächst auf die Basalseite der Epidermiszellen beschränkt waren sind jetzt auch im apikalen Bereich klar zu sehen, was auf Materialtransportvorgänge von der basalen zur apikalen Epithelseite hindeutet (Pfeile in Abb. 2A und B). In Puppen mit dunkelrosa gefärbten Augen ist die Ablagerung der thorakalen im Vergleich zur abdominalen Cuticula bereits weit fortgeschritten (Abb. 2B). Bei braunäugigen Pharatadulten ist der Thorax von einer dicken Cuticula bedeckt (Abb. 2C), während auch hier die abdominal Cuticula noch dünn ist. (Abb. 2C). Unter der thorakalen Cuticula ist jetzt bereits die gestreifte Imaginalmuskulatur zu sehen, und der Beginn der Cuticulapigmentierung markiert den Übergang von der Phase der Cuticulaablagerung zur Differenzierung. Einhergehend mit der Cuticulapigmentierung (Abb. 2E und F) wird die Epidermis dünner, nicht nur im Thorax sondern auch im Abdomen, was auf das Ende der Biosynthesephase der Cuticulabildung hinweist (Abb. 2E und F). Die Thoraxmuskulatur, die zunächst nur lose mit dem Integument assoziiert war (Abb. 2D), gewinnt jetzt einen festen Anschluss (Abb. 2E und F).Der Beginn und Verlauf der Cuticulapigmentierung konnte in den Ganzpräparaten verfolgt werden (Abb. 3). In der Cuticula von rosa-äugigen oder frühen braunäugigen Pharatadulten ist in der Cuticula noch keine Pigmentierung zu sehen (Abb. 3 A-C). Die Pigmentierung beginnt in der Cuticula in der darauffolgenden pharatadulten Phase (Abb. 3D) und zeigt eine rasche Ausweitung der pigmentierten Bereiche (Abb. 3E und F). In der abdominalen Cuticula beginnt die Pigmentierung später. Sowohl die Ganzpräparate als auch die histologischen Schnitte (Abb. 4, linke und rechte Seite) zeigen klar, dass die Cuticula der Imagines stärker pigmentiert ist als die der späten Pharatadultphase (Abb. 2F und 3F).In dieser Zeitverlaufsserie zeigen die histologischen Schnitte klar die weitreichenden Veränderungen in der Integumentstruktur im Häutungszyklus auf und liefern damit neue Informationen über die Dynamik der Veränderungen der Epidermisstruktur und zum Cuticulaaufbau vor und während der Apolyse und in den darauffolgenden Phasen der pharatadulten Entwicklung, die mit der adulten Ecdysis endet. Die Veränderung in der Integumentstruktur geht einher mit der Entwicklung der äusseren Morphologie und den Häutungsereignissen. Diese Information ist von Interesse für Untersuchungen zu genetischen, biochemischen und physiologischen Aspekten des Aufbaus des adulten Exoskeletts. Die gegenwärtige Arbeit enthält ausserdem einen Vorschlag zur Vereinheitlichung der Terminologie, die den Verlauf des Häutungszyklus bei Bienen beschreibt.

中文翻译:

蜜蜂成虫蜕皮过程中体被结构的变化

在蜜蜂的成虫蜕皮期间描述了发育角质层和相关表皮的变化模式。观察在蛹蜕皮后立即开始,包括在分离过程中对外皮的组织学分析以及随后成虫角质层的沉积和分化。细胞分解与表皮层厚度和重组的显着增加同时发生,反映了细胞结构的变化。表皮在角质层沉积期间保持增厚,表明具有强烈的生物合成活性,但在角质层分化期间变成非常薄的层,清楚地表明角质层形成的分泌活动正在终止。胸部角质层分化较早,变得比腹部厚。观察到的外皮结构变化提供了洞察力,可以改善蛹和成虫发育阶段的生理特征。ZusammenfassungZur Unterstützung von Untersuchungen zur Differentiellen Expression von Cuticula-Proteine kodierenden Genen beschreiben wir hier die Dynamik der Adultcut Bildula。Wir konzentrieren uns hier auf die Häutung von der Puppe zur Imago, da diese bemerkenswerte Prozesse der Cuticulapigmentierung und Skle-rotisierung beinhaltet, die für die für die Differenzierung des Adulten Exoskeletts wichtig sind。Integumentsstücke wurden aus dem Thorax und dem Abdomen entnommen,在 Ringerlösung gewaschen 和在 Paraformaldehyd fixiert。Nach der Entwässerung wurden sie in Methacrylharz eingebettet。Histologische Schnitte wurden mittels Methylenblau und basicchem Fuc​​hsin gefärbt。Wir fertigten auch Ganzpräparate an, die in Glyzerin montiert wurden.Epidermiszellen von frischgehäuteten weissäugigen Puppen zeigen einen apikal gelagerten Kern und ein basalseitiges Cytoplasma mit klaren Bereichen (Abb.)。Das eigentliche Puppenstadium ist sehr kurz, da die Apolyse bereits einsetzt, sobald die Augen der Puppen eine leicht rosa Färbung zeigen (Abb. 1B) Während die thorakale Epidermis von rosaäugigen Pharatadulten bereits vergleichsweise dick ist, ist die 腹部 Epidermis noch dünn und wenig differentenziert (Abb. 2A).Die klaren Bereiche, die in frischgehäuten a frischgehäuten a puplenäuten a tuplenäuten sinätäuten zu sehen, 是 auf Materialtransportvorgänge von der basalen zur apikalen Epithelseite hindeutet (Pfeile in Abb. 2A 和 B)。在 Puppen mit dunkelrosa gefärbten Augen ist die Ablagerung der thorakalen im Vergleich zurrabbiten Cuticula bereits weit fortgeschritten (Abb. 2B)。Bei braunäugigen Pharatadulten ist der Thorax von einer dicken Cuticula bedect (Abb. 2C), während auch hier die腹部角质层 noch dünn ist。(缩写 2C)。Unter der thorakalen Cuticula ist jetzt bereits die gestreifte Imaginalmuskulatur zu sehen, und der Beginn der Cuticulapigmentierung markiert den Übergang von der Phase der Cuticulaablagerung zur Differenzierung。Einhergehend mit der Cuticulapigmentierung (Abb. 2E und F) wird die Epidermis dünner, nicht nur im Thoraxsondern auch im Abdomen,是 auf das Ende der Biosynthesephase der Cuticulabildung hinweist (Abb. 2E und F)。Die Thoraxmuskulatur, die zunächst nur loss mit dem Integument assoziiert war (Abb. 2D), gewinnt jetzt einen festen Anschluss (Abb. 2E und F).Der Beginn und Verlauf der Cuticulapigmentierung konnte in wertena 3 )。In der Cuticula von rosa-äugigen oder frühen braunäugigen Pharatadulten ist in der Cuticula noch keine Pigmentierung zu sehen (Abb. 3 AC)。Die Pigmentierung beginnt in der Cuticula in der darauffolgenden pharatadulten Phase (Abb. 3D) und zeigt eine rasche Ausweitung der Pigmentierten Bereiche (Abb. 3E und F)。在腹部角质层开始死亡 Pigmentierung später。Sowohl die Ganzpräparate als auch die histologischen Schnitte (Abb. 4, linke und rechte Seite) zeigen klar, dass die Cuticula der Imagines stärker Pigiertist als die der späten Pharatadultphase (Abb. 2F 和 3F)。在dieser Zeitverlaufsserie zeigen模具histologischen Schnitte KLAR模具weitreichendenVeränderungen在DER Integumentstruktur IMHäutungszyklus奥夫UND liefern damit抵达Neue信息详细信息黚死Dynamik此DERVeränderungenDER Epidermisstruktur UND的Zum Cuticulaaufbau VOR UNDwährendDER Apolyse UND在书房darauffolgenden Phasen DER pharatadulten发展协会,模具MIT DER adulten蜕皮结束。Die Veränderung in der Integumentstruktur geht einher mit der Entwicklung der äusseren Morphologie und den Häutungsereignissen。Diese Informationist von Interesse für Untersuchungen zu genetischen, biochemischen und physiologischen Aspekten des Aufbaus des Adulten Exoskeletts。Die gegenwärtige Arbeit enthält ausserdem einen Vorschlag zur Vereinheitlichung der Terminologie, die den Verlauf des Häutungszyklus bei Bienen beschreibt。
更新日期:2008-12-24
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