New insights from molecular characterization of the tick Rhipicephalus (Boophilus) microplus in Brazil / Novos pontos de vista sobre a caracterização molecular em carrapatos Rhipicephalus (Boophilus) microplus, no Brasil

Abstract The Rhipicephalus (Boophilus) microplus complex currently consists of five taxa, namely R. australis, R. annulatus, R. (B.) microplus clade A sensu, R. microplus clade B sensu, and R. (B.) microplus clade C sensu. Mitochondrial DNA-based methods help taxonomists when they are facing the morpho-taxonomic problem of distinguishing members of the R. (B.) microplus complex. The purpose of this study was to perform molecular characterization of ticks in all five regions of Brazil and infer their phylogenetic relationships. Molecular analysis characterized 10 haplotypes of the COX-1 gene. Molecular network analysis revealed that haplotype H-2 was the most dispersed of the studied populations (n = 11). Haplotype H-3 (n = 2) had the greatest genetic differentiation when compared to other Brazilian populations. A Bayesian phylogenetic tree of the COX-1 gene obtained strong support. In addition, it was observed that the population of R. (B.) microplus haplotype H-3 exhibited diverging branches among the other Brazilian populations in the study. The study concludes that the different regions of Brazil have R. (B.) microplus tick populations with distinct haplotypes.

Resumo Carrapatos do complexo R. (B.) microplus se distribuem em cinco taxa: R. australis, R. annulatus, R. (B.) microplus clado A sensu R. microplus clado B sensue e R. (B.) microplus clado C sensu. Métodos baseados no DNA mitocondrial podem auxiliar taxonomistas quando há dificuldades em estabelecer diferenças morfológicas para distinguir membros do complexo R. (B.) microplus. O objetivo deste estudo foi a caracterização molecular e a inferência de relações filogenéticas em carrapatos de todas as cinco regiões geográficas do Brasil. Para o gene COX-1, a análise molecular caracterizou 10 haplótipos. Na análise molecular em rede foi observado que o haplótipo H-2 é o mais disperso entre as populações (n=11). O haplótipo H-3 (n=2) foi o que obteve maior diferenciação genética ao ser comparado com outras populações brasileiras. A árvore filogenética Bayesiana de gene COX-1 gerou suporte robusto e foi observado que a população de R. (B.) microplus haplótipo H-3 apresentou ramificação com divergência entre as outras populações brasileiras apresentadas neste estudo. Conclui-se que as populações brasileiras possuem diversidade haplotípica com divergência entre as diversas populações de R. (B.) microplus no Brasil.

Characterization of the pyrethroid resistance profile of Rhipicephalus (Boophilus) microplus populations from the states of Rio Grande do Sul and Mato Grosso do Sul, Brazil / Caracterização do perfil de resistência do Rhipicephalus (Boophilus) microplus a piretróides em populações dos estados do Rio Grande do Sul e Mato Grosso do Sul, Brasil

Cattle ticks Rhipicephalus (Boophilus) microplus are mainly controlled in Brazil by means of acaricide products, without any official policies in this regard. Acaricides continue to be sold indiscriminately, and this has contributed towards making the problem of resistance widespread, thus making diagnosis and monitoring of tick resistance essential. Here, bioassays (larval packet test) were performed on tick populations from the states of Rio Grande do Sul and Mato Grosso do Sul regarding their susceptibility to cypermethrin, deltamethrin and flumethrin. All the tick samples tested showed resistance to cypermethrin (10) (resistance factor (RF) ranging from 5.6 to 80.3) and deltamethrin (10) (RF ranging from 2.4 to 83.1). Six out of eight populations were resistant to flumethrin (RF ranging from 3.8 to 8.2). PCR molecular analyses did not show any T2134A mutations in the voltage-gated sodium channel gene, in any of the sampled populations. The results from this study highlight the critical status of resistance of the cattle tick to synthetic pyrethroids in the regions studied. Further studies are needed to identify the mechanisms responsible for the resistant phenotypes observed in the bioassays. This was the first detection of flumethrin resistance in Brazil.

O controle do carrapato Rhipicephalus (Boophilus) microplus no Brasil é feito principalmente com produtos acaricidas, sem uma política de controle oficial. A venda destes produtos continua ocorrendo de maneira indiscriminada, o que tem contribuído para generalizar o problema da resistência em todo o país, tornando essencial seu diagnóstico e monitoramento. Bioensaios (teste do pacote de larvas) foram conduzidos com populações de carrapatos do Rio Grande do Sul e Mato Grosso do Sul, com relação à sua suscetibilidade a três princípios ativos piretróides. Todas as amostras analisadas mostraram resistência à cipermetrina (10), com fatores de resistência (FR) de 5,6 a 80,3, e à deltametrina, com FR variando de 2,4 a 83,1. Seis das oito amostras foram resistentes à flumetrina (FR de 3,8 a 8,2). Análises moleculares utilizando PCR demonstraram que em todas as populações amostradas não foram encontrados alelos com a mutação T2134A no gene do canal de sódio controlado por voltagem. Os resultados deste estudo evidenciam a situação crítica da resistência do carrapato bovino ao grupo dos piretróides sintéticos nas regiões estudadas. Novos estudos são necessários para identificar os mecanismos responsáveis pelos fenótipos resistentes observados nos bioensaios. Este é o primeiro relato da resistência a flumetrina no Brasil.

Comparison of predicted binders in Rhipicephalus (Boophilus) microplus intestine protein variants BM86 Campo Grande strain, BM86 and BM95 / Comparação da previsão de ligação das variantes de proteína de intestino de Rhipicephalus (Boophilus) microplus Bm86 cepa Campo Grande, Bm86 e Bm95

This paper reports the sequence analysis of Bm86 Campo Grande strain comparing it with Bm86 and Bm95 antigens from the preparations TickGardPLUS and GavacTM, respectively. The PCR product was cloned into pMOSBlue and sequenced. The secondary structure prediction tool PSIPRED was used to calculate alpha helices and beta strand contents of the predicted polypeptide. The hydrophobicity profile was calculated using the algorithms from the Hopp and Woods method, in addition to identification of potential MHC class-I binding regions in the antigens. Pair-wise alignment revealed that the similarity between Bm86 Campo Grande strain and Bm86 is 0.2 percent higher than that between Bm86 Campo Grande strain and Bm95 antigens. The identities were 96.5 percent and 96.3 percent respectively. Major suggestive differences in hydrophobicity were predicted among the sequences in two specific regions.

O objetivo deste estudo foi analisar a seqüência de Bm86 cepa Campo Grande comparando-a com os antígenos Bm86 e Bm95 das preparações TickGardPLUS e GavacTM, respectivamente. O produto de PCR foi clonado em PMOSBlue e seqüenciado. Para calcular os conteúdos de alfa-hélice e fita beta do polipeptídio previsto, foi utilizada a ferramenta de prognóstico de estrutura secundária PSIPRED. O perfil de hidrofobicidade foi calculado usando os algoritmos de Hopp e Woods, além da identificação das possíveis regiões de ligação com MHC classe I nos antígenos. O alinhamento "pair-wise" revelou que a similaridade entre Bm86 cepa Campo Grande e Bm86 é 0,2 por cento maior que aquela entre Bm86 cepa Campo Grande e Bm95. As identidades foram de 96,5 por cento e 96,3 por cento, respectivamente. Com relação à hidrofobicidade, os resultados sugerem que a maior diferença entre as seqüências está localizada em duas regiões específicas.