Isolation and characterization of bacteria associated with silkworm gut under antibiotic-treated larval feeding

Abstract The impact of antibiotics on growth, cocoon production was assessed in addition to isolation and characterization of bacteria associated with silkworm gut of infected larvae. Larval rearing was maintained at recommended conditions of temperature and humidity. Silkworm larvae showing abnormal symptoms were collected from the control group and dissected for gut collection. Bacteria were isolated from the gut content by spreading on agar plates and incubated at 37 °C for 48 hrs. Bacterial identification and phylogenetic analysis were carried out by 16S rRNA gene sequencing. The isolated bacteria were subjected to antimicrobial susceptibility test (disc diffusion methods) by using Penicillin (10 µg/mL), Tetracycline (30 µg/mL), Amoxicillin (25 µg/mL), Ampicillin (10 µg/mL), and Erythromycin (15 µg/mL). All isolated strains showed positive results for the catalase test. We isolated and identified bacterial strains (n = 06) from the gut of healthy and diseased silkworm larvae. Based on the 16S rRNA gene sequence, isolated bacteria showed close relation with Serratia, Bacillus, and Pseudomonas spp. Notably, 83.3% of strains were resistant to Penicillin, Tetracycline, Amoxicillin, Ampicillin, and Erythromycin but 16.6% showed antibiotic susceptibility to the above-mentioned commonly used antibiotics. Silkworm larvae fed on penicillin-treated leaves showed significant improvement in larval weight, larval length, and cocoon production. Significantly higher larval weight (6.88g), larval length (5.84cm), and cocoon weight (1.33g) were recorded for larvae fed on leaves treated with penicillin as compared to other antibiotics. Isolated bacterial strains showed close relation with Serratia spp., Bacillus spp. and Pseudomonas spp.

Resumo O impacto dos antibióticos no crescimento e na produção do casulo foi avaliado, além do isolamento e caracterização das bactérias associadas ao intestino de larvas infectadas do bicho-da-seda. A criação das larvas foi mantida nas condições recomendadas de temperatura e umidade. As larvas do bicho-da-seda com sintomas anormais foram coletadas do grupo controle e dissecadas para coleta do intestino. As bactérias foram isoladas do conteúdo intestinal por espalhamento em placas de ágar e incubadas a 37° C durante 48 horas. A identificação bacteriana e a análise filogenética foram realizadas pelo sequenciamento do gene 16S rRNA. As bactérias isoladas foram submetidas a teste de sensibilidade antimicrobiana (métodos de difusão em disco) com penicilina (10 µg / mL), tetraciclina (30 µg / mL), amoxicilina (25 µg / mL), ampicilina (10 µg / mL) e eritromicina (15 µg / mL). Todas as cepas isoladas apresentaram resultados positivos para o teste da catalase. Isolamos e identificamos cepas bacterianas (n = 06) do intestino de larvas de bicho-da-seda saudáveis e doentes. Com base na sequência do gene 16S rRNA, as bactérias isoladas mostraram estreita relação com Serratia, Bacillus e Pseudomonas spp. Notavelmente, 83,3% das cepas eram resistentes a penicilina, tetraciclina, amoxicilina, ampicilina e eritromicina, mas 16,6% mostraram suscetibilidade aos antibióticos comumente usados mencionados acima. As larvas do bicho-da-seda alimentadas com folhas tratadas com penicilina apresentaram melhora significativa no peso larval, comprimento larval e produção de casulo. Peso larval significativamente maior (6,88g), comprimento larval (5,84cm) e peso do casulo (1,33g) foram registrados para larvas alimentadas com folhas tratadas com penicilina, em comparação com outros antibióticos. Cepas bacterianas isoladas mostraram estreita relação com Serratia spp., Bacillus spp. e Pseudomonas spp.

Genetic variations among the isolates of Bipolaris Maydis based on phenotypic and molecular markers

Abstract Maydis leaf blight, caused by Bipolaris maydis, is an important disease of maize crop in Khyber Pakhtunkhwa (KP) Pakistan. Fifteen isolates of the pathogen, collected across KP, were studied for variability based on phenotypic and molecular markers. Significant variability among the isolates was observed when assessed using phenotypic traits such as radial growth, spore concentration, fungicide sensitivity and virulence. The isolates were classified into six culture groups based on colour, texture and margins of the colony. Conidial morphology was also variable. These were either straight or slightly curved and light to dark brown in colour. Fungicide test showed significant variation in the degree of sensitivity against Carbendazim. Isolate Bm8 exhibited maximum radial growth on carbendazim spiked plates. Conversely, isolate Bm15 showed the lowest radial growth. Variations in virulence pattern of the isolates were evident when a susceptible maize variety Azam was inoculated with spores of B. maydis. Genetic variability amongst the isolates was also estimated by RAPD as well as sequencing of ITS region. The RAPD dendrogram grouped all the isolates into two major clusters. Average genetic distance ranged from 0.6% to 100%, indicating a diverse genetic gap among the isolates. Maximum genetic distance was found between isolates Bm9 and Bm10 as well as Bm2 and Bm8. Conversely, isolates Bm13 and Bm15 were at minimum genetic distance. Phylogenetic dendrogram based on sequencing of ITS region grouped all the isolates into a single major cluster. The clusters in both the dendrogram neither correlate to the geographical distribution nor to the morphological characteristics.

Resumo A ferrugem das folhas de maydis, causada por Bipolaris maydis, é uma doença importante da cultura do milho em Khyber Pakhtunkhwa (KP), Paquistão. Quinze isolados do patógeno, coletados em KP, foram estudados quanto à variabilidade com base em marcadores fenotípicos e moleculares. Variabilidade significativa entre os isolados foi observada quando avaliada por meio de características fenotípicas, como crescimento radial, concentração de esporos, sensibilidade a fungicida e virulência. Os isolados foram classificados em seis grupos de cultura com base na cor, textura e margens da colônia. A morfologia dos conídios também foi variável. Estes eram retos ou ligeiramente curvos e de cor marrom-claro a escuro. O teste de fungicida mostrou variação significativa no grau de sensibilidade ao carbendazim. O isolado Bm8 exibiu crescimento radial máximo em placas com adição de carbendazim. Por outro lado, o isolado Bm15 apresentou o menor crescimento radial. As variações no padrão de virulência dos isolados foram evidentes quando uma variedade de milho suscetível Azam foi inoculada com esporos de B. maydis. A variabilidade genética entre os isolados também foi estimada por RAPD, bem como sequenciamento da região ITS. O dendrograma RAPD agrupou todos os isolados em dois grupos principais. A distância genética média variou de 0,6% a 100%, indicando uma lacuna genética diversa entre os isolados. A distância genética máxima foi encontrada entre os isolados Bm9 e Bm10 e também entre Bm2 e Bm8. Por outro lado, os isolados Bm13 e Bm15 estavam a uma distância genética mínima. O dendrograma filogenético baseado no sequenciamento da região ITS agrupou todos os isolados em um único aglomerado principal. Os agrupamentos em ambos os dendrogramas não se correlacionam com a distribuição geográfica nem com as características morfológicas.

Isolation and characterization of bacteria associated with silkworm gut under antibiotic-treated larval feeding / Isolamento e caracterização de bactérias associadas ao trato intestinal do bicho-da-seda sob alimentação larval tratada com antibióticos

Abstract The impact of antibiotics on growth, cocoon production was assessed in addition to isolation and characterization of bacteria associated with silkworm gut of infected larvae. Larval rearing was maintained at recommended conditions of temperature and humidity. Silkworm larvae showing abnormal symptoms were collected from the control group and dissected for gut collection. Bacteria were isolated from the gut content by spreading on agar plates and incubated at 37 °C for 48 hrs. Bacterial identification and phylogenetic analysis were carried out by 16S rRNA gene sequencing. The isolated bacteria were subjected to antimicrobial susceptibility test (disc diffusion methods) by using Penicillin (10 µg/mL), Tetracycline (30 µg/mL), Amoxicillin (25 µg/mL), Ampicillin (10 µg/mL), and Erythromycin (15 µg/mL). All isolated strains showed positive results for the catalase test. We isolated and identified bacterial strains (n = 06) from the gut of healthy and diseased silkworm larvae. Based on the 16S rRNA gene sequence, isolated bacteria showed close relation with Serratia, Bacillus, and Pseudomonas spp. Notably, 83.3% of strains were resistant to Penicillin, Tetracycline, Amoxicillin, Ampicillin, and Erythromycin but 16.6% showed antibiotic susceptibility to the above-mentioned commonly used antibiotics. Silkworm larvae fed on penicillin-treated leaves showed significant improvement in larval weight, larval length, and cocoon production. Significantly higher larval weight (6.88g), larval length (5.84cm), and cocoon weight (1.33g) were recorded for larvae fed on leaves treated with penicillin as compared to other antibiotics. Isolated bacterial strains showed close relation with Serratia spp., Bacillus spp. and Pseudomonas spp.

Resumo O impacto dos antibióticos no crescimento e na produção do casulo foi avaliado, além do isolamento e caracterização das bactérias associadas ao intestino de larvas infectadas do bicho-da-seda. A criação das larvas foi mantida nas condições recomendadas de temperatura e umidade. As larvas do bicho-da-seda com sintomas anormais foram coletadas do grupo controle e dissecadas para coleta do intestino. As bactérias foram isoladas do conteúdo intestinal por espalhamento em placas de ágar e incubadas a 37° C durante 48 horas. A identificação bacteriana e a análise filogenética foram realizadas pelo sequenciamento do gene 16S rRNA. As bactérias isoladas foram submetidas a teste de sensibilidade antimicrobiana (métodos de difusão em disco) com penicilina (10 µg / mL), tetraciclina (30 µg / mL), amoxicilina (25 µg / mL), ampicilina (10 µg / mL) e eritromicina (15 µg / mL). Todas as cepas isoladas apresentaram resultados positivos para o teste da catalase. Isolamos e identificamos cepas bacterianas (n = 06) do intestino de larvas de bicho-da-seda saudáveis e doentes. Com base na sequência do gene 16S rRNA, as bactérias isoladas mostraram estreita relação com Serratia, Bacillus e Pseudomonas spp. Notavelmente, 83,3% das cepas eram resistentes a penicilina, tetraciclina, amoxicilina, ampicilina e eritromicina, mas 16,6% mostraram suscetibilidade aos antibióticos comumente usados mencionados acima. As larvas do bicho-da-seda alimentadas com folhas tratadas com penicilina apresentaram melhora significativa no peso larval, comprimento larval e produção de casulo. Peso larval significativamente maior (6,88g), comprimento larval (5,84cm) e peso do casulo (1,33g) foram registrados para larvas alimentadas com folhas tratadas com penicilina, em comparação com outros antibióticos. Cepas bacterianas isoladas mostraram estreita relação com Serratia spp., Bacillus spp. e Pseudomonas spp.

Ameliorative effects of morel mushroom (Morchella esculenta) against Cadmium-induced reproductive toxicity in adult male rats / Efeitos benéficos do cogumelo morel (Morchella esculenta) contra a toxicidade reprodutiva induzida por cádmio em ratos machos adultos

Cadmium (Cd) is one of the major toxicants, which affects human health through occupational and environmental exposure. In the current study, we evaluated the protective effects of morel mushrooms against Cd-induced reproductive damages in rats. For this purpose, 30 male rats were divided into 6 groups (n=5/group), the first group served as the control group, second group was treated with an intraperitoneal (i.p) injection of 1 mg/kg/day of Cd. Third and fourth groups were co-treated with 1 mg/kg/day of Cd (i.p) and 10 and 20 mg/kg/day of morel mushroom extract (orally) respectively. The final 2 groups received oral gavage of 10 and 20 mg/kg/day of morel mushroom extract alone. After treatment for 17 days, the animals were euthanized, and testes and epididymis were dissected out. One testis and epididymis of each animal were processed for histology, while the other testis and epididymis were used for daily sperm production (DSP) and comet assay. Our results showed that Cd and morel mushrooms have no effect on animal weight, but Cd significantly decreases the DSP count and damages the heritable DNA which is reversed in co-treatment groups. Similarly, the histopathological results of testes and epididymis show that morel mushrooms control the damage to these tissues. Whereas the morel mushroom extract alone could enhance the production of testosterone. These results conclude that morel mushrooms not only control the damage done by Cd, but it could also be used as a protection mechanism for heritable DNA damage.

O cádmio (Cd) é um dos principais tóxicos, que afeta a saúde humana por meio da exposição ocupacional e ambiental. No presente estudo, avaliamos os efeitos protetores dos cogumelos morel contra os danos reprodutivos induzidos pelo Cd em ratos. Para tanto, 30 ratos machos foram divididos em 6 grupos (n = 5 / grupo); o primeiro grupo serviu de controle, o segundo grupo foi tratado com injeção intraperitoneal (i.p) de 1 mg / kg / dia de Cd. O terceiro e o quarto grupos foram cotratados com 1 mg / kg / dia de Cd (i.p) e 10 e 20 mg / kg / dia de extrato de cogumelo morel (por via oral), respectivamente. Os dois grupos finais receberam gavagem oral de 10 e 20 mg / kg / dia de extrato de cogumelo morel sozinho. Após o tratamento por 17 dias, os animais foram sacrificados e os testículos e o epidídimo foram dissecados. Um testículo e epidídimo de cada animal foram processados para histologia, enquanto o outro testículo e epidídimo foram usados para produção diária de esperma (DSP) e ensaio cometa. Nossos resultados mostraram que os cogumelos Cd e morel não têm efeito sobre o peso do animal, mas o Cd diminui significativamente a contagem de DSP e danifica o DNA hereditário, que é revertido em grupos de cotratamento. Da mesma forma, os resultados histopatológicos dos testículos e do epidídimo mostram que os cogumelos morel controlam os danos a esses tecidos. Considerando que o extrato de cogumelo morel sozinho pode aumentar a produção de testosterona. Esses resultados concluem que os cogumelos morel não apenas controlam os danos causados pelo Cd, mas também podem ser usados como um mecanismo de proteção para danos hereditários ao DNA.

Ameliorative effects of morel mushroom (Morchella esculenta) against Cadmium-induced reproductive toxicity in adult male rats

Abstract Cadmium (Cd) is one of the major toxicants, which affects human health through occupational and environmental exposure. In the current study, we evaluated the protective effects of morel mushrooms against Cd-induced reproductive damages in rats. For this purpose, 30 male rats were divided into 6 groups (n=5/group), the first group served as the control group, second group was treated with an intraperitoneal (i.p) injection of 1 mg/kg/day of Cd. Third and fourth groups were co-treated with 1 mg/kg/day of Cd (i.p) and 10 and 20 mg/kg/day of morel mushroom extract (orally) respectively. The final 2 groups received oral gavage of 10 and 20 mg/kg/day of morel mushroom extract alone. After treatment for 17 days, the animals were euthanized, and testes and epididymis were dissected out. One testis and epididymis of each animal were processed for histology, while the other testis and epididymis were used for daily sperm production (DSP) and comet assay. Our results showed that Cd and morel mushrooms have no effect on animal weight, but Cd significantly decreases the DSP count and damages the heritable DNA which is reversed in co-treatment groups. Similarly, the histopathological results of testes and epididymis show that morel mushrooms control the damage to these tissues. Whereas the morel mushroom extract alone could enhance the production of testosterone. These results conclude that morel mushrooms not only control the damage done by Cd, but it could also be used as a protection mechanism for heritable DNA damage.

Resumo O cádmio (Cd) é um dos principais tóxicos, que afeta a saúde humana por meio da exposição ocupacional e ambiental. No presente estudo, avaliamos os efeitos protetores dos cogumelos morel contra os danos reprodutivos induzidos pelo Cd em ratos. Para tanto, 30 ratos machos foram divididos em 6 grupos (n = 5 / grupo); o primeiro grupo serviu de controle, o segundo grupo foi tratado com injeção intraperitoneal (i.p) de 1 mg / kg / dia de Cd. O terceiro e o quarto grupos foram cotratados com 1 mg / kg / dia de Cd (i.p) e 10 e 20 mg / kg / dia de extrato de cogumelo morel (por via oral), respectivamente. Os dois grupos finais receberam gavagem oral de 10 e 20 mg / kg / dia de extrato de cogumelo morel sozinho. Após o tratamento por 17 dias, os animais foram sacrificados e os testículos e o epidídimo foram dissecados. Um testículo e epidídimo de cada animal foram processados para histologia, enquanto o outro testículo e epidídimo foram usados para produção diária de esperma (DSP) e ensaio cometa. Nossos resultados mostraram que os cogumelos Cd e morel não têm efeito sobre o peso do animal, mas o Cd diminui significativamente a contagem de DSP e danifica o DNA hereditário, que é revertido em grupos de cotratamento. Da mesma forma, os resultados histopatológicos dos testículos e do epidídimo mostram que os cogumelos morel controlam os danos a esses tecidos. Considerando que o extrato de cogumelo morel sozinho pode aumentar a produção de testosterona. Esses resultados concluem que os cogumelos morel não apenas controlam os danos causados pelo Cd, mas também podem ser usados como um mecanismo de proteção para danos hereditários ao DNA.

Ameliorative effects of morel mushroom (Morchella esculenta) against Cadmium-induced reproductive toxicity in adult male rats / Efeitos benéficos do cogumelo morel (Morchella esculenta) contra a toxicidade reprodutiva induzida por cádmio em ratos machos adultos

Cadmium (Cd) is one of the major toxicants, which affects human health through occupational and environmental exposure. In the current study, we evaluated the protective effects of morel mushrooms against Cd-induced reproductive damages in rats. For this purpose, 30 male rats were divided into 6 groups (n=5/group), the first group served as the control group, second group was treated with an intraperitoneal (i.p) injection of 1 mg/kg/day of Cd. Third and fourth groups were co-treated with 1 mg/kg/day of Cd (i.p) and 10 and 20 mg/kg/day of morel mushroom extract (orally) respectively. The final 2 groups received oral gavage of 10 and 20 mg/kg/day of morel mushroom extract alone. After treatment for 17 days, the animals were euthanized, and testes and epididymis were dissected out. One testis and epididymis of each animal were processed for histology, while the other testis and epididymis were used for daily sperm production (DSP) and comet assay. Our results showed that Cd and morel mushrooms have no effect on animal weight, but Cd significantly decreases the DSP count and damages the heritable DNA which is reversed in co-treatment groups. Similarly, the histopathological results of tests and epididymis show that morel mushrooms control the damage to these tissues. Whereas the morel mushroom extract alone could enhance the production of testosterone. These results conclude that morel mushrooms not only control the damage done by Cd, but it could also be used as a protection mechanism for heritable DNA damage.

O cádmio (Cd) é um dos principais tóxicos, que afeta a saúde humana por meio da exposição ocupacional e ambiental. No presente estudo, avaliamos os efeitos protetores dos cogumelos morel contra os danos reprodutivos induzidos pelo Cd em ratos. Para tanto, 30 ratos machos foram divididos em 6 grupos (n = 5 / grupo); o primeiro grupo serviu de controle, o segundo grupo foi tratado com injeção intraperitoneal (i.p) de 1 mg / kg / dia de Cd. O terceiro e o quarto grupos foram cotratados com 1 mg / kg / dia de Cd (i.p) e 10 e 20 mg / kg / dia de extrato de cogumelo morel (por via oral), respectivamente. Os dois grupos finais receberam gavagem oral de 10 e 20 mg / kg / dia de extrato de cogumelo morel sozinho. Após o tratamento por 17 dias, os animais foram sacrificados e os testículos e o epidídimo foram dissecados. Um testículo e epidídimo de cada animal foram processados para histologia, enquanto o outro testículo e epidídimo foram usados para produção diária de esperma (DSP) e ensaio cometa. Nossos resultados mostraram que os cogumelos Cd e morel não têm efeito sobre o peso do animal, mas o Cd diminui significativamente a contagem de DSP e danifica o DNA hereditário, que é revertido em grupos de cotratamento. Da mesma forma, os resultados histopatológicos dos testículos e do epidídimo mostram que os cogumelos morel controlam os danos a esses tecidos. Considerando que o extrato de cogumelo morel sozinho pode aumentar a produção de testosterona. Esses resultados concluem que os cogumelos morel não apenas controlam os danos causados pelo Cd, mas também podem ser usados como um mecanismo de proteção para danos hereditários ao DNA.