No fitness costs are induced by Spiroplasma infections of Aphis citricidus reared on two different host plants / Custo adaptativo induzido por Spiroplasma em Aphis citricidus em duas plantas hospedeiras

Abstract Aphids can harbor several secondary symbionts that alter important aphid-related ecological traits, such as defense against natural enemies, heat tolerance and host plant utilization. One of these secondary symbionts, Spiroplasma, is well known in Drosophila as a sex modulator and by interacting with the host immune system. However, little is known on the effects of Spiroplasma on aphids, such as its influence on the host immune defense against fungi and on host plant utilization. Aphid infections by Spiroplasma are known to be low and few aphid species were reported to be infected with this secondary symbiont, however aphids belonging to the genus Aphis in neotropical regions show high infection rates by Spiroplasma. Thus, we investigated the association of Spiroplasma with the tropical aphid Aphis citricidus through comparative biology experiments on two host plants with different nutritional value to the aphid. We demonstrate Spiroplasma induced no significant fitness costs to A. citricidus on either host plant as no changes in the fitness traits we assessed were observed. Spiroplasma infection only induced sutle changes on host longevity and fecundity. Therefore, we concluded Spiroplasma established a neutral interaction with A. citricidus under the selection pressure we tested, and argue on stress conditions that could better demonstrate the role of Spiroplasma in A. citricidus bioecology and associated costs involved.

Resumo Pulgões podem abrigar vários simbiontes secundários que alteram características ecológicas importantes, como defesa contra inimigos naturais, tolerância ao calor e utilização da planta hospedeira. Um desses simbiontes secundários, Spiroplasma, é estudado em Drosophila por alterar a razão sexual e interagir com o sistema imunológico do hospedeiro. No entanto, pouco se sabe sobre os efeitos do Spiroplasma em pulgões, como sua influência na defesa contra fungos entomopatogénicos ou na utilização da planta hospedeira, por exemplo. Spiroplasma foi identificado em poucas espécies de pulgão e geralmente em baixa densidade, contudo pulgões pertencentes ao gênero Aphis em regiões neotropicais apresentam altas taxas de infecção por Spiroplasma. Assim, investigamos a associação entre Spiroplasma e o pulgão neotropical Aphis citricidus por meio de biologia comparativa em duas plantas hospedeiras com diferentes valores nutricionais para o pulgão. Spiroplasma não causou custo adaptativo significativo para A. citricidus em ambas planta hospedeira. A infecção por Spiroplasma induziu apenas pequenas mudanças na longevidade e fecundidade do hospedeiro. Portanto, concluímos que Spiroplasma estabeleceu uma interação neutra com A. citricidus sob ausência de pressão de seleção. Entretanto, discutimos sobre condições de estresse que possam demonstrar o papel de Spiroplasma na bioecologia de A. citricidus e os possíveis custos envolvidos.

Evidencia molecular de la ocurrencia de bacterias celulolíticas del género Cohnella en especies neotropicales de Nasutitermitinae colectadas en el NEA / Molecular evidence that cellulolytic bacterial genus Cohnella is widespread among Neotropical Nasutitermitinae from NE Argentina

Cohnella is a highly cellulolytic bacterial genus, which can be found in a variety of habitats. The aim of this study was to assess its presence in the digestive tract of termite species collected in North-eastern Argentina: Nasutitermes aquilinus, N. corniger and Cortaritermes fulviceps. Gut homogenates were incubated with cellulosic substrate for bacterial growth. Bacterial 16S rDNA was partially amplified using new primers for Cohnella spp. and cloned. Sequences obtained showed highest similarity (97.2-99.9%) with those of Cohnella spp. previously reported from diverse environments. Phylogenetic analysis tended to group the clones according to their host species and sampling sites. These results indicate the association of Cohnella-related intestinal symbionts with three common Neotropical termites. Their potential industrial application encourages further research.

Cohnella es un género de bacterias celulolíticas que puede ser encontrado en una variedad de hábitats. El propósito de este estudio fue registrar su presencia en el tracto digestivo de termitas (Nasutitermes aquilinus, N. corniger y Cortaritermes fulviceps) colectadas en el noreste argentino (NEA). Se incubaron homogenados de intestinos en sustrato celulósico para multiplicar las bacterias. Utilizando nuevos cebadores para Cohnella spp., se amplificó una porción del ADN ribosomal 16S bacteriano, el cual fue posteriormente clonado. Las secuencias obtenidas mostraron su mayor porcentaje de similitud (97,2-99,9%) con Cohnella spp., previamente reportadas en diversos ambientes. El análisis filogenético tendió a agrupar a los clones de acuerdo a la especie hospedante y al sitio de muestreo. Estos resultados indican que especies de termitas frecuentes en el NEA albergan simbiontes intestinales relacionados con el género Cohnella. Las potenciales aplicaciones industriales de estos microorganismos animan a profundizar los estudios.

Phylogeny of the Trichogramma endosymbiont Wolbachia, an alpha-proteobacteria (Rickettsiae) / Filogenia do endosimbionte Wolbachia em Trichogramma, an alpha-proteobacteria (Rickettsiae)

Abstract Wolbachia (Hertig) endosymbionts are extensively studied in a wide range of organisms and are known to be transmitted through the egg cytoplasm to the offsping. Wolbachia may cause several types of reproductive modifications in arthropods. In Trichogramma species, parthenogenesis-inducing Wolbachia bacteria allow females wasps to produce daughters from unfertilized eggs and these bacteria are present in at least 9% of all Trichogramma species. Phylogenetic studies have led to the subdivision of the Wolbachia clade in five supergroups (A, B, C, D and E) and Wolbachia from Trichogramma belong to supergroup B. Here, using the wsp gene, four groups of Wolbachia that infect Trichogramma species were distinguished and the addition of a new group "Ato" was suggested due to the addition of Wolbachia from Trichogramma atopovirilia (Oatman and Platner). Specific primers were designed and tested for the "Ato" group. Seventy-five percent of all evaluated Wolbachia strains from Trichogramma fell within "Sib" group.

Resumo Endosimbiontes do gênero Wolbachia (Hertig) são extensivamente estudados em uma ampla gama de organismos e são conhecidos por serem transmitidos via citoplasma do ovo hospedeiro para seu descendente. Wolbachia pode causar vários tipos de alterações reprodutivas nos artrópodes. Nas espécies de Trichogramma, a reprodução partenogenética induzida por Wolbachia, possibilita as fêmeas dos parasitoides a produção de fêmeas a partir de ovos não fertilizados e estas bactérias estão presentes em pelo menos 9% de todas as espécies de Trichogramma. Estudos filogenéticos têm levado a subdivisão do clado Wolbachia em cinco supergrupos (A, B, C, D and E). Wolbachia em Trichogramma pertence ao supergrupo B. Com o gene wsp foi possível se distinguir quatro grupos de Wolbachia que infectam Trichogramma e adicionar um novo grupo (Ato) devido a inclusão de Wolbachia detectada em Trichogramma atopovirilia (Oatman and Platner, 1983). Primers específicos foram construídos e testados para o grupo "Ato". Setenta e cinco por cento de todas as linhagens de Wolbachia que infectam Trichogramma se enquadraram dentro do grupo "Sib".

Phylogeny of the Trichogramma endosymbiont Wolbachia, an alpha-proteobacteria (Rickettsiae)

Abstract Wolbachia (Hertig) endosymbionts are extensively studied in a wide range of organisms and are known to be transmitted through the egg cytoplasm to the offsping. Wolbachia may cause several types of reproductive modifications in arthropods. In Trichogramma species, parthenogenesis-inducing Wolbachia bacteria allow females wasps to produce daughters from unfertilized eggs and these bacteria are present in at least 9% of all Trichogramma species. Phylogenetic studies have led to the subdivision of the Wolbachia clade in five supergroups (A, B, C, D and E) and Wolbachia from Trichogramma belong to supergroup B. Here, using the wsp gene, four groups of Wolbachia that infect Trichogramma species were distinguished and the addition of a new group Ato was suggested due to the addition of Wolbachia from Trichogramma atopovirilia (Oatman and Platner). Specific primers were designed and tested for the Ato group. Seventy-five percent of all evaluated Wolbachia strains from Trichogramma fell within Sib group.

Resumo Endosimbiontes do gênero Wolbachia (Hertig) são extensivamente estudados em uma ampla gama de organismos e são conhecidos por serem transmitidos via citoplasma do ovo hospedeiro para seu descendente. Wolbachia pode causar vários tipos de alterações reprodutivas nos artrópodes. Nas espécies de Trichogramma, a reprodução partenogenética induzida por Wolbachia, possibilita as fêmeas dos parasitoides a produção de fêmeas a partir de ovos não fertilizados e estas bactérias estão presentes em pelo menos 9% de todas as espécies de Trichogramma. Estudos filogenéticos têm levado a subdivisão do clado Wolbachia em cinco supergrupos (A, B, C, D and E). Wolbachia em Trichogramma pertence ao supergrupo B. Com o gene wsp foi possível se distinguir quatro grupos de Wolbachia que infectam Trichogramma e adicionar um novo grupo (Ato) devido a inclusão de Wolbachia detectada em Trichogramma atopovirilia (Oatman and Platner, 1983). Primers específicos foram construídos e testados para o grupo Ato. Setenta e cinco por cento de todas as linhagens de Wolbachia que infectam Trichogramma se enquadraram dentro do grupo Sib.

No fitness costs are induced by Spiroplasma infections of Aphis citricidus reared on two different host plants

Abstract Aphids can harbor several secondary symbionts that alter important aphid-related ecological traits, such as defense against natural enemies, heat tolerance and host plant utilization. One of these secondary symbionts, Spiroplasma, is well known in Drosophila as a sex modulator and by interacting with the host immune system. However, little is known on the effects of Spiroplasma on aphids, such as its influence on the host immune defense against fungi and on host plant utilization. Aphid infections by Spiroplasma are known to be low and few aphid species were reported to be infected with this secondary symbiont, however aphids belonging to the genus Aphis in neotropical regions show high infection rates by Spiroplasma. Thus, we investigated the association of Spiroplasma with the tropical aphid Aphis citricidus through comparative biology experiments on two host plants with different nutritional value to the aphid. We demonstrate Spiroplasma induced no significant fitness costs to A. citricidus on either host plant as no changes in the fitness traits we assessed were observed. Spiroplasma infection only induced sutle changes on host longevity and fecundity. Therefore, we concluded Spiroplasma established a neutral interaction with A. citricidus under the selection pressure we tested, and argue on stress conditions that could better demonstrate the role of Spiroplasma in A. citricidus bioecology and associated costs involved.

Resumo Pulgões podem abrigar vários simbiontes secundários que alteram características ecológicas importantes, como defesa contra inimigos naturais, tolerância ao calor e utilização da planta hospedeira. Um desses simbiontes secundários, Spiroplasma, é estudado em Drosophila por alterar a razão sexual e interagir com o sistema imunológico do hospedeiro. No entanto, pouco se sabe sobre os efeitos do Spiroplasma em pulgões, como sua influência na defesa contra fungos entomopatogénicos ou na utilização da planta hospedeira, por exemplo. Spiroplasma foi identificado em poucas espécies de pulgão e geralmente em baixa densidade, contudo pulgões pertencentes ao gênero Aphis em regiões neotropicais apresentam altas taxas de infecção por Spiroplasma. Assim, investigamos a associação entre Spiroplasma e o pulgão neotropical Aphis citricidus por meio de biologia comparativa em duas plantas hospedeiras com diferentes valores nutricionais para o pulgão. Spiroplasma não causou custo adaptativo significativo para A. citricidus em ambas planta hospedeira. A infecção por Spiroplasma induziu apenas pequenas mudanças na longevidade e fecundidade do hospedeiro. Portanto, concluímos que Spiroplasma estabeleceu uma interação neutra com A. citricidus sob ausência de pressão de seleção. Entretanto, discutimos sobre condições de estresse que possam demonstrar o papel de Spiroplasma na bioecologia de A. citricidus e os possíveis custos envolvidos.

Rickettsial infection in ticks infesting wild birds from two eco-regions of Argentina / Infecção por riquétsias em carrapatos de aves silvestres em duas ecorregiões da Argentina

Abstract Several tick-borne Rickettsia species are recognized human pathogens in Argentina. Here we evaluated rickettsial infection in ticks collected on passerine birds during 2011-2012 in two eco-regions of Argentina. The ticks were processed by molecular analysis through polymerase chain reaction (PCR) detection and DNA sequencing of fragments of two rickettsial genes, gltA and ompA. A total of 594 tick specimens (532 larvae and 62 nymphs), representing at least 4 species (Amblyomma tigrinum, Ixodes pararicinus, Haemaphysalis juxtakochi, Haemaphysalis leporispalustris), were evaluated. At least one A. tigrinum larva, collected on Coryphospingus cucullatus in Chaco Seco, was infected with Rickettsia parkeri, whereas at least 12 larvae and 1 nymph of I. pararicinus, collected from Troglodytes aedon, Turdus amaurochalinus, Turdus rufiventris, C. cucullatus and Zonotrichia capensis, were infected with an undescribed Rickettsia agent, genetically related to several rickettsial endosymbionts of ticks of the Ixodes ricinus complex. R. parkeri is a recognized human pathogen in several American countries including Argentina, where a recent study incriminated A. tigrinum as the potential vector of R. parkeri to humans. Birds could play an important role in dispersing R. parkeri-infected A. tigrinum ticks. Additionally, we report for the first time a rickettsial agent infecting I. pararicinus ticks.

Resumo Algumas espécies de Rickettsia transmitidas por carrapatos são reconhecidos como patógenos humanos na Argentina. Este presente trabalho avaliou a infecção por Rickettsia em carrapatos coletados em aves passeriformes, durante 2011-2012, em duas ecorregiões da Argentina. Os carrapatos foram processados pela reação em cadeia da polimerase (PCR) e sequenciamento de DNA de dois genes de Rickettsia: gltA e ompA. Ao todo, 594 amostras de carrapatos (532 larvas e 62 ninfas), representando pelo menos 4 espécies (Amblyomma tigrinum, Ixodes pararicinus, Haemaphysalis juxtakochi, Haemaphysalis leporispalustris), foram avaliadas. Pelo menos uma larva de A. tigrinum, coletada de Coryphospingus cucullatus no Chaco Seco, estava infectada com Rickettsia parkeri, enquanto pelo menos 12 larvas e 1 ninfa de I. pararicinus, coletadas de Troglodytes aedon, Turdus amaurochalinus, Turdus rufiventris, C. cucullatus e Zonotrichia capensis estavam infectadas com Rickettsia sp., geneticamente relacionada a vários endossimbiontes riquetsiais de carrapatos do complexo Ixodes ricinus. R. parkeri é reconhecidamente um patógeno humano em alguns países americanos, incluindo a Argentina, onde um estudo recente incriminou A. tigrinum como um provável vetor. Aves poderiam desempenhar um papel importante na dispersão de carrapatos A. tigrinum infectados por R. parkeri. Em adição, relata-se pela primeira vez a infecção por Rickettsia em I. pararicinus.