RESUMO
Abstract Bacillus thuringiensis is the most commonly used entomopathogen in the control of Aedes aegypti, which is a vector for different etiological agents that cause serious infections in humans. Several studies aim to isolate strains of this bacterium from different environments, with the perspective of selecting isolates with larvicidal activity for mosquitoes. Aiming at the insecticidal action of B. thuringiensis, the present study aimed to prospect B. thuringiensis of restinga and mangrove soils from the state of Maranhão, Brazil, with toxic potential for use in the biological control of Ae. aegypti. Bioassays were performed to determine the entomopathogenic activity of the bacilli against Ae. aegypti and lethal concentrations (LC50 and CL90) were estimated after the tests. Polymerase Chain Reaction and SDS-PAGE techniques were performed to verify the gene and protein content of the isolates, respectively. The soil of the mangrove and restinga ecosystems showed potential for obtaining B. thuringiensis. This isolate, in addition to having proteins with molecular mass similar to the toxins Cry and Cyt, also presented several diptera-specific genes cry and cyt, demonstrating that it has high potential to be used in the biological control of Ae. aegypti.
Resumo Bacillus thuringiensis é o entomopatógeno mais utilizado no controle do Aedes aegypti, vetor de diferentes agentes etiológicos que causam infecções graves em humanos. Diversos estudos têm como objetivo isolar cepas dessa bactéria de diferentes ambientes, com a perspectiva de selecionar isolados com atividade larvicida para mosquitos. Visando a ação inseticida de B. thuringiensis, o presente estudo teve como objetivo prospectar B. thuringiensis de solos de restinga e mangue do estado do Maranhão, Brasil, com potencial tóxico para uso no controle biológico de Ae. aegypti. Bioensaios foram realizados para determinar a atividade entomopatogênica do bacilo contra Ae. aegypti e as concentrações letais (CL50 e CL90) foram estimadas após os testes. As técnicas de Reação em Cadeia da Polimerase e SDS-PAGE foram realizadas para verificar o conteúdo de genes e proteínas dos isolados, respectivamente. Os solos dos ecossistemas de mangue e restinga apresentaram potencial para obtenção de B. thuringiensis. O isolado BtMA-750, obtido a partir da amostra de solo da restinga, foi interessantemente distinguido por sua alta toxicidade para Ae. aegypti. Este isolado, além de apresentar proteínas com massa molecular semelhante às toxinas Cry e Cyt, apresentou também diversos genes díptero-específicos cry e cyt, demonstrando que tem alto potencial para ser usado no controle biológico de Ae. aegypti.
Assuntos
Humanos , Animais , Bacillus thuringiensis/genética , Aedes , Brasil , Controle Biológico de Vetores , Ecossistema , Mosquitos Vetores , LarvaRESUMO
Abstract Entomopathogenic agents are viable and effective options due to their selective action against insects but benign effects on humans and the environment. The most promising entomopathogens include subspecies of Bacillus thuringiensis (Bt), which are widely used for the biological control of insects, including mosquito vectors of human pathogens. The efficacy of B. thuringiensis toxicity has led to the search for new potentially toxic isolates in different regions of the world. Therefore, soil samples from the Amazon, Cerrado and Caatinga biomes of the state of Maranhão were evaluated for their potential larvicidal action against Aedes aegypti. The isolates with high toxicity to mosquito larvae, as detected by bioassays, were subjected to histological evaluation under a light microscope to identify the genes potentially responsible for the toxicity. Additionally, the toxic effects of these isolates on the intestinal epithelium were assessed. In the new B. thuringiensis isolates toxic to A. aegypti larvae, cry and cyt genes were amplified at different frequencies, with cry4, cyt1, cry32, cry10 and cry11 being the most frequent (33-55%) among those investigated. These genes encode specific proteins toxic to dipterans and may explain the severe morphological changes in the intestine of A. aegypti larvae caused by the toxins of the isolates.
Resumo Os agentes entomopatógenos são alternativas viáveis e eficazes, devido à sua ação seletiva para insetos sendo inofensivos ao homem e ao meio ambiente. Dentre os entomopatógenos mais promissores, destacam-se as subespécies de Bacillus thuringiensis (Bt) amplamente utilizadas no controle biológico de insetos incluindo espécies de mosquitos vetores de agentes patogênicos ao homem. A eficiência da toxicidade de Bt incentiva a prospecção de novos isolados em diversas regiões do mundo. Desta forma, em busca de novos isolados de B. thuringiensis potencialmente tóxicos, amostras de solo provenientes dos biomas Amazônia, Cerrado e Caatinga do estado do Maranhão foram avaliadas em relação ao seu potencial larvicida para Aedes aegypti. Os isolados que provocaram elevada toxicidade para larvas do mosquito, detectada por bioensaios, foram avaliados em relação aos potenciais genes responsáveis pela atividade tóxica, além da avaliação de efeitos tóxicos no epitélio intestinal através de análises histológicas em microscopia de luz. Os novos isolados de Bt tóxicos para larva de A. aegypti amplificaram frequências diferentes de genes cry e cyt sendo os mais frequentes (55-33%) os cry4, cyt1, cry32, cry10 e cry11 dentre os investigados. Esses genes codificam para proteínas tóxicas específicas para ordem Diptera, e podem explicar as severas alterações morfológicas provocadas pelas toxinas dos isolados observadas no intestino das larvas de A. aegypti.
Assuntos
Humanos , Animais , Bacillus thuringiensis/genética , Aedes , Inseticidas , Culicidae , Controle Biológico de Vetores , Ecossistema , Mosquitos Vetores , LarvaRESUMO
Abstract The viability of Aedes aegypti eggs was assessed in the Amazon region. The eggs were maintained under different conditions: indoors (insectarium) and outdoors (natural environment), as well as in different storage types (plastic cup, paper envelope, plastic bag) for different days. Egg viability was measured as the mean of hatchings observed from egg-bearing sheets of filter paper immersed in water, using three sheets randomly selected from each storage type and at both sites. There were significant differences in the viability of Ae. aegypti eggs with respect to the location (F=30.40; DF=1; P<0.0001), storage type (F=17.66; DF=2; P<0.0001), and time of storage (F=49.56; DF=9; P<0.0001). The interaction between storage site versus storage type was also significant (F=15.96; DF=2; P<0.0001). A higher hatching mean was observed for the eggs kept in the insectarium than for those outdoors (32.38 versus 7.46). Hatching rates of egg batches stored for 12 to 61 days ranged between 84 and 90%. A reduction was observed between 89 and 118 days, with values of 63 and 48%, respectively. With respect to type of storage, mean egg hatching was higher for the eggs in plastic cups (44.46). It was concluded that the viability of the eggs of Ae. aegypti in the Amazon region remains high up to 4 months, after which it declines drastically, although in this study hatching occurred for up to 8 months in very low percentages.
Resumo Testou-se a viabilidade dos ovos de Ae. aegypti na região amazônica armazenados em copos plásticos, envelopes de papel e sacos plásticos que foram mantidos em área interna e em área externa por dias diferentes. Verificaram-se diferenças significativas na viabilidade dos ovos considerando-se a localização (F=30,40; GL=1; P<0,0001), os tipos de armazenamento (F=17,66; GL=2; P<0,0001) e os tempos (F=49,56; GL=9; P<0,0001) e na interação localização versus tipo de armazenamento (F=15,96; GL=2; P<0,0001). A média de eclosão dos ovos armazenados no insetário foi maior: 32,38, do que a dos lotes armazenados na área externa: 7,46. As taxas de eclosão dos ovos armazenados de 12 a 61 dias ficaram entre 90% e 84% com reduções a partir de 89 e 118 dias, quando atingiu de 63% e 48%, respectivamente. Em relação aos tipos de armazenamento a média de ovos dos copos foi significativa (44,46). Conclui-se que a viabilidade dos ovos de Ae. aegypti na região amazônica é mantida em níveis elevados até 4 meses, e a partir daí ocorrem reduções drásticas, com eclosões até 8 meses em percentuais muito baixos.
Assuntos
Animais , Aedes/fisiologia , Meio Ambiente , Óvulo/fisiologia , Estações do Ano , Manejo de Espécimes , Brasil , Aedes/crescimento & desenvolvimentoRESUMO
Abstract Entomopathogenic agents are viable and effective options due to their selective action against insects but benign effects on humans and the environment. The most promising entomopathogens include subspecies of Bacillus thuringiensis (Bt), which are widely used for the biological control of insects, including mosquito vectors of human pathogens. The efficacy of B. thuringiensis toxicity has led to the search for new potentially toxic isolates in different regions of the world. Therefore, soil samples from the Amazon, Cerrado and Caatinga biomes of the state of Maranhão were evaluated for their potential larvicidal action against Aedes aegypti. The isolates with high toxicity to mosquito larvae, as detected by bioassays, were subjected to histological evaluation under a light microscope to identify the genes potentially responsible for the toxicity. Additionally, the toxic effects of these isolates on the intestinal epithelium were assessed. In the new B. thuringiensis isolates toxic to A. aegypti larvae, cry and cyt genes were amplified at different frequencies, with cry4, cyt1, cry32, cry10 and cry11 being the most frequent (33-55%) among those investigated. These genes encode specific proteins toxic to dipterans and may explain the severe morphological changes in the intestine of A. aegypti larvae caused by the toxins of the isolates.
Resumo Os agentes entomopatógenos são alternativas viáveis e eficazes, devido à sua ação seletiva para insetos sendo inofensivos ao homem e ao meio ambiente. Dentre os entomopatógenos mais promissores, destacam-se as subespécies de Bacillus thuringiensis (Bt) amplamente utilizadas no controle biológico de insetos incluindo espécies de mosquitos vetores de agentes patogênicos ao homem. A eficiência da toxicidade de Bt incentiva a prospecção de novos isolados em diversas regiões do mundo. Desta forma, em busca de novos isolados de B. thuringiensis potencialmente tóxicos, amostras de solo provenientes dos biomas Amazônia, Cerrado e Caatinga do estado do Maranhão foram avaliadas em relação ao seu potencial larvicida para Aedes aegypti. Os isolados que provocaram elevada toxicidade para larvas do mosquito, detectada por bioensaios, foram avaliados em relação aos potenciais genes responsáveis pela atividade tóxica, além da avaliação de efeitos tóxicos no epitélio intestinal através de análises histológicas em microscopia de luz. Os novos isolados de Bt tóxicos para larva de A. aegypti amplificaram frequências diferentes de genes cry e cyt sendo os mais frequentes (55-33%) os cry4, cyt1, cry32, cry10 e cry11 dentre os investigados. Esses genes codificam para proteínas tóxicas específicas para ordem Diptera, e podem explicar as severas alterações morfológicas provocadas pelas toxinas dos isolados observadas no intestino das larvas de A. aegypti.
RESUMO
Abstract Bacillus thuringiensis is the most commonly used entomopathogen in the control of Aedes aegypti, which is a vector for different etiological agents that cause serious infections in humans. Several studies aim to isolate strains of this bacterium from different environments, with the perspective of selecting isolates with larvicidal activity for mosquitoes. Aiming at the insecticidal action of B. thuringiensis, the present study aimed to prospect B. thuringiensis of restinga and mangrove soils from the state of Maranhão, Brazil, with toxic potential for use in the biological control of Ae. aegypti. Bioassays were performed to determine the entomopathogenic activity of the bacilli against Ae. aegypti and lethal concentrations (LC50 and CL90) were estimated after the tests. Polymerase Chain Reaction and SDS-PAGE techniques were performed to verify the gene and protein content of the isolates, respectively. The soil of the mangrove and restinga ecosystems showed potential for obtaining B. thuringiensis. This isolate, in addition to having proteins with molecular mass similar to the toxins Cry and Cyt, also presented several diptera-specific genes cry and cyt, demonstrating that it has high potential to be used in the biological control of Ae. aegypti.
Resumo Bacillus thuringiensis é o entomopatógeno mais utilizado no controle do Aedes aegypti, vetor de diferentes agentes etiológicos que causam infecções graves em humanos. Diversos estudos têm como objetivo isolar cepas dessa bactéria de diferentes ambientes, com a perspectiva de selecionar isolados com atividade larvicida para mosquitos. Visando a ação inseticida de B. thuringiensis, o presente estudo teve como objetivo prospectar B. thuringiensis de solos de restinga e mangue do estado do Maranhão, Brasil, com potencial tóxico para uso no controle biológico de Ae. aegypti. Bioensaios foram realizados para determinar a atividade entomopatogênica do bacilo contra Ae. aegypti e as concentrações letais (CL50 e CL90) foram estimadas após os testes. As técnicas de Reação em Cadeia da Polimerase e SDS-PAGE foram realizadas para verificar o conteúdo de genes e proteínas dos isolados, respectivamente. Os solos dos ecossistemas de mangue e restinga apresentaram potencial para obtenção de B. thuringiensis. O isolado BtMA-750, obtido a partir da amostra de solo da restinga, foi interessantemente distinguido por sua alta toxicidade para Ae. aegypti. Este isolado, além de apresentar proteínas com massa molecular semelhante às toxinas Cry e Cyt, apresentou também diversos genes díptero-específicos cry e cyt, demonstrando que tem alto potencial para ser usado no controle biológico de Ae. aegypti.
RESUMO
Anopheles (Nyssorhynchus) albitarsis sensu lato is an important malaria vector in Brazil, especially in the Brazilian Amazon region. Chromosome preparations of fourth-instar larvae of A. albitarsis from Iranduba and Coari (AM) and Ilha Comprida (SP) were analyzed for karyotype determination and to improve cytogenetic identification of this species. Anopheles albitarsis possesses 2n = 6 chromosomes, with two pairs (submetacentric and metacentric) of autosomes and one pair of sex chromosomes, with X-Y dimorphism. The sex pair is homomorphic and acrocentric in females and heteromorphic in males, with a punctiform Y chromosome. Somatic pairing was detected in the prometaphase and metaphase chromosomes of the three A. albitarsis populations. Apparently, sex chromosome evolution in the Culicidae does not function as does evolution in the Culicidae, since it occurs in the subfamily Anophelinae, which possesses heteromorphic sex chromosomes and is regarded as primitive, based on several criteria. These karyotype data on the albitarsis complex reinforce the hypothesis that sex chromosome evolution in the subfamily Anophelinae is conserved, and the variation revealed in the mean size of chromosomes in three populations indicates that selective pressure in these populations is occurring only at a genetic level.
Assuntos
Humanos , Animais , Masculino , Feminino , Anopheles/genética , Cariotipagem/veterinária , Cromossomos Sexuais/genética , Insetos Vetores/genética , Brasil , Cariotipagem/métodos , Larva/genéticaRESUMO
Populaçäes de Anopheles triannulatus procedentes de Macapá (AP), Aripuanã (MT), Ji-Paraná (RO) e Manaus-Lago Janauari (AM) foram estudadas utilizando-se 16 locos enzimáticos. Os resultados mostraram maior polimorfismo (56,3%) na população de Macapá. A menor variabilidade foi verificada na população de Manaus (p = 25,0; Ho = 0,077 ñ 0,046). Os resultados das estatísticas F de Wright mostraram desequilíbrio decorrente de excesso de homozigotos (Fis > Fst), denotando certa diferenciação intrapopulacional. Embora as populaçäes sejam geneticamente muito próximas (D = 0,003 - 0,052), o dendrograma separa as populaçäes em dois grupos: Macapá separado de Manaus, Ji-Paraná e Aripuanã. Isto pode ser indicativo de redução no fluxo gênico, que possivelmente influenciou a subestruturação das populaçäes.
Assuntos
Animais , Anopheles , Variação Genética , Isoenzimas , Alelos , BrasilRESUMO
Enzymatic analysis in Anopheles nuneztovari was made using four populations from the Brazilian Amazon and two from Colombia. The enzymes ME and XDH presented a monomorphic locus in all of the studied populations. EST and LAP presented a higher number of loci. In EST, genetic variation was observed in the five loci; LAP presented four loci, with allec variation in two loci. In IDH, three activity regions were stained, with genetic variation for locus Idh-1 in the Brazilian Amazon populations. A locus for MDH was observed, with genetic variation in the six populations. A region was verified for ACON, with four alleles in Sitronela and three in the other populations. PGM constituted one locus, with a high variability in the Brazilian Amazon populations. A locus was observed for 6-PGD with allelic variation in all of the populations with the exception of Tibú. Enzyme PGI presented two loci, both with genetic variability in the Tucuruí population. The enzyme alpha-GPD showed an activity region with polymorphism in the Tucuruí, Tibú and Sitronela populations. The phenotypic variations detected for these enzymes suggest that four (EST, LAP, ACON and PGM) possess monomeric structures and five (IDH, MDH, 6-PGD, PGI and alpha-GPD) dimeric structures in their proteins. These enzymes constitute in important markers to estimate variability and genetic divergence in natural populations of A. nuneztovari