CONTROL DE Aedes aegypti (DIPTERA: CULICIDAE) MEDIANTE ACTINOBACTERIAS FORMADORAS DE BIOPELÍCULAS / Control of Aedes aegypti (Díptera: Culicidae) by means of biofilm-forming actinobacteria

RESUMEN

RESUMEN Las actinobacterias incluyen miembros productores de compuestos multipropósitos restringidamente sobreexplotados al género Streptomyces. No obstante, es necesario reorientar la exploración de bacterias no estreptomiceas para el uso de nuevos bioagentes ecológicos con miras a evitar redescubrimientos y contrarrestar la resistencia a insecticidas químicos en Aedes aegypti. En esta investigación, se caracterizó actinobacterias formadoras de biopelículas para evaluar su dinámica de crecimiento, actividad larvicida y efectos subletales. La identificación, crecimiento y bioactividades de los patógenos se realizaron por cultivos, análisis de imágenes por fotomicrografía y bioensayos. Las biopelículas pertenecen a Pseudonocardiaceae (PsA1TA) y Corynebacteriaceae (CoA2CA) característicamente dependientes a crecer sobre sustratos con revestimiento cuticular específico. PsA1TA coloniza estructuras membranosas de tórax y abdomen de larvas. Las microcolonias desarrollan infectivamente a biopelículas mono y biestratificadas hasta cubrir cuatro veces la amplitud toracoabdominal (envergadura infectiva entre 1010 μm a 1036 μm). En contraste, CoA2CA envuelve radialmente estructuras esclerotizadas cefálica y anal al triplicar la amplitud de los órganos infectados (envergadura infectiva 1820 a 2030 μm y 1650 a 1860 μm, respectivamente). Las biopelículas ejercen mortalidad diferenciada a todas las etapas larvarias, no obstante, PsA1TA resultó más mortal y virulento frente al segundo estadio (58 %-96 horas, TL50 3,4 días), mientras que CoA2CA lo fue sobre el cuarto estadio larval (85 %-96 horas, TL50 2,5 días). CoA2CA indujo emergencia incompleta de farados y despliegue de tarsos curvos en adultos emergentes, además de revestir cadáveres larvarios con robustas biopelículas. Los morfotipos actinobacterianos revelan efecto larvicida y subletal en A. aegypti por formación de biopelículas.

ABSTRACT

ABSTRACT Actinobacteria include several ubiquitous members involved in the synthesis of multipurpose bioactive compounds strictly derived from the genus Streptomyces. Nevertheless, new bacterial consortia based on non-streptomycetes actinobacteria are needed to be explored in order to avoid rediscoveries and minimize the development of insecticide resistance in Aedes aegypti. In accordance with the use of eco-friendly bioagents, in this study biofilm-forming actinobacteria were characterized on the basis of assessment their growth dynamics, larvicidal mortality and sublethal effects. Actinobacteria identification, biofilm growth and larvicidal bioactivities were performed by employing bacterial cultures, photomicrograph-based image analysis and bioassays. Bacterial morphotypes belong to Pseudonocardiaceae (PsA1TA) and Corynebacteriaceae (CoA2CA), which showed a distinctly substrate-dependent growth. PsA1TA microcolonies were randomly distributed on abdominal and thoracic membranous epicuticle. Afterwards, the thickness of mono-and bi-layered biofilms were increased fourfold the larval thoracoabdominal width (infectious breadth, 1010 μm - 1036 μm). In contrast, cephalic and anal sclerotized structures were radially encased by CoA2CA biofilms and increased threefold the size of both structures (infectious breadth, 1820 - 2030 μm y 1650 - 1860 μm, respectively). Although biofilms caused dissimilar mortality rates on the four larval instars, PsA1TA exerted highest larvicidal activity and virulence on second instar larvae (58 %-96 hours, LT50 3.4 days) y CoA2CA on fourth instar larvae (85 %-96 hours, LT5G 2.5 days). CoA2CA also induced incomplete release of pharate individuals as well as buckled protruding tarsi in newly emergent adults, whilst larval cadavers were overwhelmingly encased within massive biofilm aggregates. Biofilm-forming actinobacteria performed biolarvicidal activity and sublethal responses in A. aegypti.