Caracterização fenotípica, bioquímica e avaliação da patogenicidade à Galleria mellonella L. (Lepidoptera: Pyralidae) de bactérias simbiontes do nematoide entomopatogênico Heterorhabditis amazonensis Andalo et al., 2006

Autores

DOI:

https://doi.org/10.5433/1679-0359.2023v44n3p1047

Palavras-chave:

Associação simbiótica, Controle microbianoControle microbiano, Photorhabdus, Virulência.

Resumo

O objetivo desse trabalho foi descrever fenotípica e bioquimicamente as bactérias simbiontes associadas a três isolados do nematoide Heterorhabditis amazonensis Andalo et al., 2006 (isolates: UEL-n 01, UEL-n 07, and UEL-n 08) e avaliar sua patogenicidade sobre lagartas de Galleria mellonella L. (Lepidoptera: Pyralidae). As bactérias foram isoladas por meio de macerado de juvenis infectantes (JIs) e cultivadas em meio de cultura (NBTA e MacConkey). A caracterização das bactérias foi realizada por meio de testes de motilidade e bioquímicos de coloração de Gram, atividade de lipase, protease e lecitinase. Avaliou-se também a produção de antibióticos e de bioluminescência. A patogenicidade foi avaliada em lagartas de G. mellonella na concentração de 104 células/mL. Observou-se que as bactérias dos três isolados de nematoides entomopatogênicos foram positivas para todos os testes bioquímicos, com exceção da lecitinase, e apresentaram bioluminescência quando submetidas a luz ultravioleta, indicando que estas cepas pertencem ao gênero Photorhabdus sp. Ambas foram patogênicas às lagartas de G. mellonella causando mortalidade entre 93,3 e 100,0%.

Métricas

Carregando Métricas ...

Biografia do Autor

Bruna Aparecida Guide, Nutricrop

Dra., Assistente de Desenvolvimento Técnico Nutricrop, Ponto Rural, Londrina, PR, Brasil.

Viviane Sandra Alves, Universidade Estadual do Norte do Paraná

Profa. Dra., Curso do Programa de Agronomia, Universidade Estadual do Norte do Paraná, UENP, Bandeirantes, PR, Brasil.

Emanuele Julio Galvão de França, Universidade Estadual do Norte do Paraná

Profa. Dra., UENP, Cornélio Procópio, Paraná, Brasil.

Thiago Augusto Paes Fernandes, Universidade Estadual de Londrina

Aluno do Curso de Doutorado do Programa de Agronomia, Universidade Estadual de Londrina, UEL, Londrina, PR, Brasil.

Nathália Costalonga Andrade, Universidade Estadual do Norte do Paraná

Aluna do Curso de Agronomia, UENP, Bandeirantes, PR, Brasil.

Pedro Manuel Oliveira Janeiro Neves, Universidade Estadual de Londrina

Prof. Dr., Programa de Pós-Graduação em Agronomia, UEL, Londrina, PR, Brasil.

Referências

Adams, B. J., Fodor, A., Klein, M. G., Smith, H. L., Stackebrandt, E., & Stock, S. P. (2006). Biodiversity and systematics of nematode-bacterium entomopathogens. Biological Control, 37(1), 32-49. doi: 10.1016/S1049-9644(06)00126-5 DOI: https://doi.org/10.1016/j.biocontrol.2005.11.008

Almenara, D. P., Rossi, C., Neves, C. M. R., & Winter, C. E. (2012). Nematoides entomopatogênicos. In M. A. C. Silva Neto da, C. Winter, & C. Termignoni (Eds.), Tópicos avançados em entomologia molecular (pp. 1-40). São Paulo. DOI: https://doi.org/10.7594/revbio.06b.01

Andalo, V., Nguyen, K. B. & Moino, A. Jr. (2006). Heterorhabditis amazonensis n. sp. (Rhabditida: Heterorhabditidae) from Amazonas, Brazil. Nematology, 8(6), 853-867. doi: org/10.1163/156854106779799286 DOI: https://doi.org/10.1163/156854106779799286

Akhurst, R. (1980). Morphological and functional dimorphism in Xenorhabdus spp., bacteria symbiotically associated with the insect pathogenic nematodes Neoaplectana and Heterorhabditis. Journal of Genetic Microbiology, 121(2), 303-309. doi: 10.1099/00221287-121-2-303 DOI: https://doi.org/10.1099/00221287-121-2-303

Bird, A. F., & Akhurst, R. J. (1983). The nature of the intestinal vesicle in nematodes of the family Steinernematidae. International Journal of Parasitology, 13(6), 599-606. doi: 10.1016/S0020-7519(83)80032-0 DOI: https://doi.org/10.1016/S0020-7519(83)80032-0

Boemare, N. E., Akhurst R. J., & Mourant, R. G. (1993). Deoxyribonucleic acid relatedness between Xenorhabdus spp. (Enterobacteriaceae), symbiotic bacteria of entomopathogenic nematodes, with a proposal to transfer Xenorhabdus luminescens to a new genus, Photorhabdus. International Journal of Systematic Bacteriology, 43(2), 249-255. doi: 10.1099/00207713-43-2-249 DOI: https://doi.org/10.1099/00207713-43-2-249

Boemare, N. E., Laumond, C., & Mauléon, H. (1996). The nematode-bacterium complexes: biology, life cycle and vertebrate safety. Biocontrol Science and Technology, 6(1), 333-345. doi: 10.1080/09583159631316 DOI: https://doi.org/10.1080/09583159631316

Boemare, N., & Akhurst, R. (1988). Biochemical and physiological characterization of colony form variants in Xenorhabdus spp. (Enterobactereaceae). International Journal of Systematic Bacteriology, 134(3), 751-761. doi: 10.1099/00221287-134-3-751 DOI: https://doi.org/10.1099/00221287-134-3-751

Bowen, D., & Ensign, J. (1998). Purification and characterization of a highmolecular-weight insecticidal protein complex produced by the entomopathogenic bacterium Photorhabdus luminescens. Applied and Environmental Microbiology, 64(8), 3029-3035. doi: 10.1128/AEM.64.8.3029-3035.1998 DOI: https://doi.org/10.1128/AEM.64.8.3029-3035.1998

Bowen, D., Blackburn, M., Rocheleau, T., Grutzmacher, C., & Ffrench-Constant, R. H. (2000). Secreted proteases from Photorhabdus luminescens: separation of the extracellular proteases from the insecticidal Tc toxin complexes. Insect Biochemistry and Molecular Biology, 30(2), 69-74. doi: 10.1016/s0965-1748(99)00098-3 DOI: https://doi.org/10.1016/S0965-1748(99)00098-3

Brenner, D. J. (1999). Additional genera of enterobacteriaceae. In M. Dworkin, Falkow, S., Rosenberg, E., Schleifer, K.-H., & Stackebrand, E. (Eds.), The prokaryotes: an evolving electronic resource for the microbiological community (3nd ed., release 3.4). New York.

Burman, M. (1982). Neoaplectana carpocapse: toxin production by axenic insect parasitic nematodes. Nematológica, 78(1), 62-70. doi: 10.1163/187529282X00510 DOI: https://doi.org/10.1163/187529282X00510

Costa, J. R. V., Rossi, J. R., Marucci, S. C., Alves, E. C. C., Volpe, H. X. L., Ferraudo, A. S., Lemos, M. V. F., & Desidério, J. A. (2010). Atividade tóxica de isolados de Bacillus thuringiensis a larvas de Aedes aegypti (L.) (Diptera: Culicidae). Neotropical Entomology, 39(5), 757-766. doi: 10.1590/S1519-566X2010000500015 DOI: https://doi.org/10.1590/S1519-566X2010000500015

Dowds, B. C. A., & Peters, A. (2002). Virulence mechanisms. In R. Gaugler (Ed.), Entomopathogenic nematology (pp. 79-98). New York. DOI: https://doi.org/10.1079/9780851995670.0079

Ferreira, D. F. (2011). Sisvar: a computer statistical analysis system. Ciência e Agrotecnologia, 35(6), 1039-1042. doi: 10.1590/S1413-70542011000600001 DOI: https://doi.org/10.1590/S1413-70542011000600001

Ferreira, T., Van Reenen, C., Pagès, S., Tailliez, P., Malan, A. P., & Dicks, L. M. T. (2013). Photorhabdus luminescens subsp. noenieputensis subsp. nov., a symbiotic bacterium associated with a novel Heterorhabditis species related to Heterorhabditis indica. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 63(5), 1853-1858. doi: 10.1099/ijs.0.044388-0 DOI: https://doi.org/10.1099/ijs.0.044388-0

Forst, S., Dowds, B., Boemare, N., & Stackebrandt, E. (1997). Xenorhabdus and Photorhabdus spp.: bugs that kill bugs. Annual Review of Microbiology, 51(1), 47-72. doi: 10.1146/annurev.micro.51.1.47 DOI: https://doi.org/10.1146/annurev.micro.51.1.47

Fukruksa, C., Yimthin, T., Suwannaro, J. M., Muangpat, P., Tandhavanant, S., Thanwisai, A., & Vitta, A. (2017). Isolation and identification of Xenorhabdus and Photorhabdus bacteria associated with entomopathogenic nematodes and their larvicidal activity against Aedes aegypti. Parasites & Vectors, 10(1), 1-10. doi: 10.1186/s13071-017-2383-2 DOI: https://doi.org/10.1186/s13071-017-2383-2

Guerra, B. E., Chacón, J. G., Muñoz, J. E., & Caicedo, M. A. (2014). Evaluación de la patogenicidad de Xenorhabdus spp. nativos en Colombia. Revista Colombiana de Biotecnologia, 16(1), 111-118. doi: 10.15446/rev.colomb.biote.v16n1.44277 DOI: https://doi.org/10.15446/rev.colomb.biote.v16n1.44277

Guide, B. A., Andaló, V., Ferreira, D. G., Alves, V. S., Fernandes, T. A. P., & Neves, P. M. O. J. (2022). First report and biological characteristics of Heterorhabditis amazonensis in the state of Paraná, Brazil. Brazilian Journal of Biology, 84(1), e262374. doi: 10.1590/1519-6984.262374 DOI: https://doi.org/10.1590/1519-6984.262374

Han, R. C., & Ehlers, R. U. (2000). Pathogenicity, development, and reproduction of Heterorhabditis bacteriophora and Steinernema carpocapsae under axenic in vivo conditions. Journal Invertebrate Pathology, 75(1), 55-58. doi: 10.1006/jipa.1999.4900 DOI: https://doi.org/10.1006/jipa.1999.4900

Jarosz, J., Balcerzak, M., & Skrzypek, H. (1991). Involvement of larvicidal toxin in pathogenesis of insect parasitism with the rhabditoid nematodes Steinernema feltiae and Heterorhabditis bacteriophora. Entomophaga, 36(1), 361-368. doi: 10.1007/BF02377940 DOI: https://doi.org/10.1007/BF02377940

Koppenhöfer, H. S. (2007). Bacterial symbionts of Steinernema and Heterorhabditis. Nematology Monographs and Perspectives, 2(1), 735-808. doi: 10.1163/ej.9789004152939.i-816.43 DOI: https://doi.org/10.1163/ej.9789004152939.i-816.43

Kushwah, J., Kumar, P., Garg, V., & Somvanshi, V. S. (2016). Discovery of a highly virulent strain of Photorhabdus luminescens ssp. akhurstii from Meghalaya, India. Indian Journal of Microbiology, 57(1), 125-128. doi: 10.1007/s12088-016-0628-y DOI: https://doi.org/10.1007/s12088-016-0628-y

Liu, W., Ye, W., Wang, Z., Wang, X., Tian, S., Cao, H., & Lian, J. (2006). Photorhabdus luminescens toxin-induced permeability change in Manduca sexta and Tenebrio molitor midgut brush border membrane and in unilamellar phospholipid vesicle. Environmental Microbiology, 8(5), 858-870. doi: 10.1111/j.1462-2920.2005.00972.x DOI: https://doi.org/10.1111/j.1462-2920.2005.00972.x

Molina, J. P. A., & López, N. J. C. (2001). Producción in vivo de três entomonematodos con dos sistemas de infección en dos hospedantes. Revista Colombiana de Entomologia, 27(1-2), 73-78. DOI: https://doi.org/10.25100/socolen.v27i1.9670

Orozco, R. A., Hill, T., & Stock, P. S. (2013). Characterization and phylogenetic relationships of Photorhabdus luminescens subsp. sonorensis (γ-Proteobacteria: Enterobacteriaceae), the bacterial symbiont of the entomopathogenic nematode Heterorhabditis sonorensis (Nematoda: Heterorhabditidae). Current Microbiology, 66(1), 30-39. doi: 10.1007/s00284-012-0220-6 DOI: https://doi.org/10.1007/s00284-012-0220-6

Paracer, S., & Ahmadjian, V. (2000). Bacterial associations of bactéria, protozoa and animals. In S. Paracer, & V. Ahmadjian (Eds.), Symbiosis: an introduction to biological associations (pp. 33-50). New York.

Schmidt, T. M., Bleakley, B., & Nealson, K. H. (1988). Characterization of an extracellular protease from the insect pathogen Xenorhabdus luminescens. Apply of Environmental Microbiology, 54(11), 2793-2797. doi: 10.1128/aem.54.11.2793-2797.1988 DOI: https://doi.org/10.1128/aem.54.11.2793-2797.1988

Sierra, G. (1957). A simple method for the detection of lipolytic activity of micro-organisms and some observations on the influence of the contact between cells and fatty substrates. Antonie van Leeuwenhoek, 23(1), 15-22. doi: 10.1007/BF02545855 DOI: https://doi.org/10.1007/BF02545855

Singh, S., Eric, M., & Floyd, I. (2012). Characterization of Photorhabdus luminescens growth for the rearing of the beneficial nematode Heterorhabditis bacteriophora. Indian Journal of Microbiology, 52(3), 325-331. doi: 10.1007/s12088-011-0238-7 DOI: https://doi.org/10.1007/s12088-011-0238-7

Stehr, F., Kretschmar, M., Kröger, C., Hube, B., & Schäfer, W. (2003). Microbial lipases as virulence factors. Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic, 22(5-6), 347-355. doi: 10.1016/S1381-1177(03)00049-3 DOI: https://doi.org/10.1016/S1381-1177(03)00049-3

Thaler, J. O., Baghdiguian, S., & Boemare, N. E. (1995). Puri® cation and characterization of xenorhabdicin, a phage tail-like bacteriocin, from the lysogenic strain F1 of Xenorhabdus nematophilus. Applied and Environ- mental Microbiology, 61(5), 2049-2052. doi: 10.1128/aem.61.5.2049-2052.1995 DOI: https://doi.org/10.1128/aem.61.5.2049-2052.1995

Whaley, D. N., Dowell, V. R., Wanderlinder, L. M., & Lombard, G. L. (1982). Gelatin agar medium for detecting gelatinase production by anaerobic bacteria. Journal of Clinical Microbiology, 16(2), 224-229. doi: 10.1128/jcm.16.2.224-229.1982 DOI: https://doi.org/10.1128/jcm.16.2.224-229.1982

White, G. F. (1927). A method for obtaining infective nematodes larvae from cultures. Science, 66(1709), 302-303. doi: 10.1126/science.66.1709.302-a DOI: https://doi.org/10.1126/science.66.1709.302.b

Downloads

Publicado

2023-08-14

Como Citar

Guide, B. A., Alves, V. S., França, E. J. G. de, Fernandes, T. A. P., Andrade, N. C., & Oliveira Janeiro Neves, P. M. (2023). Caracterização fenotípica, bioquímica e avaliação da patogenicidade à Galleria mellonella L. (Lepidoptera: Pyralidae) de bactérias simbiontes do nematoide entomopatogênico Heterorhabditis amazonensis Andalo et al., 2006. Semina: Ciências Agrárias, 44(3), 1047–1058. https://doi.org/10.5433/1679-0359.2023v44n3p1047

Edição

Seção

Artigos

Artigos mais lidos pelo mesmo(s) autor(es)