Purification and membrane reconstitution of catalytically active Menkes copper-transporting P-type ATPase (MNK; ATP7A)

The MNK (Menkes disease protein; ATP7A) is a major copper- transporting P-type ATPase involved in the delivery of copper to cuproenzymes in the secretory pathway and the efflux of excess copper from extrahepatic tissues. Mutations in the MNK (ATP7A) gene result in Menkes disease, a fatal neurodegenerative copper deficiency disorder. Currently, detailed biochemical and biophysical analyses of MNK to better understand its mechanisms of copper transport are not possible due to the lack of purified MNK in an active form. To address this issue, we expressed human MNK with an N-terminal Glu-Glu tag in Sf9 [Spodoptera frugiperda (fall armyworm) 9] insect cells and purified it by antibody affinity chromatography followed by size-exclusion chromatography in the presence of the non-ionic detergent DDM (n-dodecyl b-D-maltopyranoside). Formation of the classical vanadate-sensitive phosphoenzyme by purified MNK was activated by Cu(I) [EC50=0.7 µM; h (Hill coefficient) was 4.6]. Furthermore, we report the first measurement of Cu(I)-dependent ATPase activity of MNK (K0.5=0.6 µM; h=5.0). The purified MNK demonstrated active ATP-dependent vectorial 64Cu transport when reconstituted into soya-bean asolectin liposomes. Together, these data demonstrated that Cu(I) interacts with MNK in a co-operative manner and with high affinity in the sub-micromolar range. The present study provides the first biochemical characterization of a purified full-length mammalian copper-transporting P-type ATPase associated with a human disease.r />

Biology and thermal requirements of Telenomus remus reared on fall armyworm Spodoptera frugiperda eggs

Este trabalho teve como objetivo estudar a biologia de Telenomus remus Nixon criado em ovos de Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) em diferentes temperaturas. Com base no desenvolvimento do ciclo (ovo-adulto), foram determinados as exigências térmicas e o número de gerações dos parasitóides em temperaturas constantes. Inicialmente, ovos de S. frugiperda, com 24 horas de idade, foram submetidos ao parasitismo por T. remus, durante cinco horas, sendo então transferidos para câmaras climatizadas reguladas para as temperaturas de 15, 20, 25, 28, 31 e 35°C. A duração do ciclo (ovo-adulto) foi influenciada pela temperatura variando de 8,3±0,01 a 47,2±0,01 dias para fêmeas e 8,1±0,01 a 46,8±0,01 dias para machos de T. remus nas temperaturas de 31 e 15°C, respectivamente. A porcentagem de emergência (viabilidade) de T. remus em ovos de S. frugiperda também foi influenciada pela variação da temperatura, apresentando redução significativa apenas nas temperaturas extremas. Foi observada redução na viabilidade a 15°C e não houve desenvolvimento biológico do parasitóide a 35°C. A razão sexual de T. remus não sofreu influência da temperatura. em relação às exigências térmicas, a constante térmica (K) e temperatura base (Tb) foram maiores para as fêmeas de T. remus (158,88 graus dias e 12,52°C) quando comparadas aos machos (154,12 graus dias e 12,59°C). A estimativa do número de gerações anuais para T. remus para machos e fêmeas em condições de laboratório foi respectivamente 5,6 e 5,6; 16,9 e 17,3; 28,3 e 29,0; 35,1 e 36,0; 39,6 e 40,7 nas temperaturas de 15, 20, 25, 28 e 31°C.

Corn yield with reduction of insecticidal sprayings against fall armyworm Spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae)

The ideal time is more important than amount of insecticidal spraying to adequate the control of Spodoptera frugiperda J.E. Smith (Lepidoptera: Noctuidae) in corn. This study aimed to evaluate lufenuron sequential sprayings effect and its rotation with other active ingredients on the population, damage caused by S. frugiperda and the impact on corn yield. The experiment was carried out in the field with six treatments: (1) one lufenuron spraying, (2) two lufenuron sprayings, (3) three lufenuron sprayings (4) four lufenuron sprayings, (5) sprayings with spinosad, lufenuron, thiamethoxam+lambdacyhalothrin and deltamethrin (in sequence, at ten days intervals) (6) control treatment. Sprayings started twenty days after the seedling had emerged and then every ten days for a maximum of four sprays. Both caterpillar population (20.9-21.7 larvae/plot) and index of damage (1.2-1.7) observed in corn plants were significantly lower in treated plots compared to control (untreated) (31.7 larvae/plot and index of damage 2.7), regardless of spraying amount. The results showed that multiple insecticide applications to control S. frugiperda do not guarantee higher yields in corn, ranging from 6375.2 to 7650.1 kg ha -1. Only one spraying of lufenuron was enough to prevent significant reduction in corn yield (6749.9 kg ha -1). © 2012 Asian Network for Scientific Information.

Constitutive oligomerization of human D-2 dopamine receptors expressed in Spodoptera frugiperda 9 (Sf9) and in HEK293 cells - Analysis using co-immunoprecipitation and time-resolved fluorescence resonance energy transfer

Human D-2Long (D-2L) and D-2Short (D-2S) dopamine receptor isoforms were modified at their N-terminus by the addition of a human immunodeficiency virus (HIV) or a FLAG epitope tag. The receptors were then expressed in Spodoptera frugiperda 9 (Sf9) cells using the baculovirus system, and their oligomerization was investigated by means of co-immunoprecipitation and time-resolved fluorescence resonance energy transfer (FRET). [H-3] Spiperone labelled D-2 receptors in membranes prepared from Sf9 cells expressing epitope-tagged D-2L or D-2S receptors, with a pK(d) value of approximate to 10. Co-immunoprecipitation using antibodies specific for the tags showed constitutive homo-oligomerization of D-2L and D-2S receptors in Sf9 cells. When the FLAG-tagged D-2S and HIV-tagged D-2L receptors were co-expressed, co-immunoprecipitation showed that the two isoforms can also form hetero-oligomers in Sf9 cells. Time-resolved FRET with europium and XL665-labelled antibodies was applied to whole Sf9 cells and to membranes from Sf9 cells expressing epitope-tagged D-2 receptors. In both cases, constitutive homo-oligomers were revealed for D-2L and D-2S isoforms. Time-resolved FRET also revealed constitutive homo-oligomers in HEK293 cells expressing FLAG-tagged D-2S receptors. The D-2 receptor ligands dopamine, R-(-) propylnorapomorphine, and raclopride did not affect oligomerization of D-2L and D-2S in Sf9 and HEK293 cells. Human D-2 dopamine receptors can therefore form constitutive oligomers in Sf9 cells and in HEK293 cells that can be detected by different approaches, and D-2 oligomerization in these cells is not regulated by ligands.

Efeito da adição de colesterol e ecdisona na produção in vitro do baculovírus spodoptera frugiperda MNPV

Among the pests that attack corn crop in Brazil, there is Spodoptera frugiperda (JE Smith, 1797) (Lepidoptera: Noctuidae), known as fall armyworm, which is the major corn pest. Due to genetic instability during serial passage of baculoviruses in insect cell culture, the viral bioinseticides in vitro production development is the greatest challenge for mass production of this bioproduct. Successive passages of virus using extracellular viruses (BVs), necessary during viral bioinseticides production scaling up, leads to the appearance of aberrant forms of virus, a process so called as "passage effect ". The main consequence of passage effect is the production of occlusion bodies (OB) decrease, preventing its production using in vitro process. In this study, it was carried out a serial passage of baculovirus Spodoptera frugiperda multiple nucleopolyhedrovirus, isolate 18, using Sf21 cells. A decrease in the production of occlusion bodies from 170 to 92 in the third to fourth passage was observed. A factorial experimental design (22) was employed to verify the influence of two input variables, concentration of the hormone 20 - hydroxyecdysone (CH) and cholesterol (CC) on the values of response variables (volumetric and the specific OB production) of the process, seeking to define the optimum operating ranges trying to reverse or minimize the passage effect. The result indicated a negative influence of the cholesterol addition and positive effect in the hormone supplementation which the optimum range found for the concentrations studied were 8 to 10μg/mL and 5 to 6.5 mg / mL, for cholesterol and hormone concentrations respectively. New experiments were performed with addition of hormone and cholesterol in order to check the influence of these additives on the OB production independently. While the best result obtained from the factorial experiment was 9.4 x 107 OB/mL and 128.4 specific OB/cell, with the addition of only 6μg/mL 20-hydroxyecdysone these concentrations increased to 1.9 x 108 OB/mL and 182.9 OB/cell for volumetric and specific OB production, respectively. This result confirms that the addition of the hormone 20-hydroxyecdysone enhances the SfMNPV in vitro production process performance using Sf21 cells

Fall Armyworm, Spodoptera frugiperda (JE Smith) (Lepidoptera: Noctuidae), Female Moths Respond to Herbivore-Induced Corn Volatiles

In response to herbivore attack, plants release herbivore-induced plant volatiles (HIPVs) that represent important chemical cues for herbivore natural enemies. Additionally, HIPVs have been shown to mediate other ecological interactions with herbivores. Differently from natural enemies that are generally attracted to HIPVs, herbivores can be either attracted or repelled depending on several biological and ecological parameters. Our study aimed to assess the olfactory response of fall armyworm-mated female moths toward odors released by mechanically and herbivore-induced corn at different time intervals. Results showed that female moths strongly respond to corn volatiles, although fresh damaged corn odors (0-1 h) are not recognized by moths. Moreover, females preferred volatiles released by undamaged plant over herbivore-induced plants at 5-6 h. This preference for undamaged plants may reflect an adaptive strategy of moths to avoid competitors and natural enemies for their offspring. We discussed our results based on knowledge about corn volatile release pattern and raise possible explanations for fall armyworm moth behavior.

Evaluation of the attack rates and level of damages by the fall armyworm, Spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae), affecting corn-crops in the northeast of Argentina

The fall armyworm (FAW) is the most important threat to corn crops in Argentina, and there exists very little up-to-date information on its actual pest status because the available literature was published more than 20 years ago. Therefore, field surveys were carried out in the northeast of Argentina, in order to establish the attack rates and injury levels of the pest in relation to the crop phenology. The study was carried out at two localities: Colonia Benítez, an agricultural region, and Tapenagá, a cattle-raising area. At each site two 1-ha plots were sown either with a Bt-corn expressing Cry 1F protein or with an untransformed corn germplasm. Optimal and late sowing was assayed and FAW larval abundance, relative age composition, attack rates and level of damage to corn were recorded. At the moment of the field experiments, Bt-corn was not affected by FAW larvae. However, untransformed germplasms were severely affected by FAW larvae, with an average of attacked plants of 18% or more. In contrast to data obtained 30 years ago, higher values of FAW density were registered. Levels of damage to corn plants were higher after the V4 stage. It was found that the sowing date affected the infestation levels and early seeding avoided high armyworm densities that develop later in the season; in northern Argentina, this was only relevant in agricultural areas.

Fast accumulation of few polyhedra mutants during passage of a Spodoptera frugiperda multicapsid nucleopolyhedrovirus (Baculoviridae) in Sf9 cell cultures

Baculoviruses are a group of viruses that infect invertebrates and that have been used worldwide as a biopesticide against several insect pests of the Order Lepidoptera. In Brazil, the baculovirus Spodoptera frugiperda multicapsid nucleopolyhedrovirus (SfMNPV, Baculoviridae) has been used experimentally to control S. frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae), an important insect pest of corn (maize) fields and other crops. Baculoviruses can be produced either in insect larvae or in cell culture bioreactors. A major limitation to the in vitro production of baculoviruses is the rapid generation of mutants when the virus undergoes passages in cell culture. In order to evaluate the potential of in vitro methods of producing SfMNPV on a large-scale, we have multiplied a Brazilian isolate of this virus in cell culture. Extensive formation of few polyhedra mutants was observed after only two passages in Sf9 cells.

Aspectos morfológicos y biológicos de la oruga militar tardía (Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) (Lep.: Noctuidae)

p.193-199

Influência da competição intra-específica entre fêmeas e da ausência de hospedeiro no parasitismo de Telenomus remus Nixon (Hymenoptera, Scelionidae) sobre ovos de Spodoptera frugiperda (J. E. Smith) (Lepidoptera, Noctuidae)

A competição intraespecífica e a ausência de hospedeiros podem comprometer o sucesso de programas de controle biológico. Assim, este trabalho objetivou avaliar o efeito de diferentes densidades de fêmeas (1, 3, 6 e 9 fêmeas/ 100 ovos) e da ausência de hospedeiro no parasitismo de Telenomus remus Nixon (Hymenoptera, Scelionidae) em ovos de Spodoptera frugiperda (J. E. Smith) (Lepidoptera, Noctuidae). Observou-se aumento no parasitismo de ovos de S. frugiperda por T. remus a partir da densidade 3 fêmeas/ 100 ovos tanto em condições de laboratório (18%) quanto em campo (32%), embora o parasitismo causado por densidades maiores que 1 fêmea/100 ovos não foi significativamente diferente. Todavia, isso não causou superparasitismo. Por outro lado, o número de fêmeas produzidas na progênie diminuiu (39%) com a maior densidade de fêmeas sob condições de laboratório. Contudo, não verificou-se diferença significativa sob condições de campo. Mesmo após 9 dias de ausência de hospedeiro não houve redução nos índices de parasitismo, permanecendo em torno de 95 ovos parasitados/fêmea/dia. Todavia, no décimo dia pode-se observar redução (40%) no número médio de ovos parasitados. Desse modo, a liberação de três fêmeas por 100 ovos é adequada para se obter elevados níveis de parasitismo.

Parasitismo em lagarta-do-cartucho, Spodoptera frugiperda (Smith), na região do Triângulo Mineiro, MG

Com o objetivo de avaliar a freqüência e distribuição de parasitóides associados a larvas da lagarta do cartucho, Spodoptera frugiperda (Smith), foram realizadas amostragens em campos comerciais da cultura do milho (Zea mays), nos anos agrícolas 1991/92 (duas regiões) e 1992/93 (cinco regiões). em cada local amostrado foram coletadas aproximadamente 100 larvas, em plantas com 20 a 40 dias após a emergência. As larvas foram criadas em laboratório a 25 ± 2ºC, UR 50 - 60%, fotoperíodo de 14 horas e observadas diariamente. Os parasitóides mais freqüentes foram: Chelonus texanus (Cresson) (Hymenoptera: Braconidae), Diadegma sp. (Hymenoptera: Ichneumonidae) e Archytas incertus (Macquart) (Diptera: Tachinidae). Foi observado que o parasitismo total foi de 10,3% em 1991/92 e 13,8% em 1992/93. Os parasitóides Diptera apresentaram preferência pela fase de pupa da lagarta do cartucho (76,5%), nos dois anos agrícolas. Os parasitóides Hymenoptera tiveram preferência por larvas de 3º e 4º ínstares (41,9 e 45,2%), no ano agrícola 1991/92 e de 2º e 3º ínstares (39,1 e 43,5%), no ano agrícola 1992/93.

Dominância funcional e monitoramento da resistência de Spodoptera frugiperda (J. E. Smith, 1797) (Lepidoptera: Noctuidae) a tecnologias Bt no Brasil

Plantas transgênicas que expressam toxinas de Bacillus thuringiensis Berliner (Bt) têm sido amplamente utilizadas para o controle de Spodoptera frugiperda (J. E. Smith) no Brasil. Entretanto, a evolução da resistência é um dos maiores entraves para a continuidade do uso desta tecnologia. Para subsidiar programas de Manejo da Resistência de Insetos (MRI), foram conduzidos estudos para o aprimoramento dos programas de manejo da resistência de S. frugiperda a tecnologias Bt. Foram realizadas estudos para determinar a dominância funcional da resistência de S. frugiperda a tecnologias Bt mediante a avaliação da sobrevivência de larvas neonatas provenientes das linhagens de S. frugiperda resistentes ao milho Herculex® que expressa a proteína Cry1F (HX-R), ao milho YieldGard VT PRO™ que expressa as proteínas Cry1A.105 e Cry2Ab2 (VT-R), ao milho PowerCore™ que expressa as proteínas Cry1A.105, Cry2Ab2 e Cry1F (PW-R), e ao milho Agrisure Viptera™ que expressa a proteína Vip3Aa20 (Vip-R), além da linhagem suscetível (Sus) e de suas respectivas linhagens heterozigotas em diversas tecnologias de milho e algodão Bt. Posteriormente, um método prático para o monitoramento fenotípico da suscetibilidade a diferentes tecnologias de milho e algodão Bt foi testado a partir da avaliação da sobrevivência de larvas neonatas em folhas de plantas Bt em populações de S. frugiperda provenientes dos Estados do Rio Grande do Sul, Paraná, São Paulo, Goiás e Bahia na safra agrícola 2014/15. E por último, a estimativa da frequência de alelos de resistência de S. frugiperda a Vip3Aa20 foi validada pelo método de F1 screen. Em geral, observou-se alta mortalidade dos heterozigotos nas tecnologias Bt testadas, comprovando que a resistência de S. frugiperda a proteínas Bt é funcionalmente recessiva o que suporta a estratégia de refúgio em programas de MRI. Verificou-se também que linhagens resistentes a eventos que expressam proteínas Cry não sobrevivem em tecnologias que expressam proteína Vip. No monitoramento prático da suscetibilidade a tecnologias Bt, sobrevivência larval superior a 70% foi observada para populações de campo do Paraná, Goiás e Bahia no milho Herculex®. Em tecnologias de milho PowerCore™ e YieldGard VT PRO™ houve sobrevivência larval variando de 1,1 a 17,9%. Em contraste, não houve sobreviventes em tecnologias de milho Viptera™. Em algodão WideStrike® que expressa as proteínas Cry1Ac e Cry1F, sobrevivência acima de 41% foi observada para populações de campo de S. frugiperda. A sobrevivência larval em Bollgard II® que expressa as proteínas Cry1Ac e Cry2Ab2 variou de 14 a 40%. No algodão TwinLink® que expressa as proteínas Cry1Ab e Cry2Ae, a sobrevivência larval das populações foi menor que 20%. O método de F1 screen foi eficiente na detecção de alelos de resistência a Vip3Aa20 em populações de S. frugiperda provenientes de diferentes regiões produtoras de milho no Brasil na safra 2014/2015. De 263 isofamílias testadas, foram detectadas três isofamílias positivas oriundas do Paraná, Mato Grosso e Goiás. A frequência de resistência estimada a Vip3Aa20 variou de 0,0140 a 0,0367 nas populações avaliadas, sendo que a frequência total foi de 0,0076. Neste estudo, fornecemos informações para refinar as estratégias de MRI, além de introduzir novas técnicas para monitorar a resistência de S. frugiperda a tecnologias Bt no Brasil.

Application of insecticide in various volumes of waterat stages of Sorghum development for control of fall armyworm (Lepidóptera: Noctuidae)

Una debilidad en las aplicaciones de insecticidas para el control de plagas del sorgo, es el desconocimiento existente acerca del efecto de los volúmenes de agua sobre la efectividad del producto químico aplicado. El objetivo de esta investigación fue determinar el efecto de diferentes volúmenes de agua aplicados en diferentes etapas fonológicas del cultivo sobre la efectividad de clorpirifos sobre el gusano cogollero (Spodoptera frugiperda (J. E. Smith) (lnsecta: Lepidoptera: Noctuidae)) . El ensayo se estableció el 20 de Septiembre de 2001, en terrenos de la es~ación experimental numero 2 del Centro Nacional de Tecnología Agropecuaria y Forestal (CENTA), ubicado en SanAndrés, departamento de la Libertad, El Salvador .. Se efectuaron aplicaciones de chlorpyrifos en dosis de ~ .4 1 ha·, utilizando 285 y ~42 litros de agua, aplicado en dos etapas de crecimiento del cultivo de sorgo (25 y 45 días después de siembra). Los tratamientos incluyeron una aplicación a un determinado volumen y tiempo (25 días después de siembra), y dos a aplicaciones a determinados volúmenes y tiempo, una a los 25 y otra a los 45 días después de siembra. La aplicación de Chlorpyrifos redujo de significativamente la intestación de larvas a las 24 horas después de la primera aplicación, cuando se le compara con el tratamiento control. Sin embargo, no se determinaron diferencias significativas en la eficacia del insecticida, cuando se comparó la infestación de larvas en parcelas tratadas con diferentes cantidades de agua. El volumen mayor de agua pareciera que mejora la distribución del producto qufmico sobre la planta, lo que conduce a una mayor mortalidad de larvas. Una segunda aplicación de insecticida, 20 días después de la primera aplicación, redujo significativamente la infestación de larvas comparada con una sola aplicación. Esta información indica que el incremento en los volúmenes de agua mejora la eficacia del insecticida Chlorpyrifos contra el gusano cogollero en el cultivo de sorgo. Una segunda aplicación del tratamiento insecticida es efectiva contra relnfestaciones de larvas y sugiere que el cogollero que se alimenta de estructuras vegetativas del sorgo, en los ntveles encontrados en este estudio en el Salvador, puede reducir la producción de grano del sorgo.

Associação de bioensaios e caracterização molecular para seleção de novos isolados de Bacillus thuringiensis efetivos contra Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae)

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)