Fitness cost of resistance to Bacillus thuringiensis in velvetbean caterpillar Anticarsia gemmatalis Hübner (Lepidoptera, Noctuidae)

Selection pressure to obtain resistant genotypes can result in fitness cost. In this study, we report the effects of the selection pressure of a commercial formulation of Bacillus thuringiensis on biological aspects of a Dipel-resistant strain of velvetbean caterpillar, Anticarsia gemmatalis Hübner. Comparisons of Dipel-resistant and susceptible individuals revealed significant differences in pupal weight and larval development time. Both strains (Dipel-resistant and susceptible) were susceptible to Cry1Ac toxin expressed in foliar cotton tissues. Resistant and susceptible strains showed low survival rates of 22.5% and 51.2%, respectively, when fed with Greene diet containing Bt-cotton. Larvae bioassayed after three laboratory generations presented lower survival and less instar numbers than individuals maintained in the laboratory for more than 144 generations. Pupal weight was 9.4% lower and larval development time was 1.9 days longer in the resistant population than in the susceptible strain. Other parameters, such as duration of pupal stage, adult longevity, number of eggs per female, oviposition period, and egg fertility, remained unaffected.

Isolation of Bacillus thuringiensis from the state of Amazonas, in Brazil, and screening against Aedes aegypti (Diptera, Culicidae)

We investigated the use of Bacillus thuringiensis isolated in the state of Amazonas, in Brazil, for the biological control of the dengue vector Aedes aegypti. From 25 soil samples collected in nine municipalities, 484 bacterial colonies were obtained, 57 (11.78%) of which were identified as B. thuringiensis. Six isolates, IBt-03, IBt-06, IBt-07, IBt-28, IBt-30, and BtAM-27 showed insecticidal activity, and only BtAM-27 presents the five genes investigated cry4Aa, cry4Ba, cry10Aa, cry11Aa, and cry11Ba. The IBt-07 and IBt- 28, with lower LC50 values, showed equal toxicity compared to the standards. The isolates of B. thuringiensisfrom Amazonas constitute potential new means of biological control for A. aegypti, because of their larvicidal activity and the possibility that they may also contain new combinations of toxins.

Effect of Bacillus sphaericus Neide on Anopheles (Diptera: Culicidae) and associated insect fauna in fish ponds in the Amazon

ABSTRACTWe analyzed the effects of Bacillus sphaericus on Anopheles larvae and on the associated insect fauna in fish farming ponds. Five breeding sites in the peri-urban area of the city of Manaus, AM, Brazil, were studied. Seven samples were collected from each breeding site and B. sphaericus was applied and reapplied after 15 days. The samples were made at 24 h before application, 24 h post-application and 5 and 15 days post-application. We determined abundance, larval reduction and larval density for Anopheles, and abundance, richness, Shannon diversity index and classified according to the functional trophic groups for associated insect fauna. A total of 904 Anopheles larvae were collected and distributed into five species. Density data and larval reduction demonstrated the rapid effect of the biolarvicide 24 h after application. A total of 4874 associated aquatic insects belonging to six orders and 23 families were collected. Regression analysis of diversity and richness indicated that the application of the biolarvicide had no influence on these indices and thus no effect on the associated insect fauna for a period of 30 days. B. sphaericus was found to be highly effective against the larvae of Anopheles, eliminating the larvae in the first days after application, with no effect on the associated insect fauna present in the fish ponds analyzed.

Interação de bactérias fluorescentes do gênero Pseudomonas e de Bacillus spp. com a rizosfera de diferentes plantas

Embora haja muitos trabalhos na literatura com rizobactérias promotoras do crescimento de plantas (RPCPs), existem poucos que expliquem seu mecanismo de ação. É possível que algumas rizosferas favoreçam a colonização radicular por RPCPs, facilitando o estabelecimento da interação planta-bactéria, como se houvesse certa especificidade entre ambas. O objetivo deste trabalho foi verificar se a rizosfera de alface, em comparação com a de outras espécies vegetais, favorece o estabelecimento de bactérias fluorescentes do gênero Pseudomonas, em comparação com as do gênero Bacillus. Coletaram-se amostras do sistema radicular de alface, rúcula, chicória, salsa e tiririca em oito propriedades de produtores comerciais de hortaliças, na região de Campinas, SP. Foi feita a contagem de Pseudomonas spp. fluorescentes e de Bacillus spp. por diluição em série e plaqueamento. De maneira geral, observou-se maior crescimento de Pseudomonas spp. fluorescentes na rizosfera de alface-crespa em relação à de outras plantas, mas isso não ocorreu com Bacillus spp.

Sinergismo Bacillus, Brevibacillus e, ou, Paenibacillus na simbiose Bradyrhizobium-caupi

O feijão-caupi Vigna unguiculata [L.] Walp. é a principal cultura de subsistência do semiárido brasileiro, sendo fonte de proteínas de baixo custo, notadamente, para populações carentes. A produção dessa cultura no Nordeste é baixa devido à não utilização de insumos agrícolas - entre eles, o fertilizante nitrogenado. Por outro lado, bactérias promotoras de crescimento em plantas (BPCPs) vêm sendo estudadas, de forma a maximizar a fixação de N2, disponibilizar nutrientes como P ou fito-hormônios e inibir doenças. Os objetivos deste trabalho foram verificar a viabilidade da coinoculação das sementes de feijão-caupi usando Paenibacillus, Brevibacillus e, ou, Bacillus e Bradyrhizobium-caupi; caracterizar as estirpes quanto à produção de ácido indol acético (AIA) e solubilização de fosfato; e avaliar o sinergismo entre os microrganismos como alternativa para otimizar a FBN. Os experimentos foram conduzidos em laboratório e em casa de vegetação do Instituto Agronômico de Pernambuco (IPA), utilizando o feijão-caupi cv. "IPA - 206". As estirpes utilizadas foram: Bacillus sp. - 449, 450, 451, 461 e ANBE 31; B. cereus - 440; B. subtilis - 438, 441, 454, 455 e 459; B. pumilus - 444, 445 e 448; B. megaterium - 462; Brevibacillus brevis - 447; Paenibacillus brasilensis - 24, 172 e 177; P. graminis - MC 04.21, MC 22.13 e BR 60106; P. polymyxa - S21; e P. durus - RBN4. Os microrganismos não apresentaram capacidade para produzir AIA nem solubilizar fosfato. Ocorreu sinergismo das estirpes de Bacillus sp. (449) e Bacillus pumilus (444) coinoculadas com a estirpe de Bradyrhizobium sp. (BR 3267) no feijão-caupi.

Heterologous prime-boost regimen adenovector 35-circumsporozoite protein vaccine/recombinant Bacillus Calmette-Guérin expressing the Plasmodium falciparum circumsporozoite induces enhanced long-term memory immunity in BALB/c mice.

BACKGROUND: Sustained antibody levels are a hallmark of immunity against many pathogens, and induction of long-term durable antibody titers is an essential feature of effective vaccines. Heterologous prime-boost approaches with vectors are optimal strategies to improve a broad and prolonged immunogenicity of malaria vaccines. RESULTS: In this study, we demonstrate that the heterologous prime-boost regimen Ad35-CS/BCG-CS induces stronger immune responses by enhancing type 1 cellular producing-cells with high levels of CSp-specific IFN-γ and cytophilic IgG2a antibodies as compared to a homologous BCG-CS and a heterologous BCG-CS/CSp prime-boost regimen. Moreover, the heterologous prime-boost regimen elicits the highest level of LLPC-mediated immune responses. CONCLUSION: The increased IFN-γ-producing cell responses induced by the combination of Ad35-CS/BCG-CS and sustained type 1 antibody profile together with high levels of LLPCs may be essential for the development of long-term protective immunity against liver-stage parasites.

Bacillus subtilis bacteriophage SPP1 hexameric DNA helicase, G40P, interacts with forked DNA.

SPP1-encoded replicative DNA helicase gene 40 product (G40P) is an essential product for phage replication. Hexameric G40P, in the presence of AMP-PNP, preferentially binds unstructured single-stranded (ss)DNA in a sequence-independent manner. The efficiency of ssDNA binding, nucleotide hydrolysis and the unwinding activity of G40P are affected in a different manner by different nucleotide cofactors. Nuclease protection studies suggest that G40P protects the 5' tail of a forked molecule, and the duplex region at the junction against exonuclease attack. G40P does not protect the 3' tail of a forked molecule from exonuclease attack. By using electron microscopy we confirm that the ssDNA transverses the centre of the hexameric ring. Our results show that hexameric G40P DNA helicase encircles the 5' tail, interacts with the duplex DNA at the ss-double-stranded DNA junction and excludes the 3' tail of the forked DNA.

Nodulação e rendimento de soja co-infectada com Bacillus Subtilis e Bradyrhizobium Japonicum / Bradyrhizobium Elkanii

O Bacillus subtilis pode favorecer o desempenho simbiótico do rizóbio, pelos efeitos na inibição de fitopatógenos ou pela exsudação de fitormônios. Com o objetivo de verificar a viabilidade da co-infecção de sementes de soja com Bradyrhizobium e Bacillus foram conduzidos três experimentos, no Paraná, em solos com população estabelecida de Bradyrhizobium, em que as estirpes de Bradyrhizobium SEMIA 5019 e SEMIA 5080 e suas variantes tolerantes aos metabólitos de Bacillus foram co-infectadas com duas estirpes de Bacillus (AP-3 e PRBS-1), ou seus metabólitos. Na safra 1993/94, em Londrina, o tratamento de co-inoculação de Bradyrhizobium com os metabólitos formulados de Bacillus incrementou, significativamente, em relação ao não-inoculado, o número de nódulos (59%, estádio V3), a ocupação dos nódulos pelas estirpes de Bradyrhizobium (76%, R2) e o rendimento de grãos (24%); em Ponta Grossa, esses incrementos foram de 60%, 145% e 22%, respectivamente. Nessa safra, em Londrina, a co-inoculação das variantes tolerantes com os metabólitos de Bacillus também aumentou o rendimento (26%) e N total (17%) dos grãos de soja e incrementos significativos foram constatados, na ocupação dos nódulos, pela co-inoculação das variantes tolerantes com as células de Bacillus (78%). Os resultados obtidos indicam a viabilidade da co-inoculação, em sementes de soja, de metabólitos brutos ou formulados ou, ainda, de células de Bacillus subtilis, para incrementar a contribuição do processo de fixação biológica do nitrogênio.

Novo isolado de Bacillus thuringiensis efetivo contra a lagarta-do-cartucho

Com o objetivo de encontrar princípios ativos que possam ser usados no controle da lagarta-do-cartucho, Spodoptera frugiperda (Smith, 1797), foram testados 205 isolados de Bacillus, provenientes de diferentes regiões brasileiras, contra larvas deste inseto. Apenas um isolado de B. thuringiensis subsp. kurstaki, denominado S93, causou 100% de mortalidade. A CL50 da mistura esporos-cristais do isolado S93 para larvas de 3º estádio de S. frugiperda foi de 37,0 ng/mL, enquanto a da estirpe HD-1 de B. thuringiensis subsp. kurstaki isolada do produto Dipel foi de 177,73 mg/mL, demonstrando ser o novo isolado muito mais tóxico contra a lagarta-do-cartucho do que HD-1-Dipel.

The Bacillus subtilis bacteriophage SPP1 G39P delivers and activates the G40P DNA helicase upon interacting with the G38P-bound replication origin.

Initiation of Bacillus subtilis bacteriophage SPP1 replication requires the phage-encoded genes 38, 39 and 40 products (G38P, G39P and G40P). G39P, which does not bind DNA, interacts with the replisome organiser, G38P, in the absence of ATP and with the ATP-activated hexameric replication fork helicase, G40P. G38P, which specifically interacts with the phage replication origin (oriL) DNA, does not seem to form a stable complex with G40P in solution. G39P when complexed with G40P-ATP inactivates the single-stranded DNA binding, ATPase and unwinding activities of G40P, and such effects are reversed by increasing amounts of G38P. Unwinding of a forked substrate by G40P-ATP is increased about tenfold by the addition of G38P and G39P to the reaction mixture. The specific protein-protein interactions between oriL-bound G38P and the G39P-G40P-ATPgammaS complex are necessary for helicase delivery to the SPP1 replication origin. Formation of G38P-G39P heterodimers releases G40P-ATPgammaS from the unstable oriL-G38P-G39P-G40P-ATPgammaS intermediate. G40P-ATPgammaS binds to the origin region, the uncomplexed G38P fraction remains bound to oriL, and the G38P-G39P heterodimer is lost from the complex. We demonstrate that G39P is a component of an oligomeric nucleoprotein complex which plays an important role in the initiation of SPP1 replication.

Efeito fungistático de Bacillus thuringiensis e de outras bactérias sobre alguns fungos fitopatogênicos

Quatro isolados bacterianos da rizosfera de Drosera villosa var. villosa (B1, B2, B3, B4) e dois isolados de Bacillus thuringiensis (B5 e B6), sendo B6 produtor da toxina bioinseticida Cry1Ab, foram avaliados quanto à capacidade de inibir os fungos fitopatogênicos Fusarium solani f. sp. phaseoli, Fusarium solani f. sp. glycines, Fusarium oxysporum e Colletotrichum sp. A cepa mais efetiva foi B1 que inibiu o crescimento dos quatro fungos até o 26º dia. B. thuringiensis inibiu o crescimento de três destes, o que indica que possui atividade antifúngica e abre um novo campo de estudo para a utilização do B. thuringiensis.

Estirpes de Bacillus thuringiensis efetivas contra insetos das ordens Lepidoptera, Coleoptera e Diptera

O objetivo deste trabalho foi selecionar entre 300 estirpes de Bacillus thuringiensis as efetivas simultaneamente contra larvas de Spodoptera frugiperda J.E. Smith e Anticarsia gemmatalis Hübner (Lepidoptera: Noctuidae), Anthonomus grandis Boheman (Coleoptera: Curculionidae), Aedes aegypti Linnaeus e Culex quinquefasciatus Say (Diptera: Culicidae). Foram selecionadas duas estirpes de B. thuringiensis, denominadas S234 e S997, que apresentaram atividade contra as três ordens de insetos. As estirpes foram caracterizadas por métodos morfológicos, bioquímicos e moleculares. As mesmas apresentaram duas proteínas principais de 130 e 65 kDa, produtos de reação em cadeia da polimerase de tamanho esperado para a detecção dos genes cry1Aa, cry1Ab, cry1Ac, cry1B e cry2 e cristais bipiramidais, cubóides e esféricos.

Screening of Bacillus thuringiensis strains effective against mosquitoes

The objective of this work was to evaluate 210 Bacillus thuringiensis strains against Aedes aegypti and Culex quinquefasciatus larvae to select the most effective. These strains were isolated from different regions of Brazil and are stored in a Bacillus spp. collection at Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia, Brasília, Brazil. The selected strains were characterized by morphological (microscopy), biochemical (SDS-PAGE 10%) and molecular (PCR) methods. Six B. thuringiensis strains were identified as mosquito-toxic after the selective bioassays. None of the strains produced the expected PCR products for detection of cry4, cry11 and cyt1A genes. These results indicate that the activity of mosquitocidal Brazilian strains are not related with Cry4, Cry11 or Cyt proteins, so they could be used as an alternative bioinsecticide against mosquitoes.

Seleção e caracterização de estirpes de Bacillus thuringiensis efetivas no controle da traça-das-crucíferas Plutella xylostella

O objetivo deste trabalho foi selecionar e caracterizar, no Banco de Germoplasma de Bacillus spp., da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária, as estirpes de Bacillus thuringiensis mais tóxicas à Plutella xylostella, por métodos morfológicos, bioquímicos e moleculares. Das 203 estirpes testadas, sete causaram 100% de mortalidade e foram semelhantes à estirpe padrão utilizada, B. thuringiensis subsp. kurstaki. Elas apresentaram proteínas de 130 kDa e 65 kDa, presença de genes cry1 e cry2 e cristais bipiramidais, cubóides e redondos. As estirpes selecionadas oferecem novas perspectivas de controle de P. xylostella.

Effect of Bacillus thuringiensis on microbial functional groups in sorghum rhizosphere

The objective of this work was to assess the effect of two strains of Bacillus thuringiensis var. kurstaki on sorghum rhizosphere microorganisms. The strains were HD1, that produces the bioinsecticidal protein, and 407, that is a mutant non-producer. The strains do not influence microbial population, but reduce plant growth and improve mycorrhizal colonization and free living fixing N2 community.