Chrysanthemyl diphosphate synthase: Isolation of the gene and characterization of the recombinant non-head-to-tail monoterpene synthase from Chrysanthemum cinerariaefolium

Chrysanthemyl diphosphate synthase (CPPase) catalyzes the condensation of two molecules of dimethylallyl diphosphate to produce chrysanthemyl diphosphate (CPP), a monoterpene with a non-head-to-tail or irregular c1′-2-3 linkage between isoprenoid units. Irregular monoterpenes are common in Chrysanthemum cinerariaefolium and related members of the Asteraceae family. In C. cinerariaefolium, CPP is an intermediate in the biosynthesis of the pyrethrin ester insecticides. CPPase was purified from immature chrysanthemum flowers, and the N terminus of the protein was sequenced. A C. cinerariaefolium λ cDNA library was screened by using degenerate oligonucleotide probes based on the amino acid sequence to identify a CPPase clone that encoded a 45-kDa preprotein. The first 50 aa of the ORF constitute a putative plastidial targeting sequence. Recombinant CPPase bearing an N-terminal polyhistidine affinity tag in place of the targeting sequence was purified to homogeneity from an overproducing Escherichia coli strain by Ni2+ chromatography. Incubation of recombinant CPPase with dimethylallyl diphosphate produced CPP. The diphosphate ester was hydrolyzed by alkaline phosphatase, and the resulting monoterpene alcohol was analyzed by GC/MS to confirm its structure. The amino acid sequence of CPPase aligns closely with that of the chain elongation prenyltransferase farnesyl diphosphate synthase rather than squalene synthase or phytoene synthase, which catalyze c1′-2-3 cyclopropanation reactions similar to the CPPase reaction.

Antillatoxin is a marine cyanobacterial toxin that potently activates voltage-gated sodium channels

Antillatoxin (ATX) is a lipopeptide derived from the pantropical marine cyanobacterium Lyngbya majuscula. ATX is neurotoxic in primary cultures of rat cerebellar granule cells, and this neuronal death is prevented by either N-methyl-d-aspartate (NMDA) receptor antagonists or tetrodotoxin. To further explore the potential interaction of ATX with voltage-gated sodium channels, we assessed the influence of tetrodotoxin on ATX-induced Ca2+ influx in cerebellar granule cells. The rapid increase in intracellular Ca2+ produced by ATX (100 nM) was antagonized in a concentration-dependent manner by tetrodotoxin. Additional, more direct, evidence for an interaction with voltage-gated sodium channels was derived from the ATX-induced allosteric enhancement of [3H]batrachotoxin binding to neurotoxin site 2 of the α subunit of the sodium channel. ATX, moreover, produced a strong synergistic stimulation of [3H]batrachotoxin binding in combination with brevetoxin, which is a ligand for neurotoxin site 5 on the voltage-gated sodium channel. Positive allosteric interactions were not observed between ATX and either α-scorpion toxin or the pyrethroid deltamethrin. That ATX interaction with voltage-gated sodium channels produces a gain of function was demonstrated by the concentration-dependent and tetrodotoxin-sensitive stimulation of 22Na+ influx in cerebellar granule cells exposed to ATX. Together these results demonstrate that the lipopeptide ATX is an activator of voltage-gated sodium channels. The neurotoxic actions of ATX therefore resemble those of brevetoxins that produce neural insult through depolarization-evoked Na+ load, glutamate release, relief of Mg2+ block of NMDA receptors, and Ca2 + influx.

Construction of an improved mycoinsecticide overexpressing a toxic protease.

Mycoinsecticides are being used for the control of many insect pests as an environmentally acceptable alternative to chemical insecticides. A key aim of much recent work has been to increase the speed of kill and so improve commercial efficacy of these biocontrol agents. This might he achieved by adding insecticidal genes to the fungus, an approach considered to have enormous potential for the improvement of biological pesticides. We report here the development of a genetically improved entomopathogenic fungus. Additional copies of the gene encoding a regulated cuticle-degrading protease (Pr1) from Metarhizium anisopliae were inserted into the genome of M. anisopliae such that Pr1 was constitutively overproduced in the hemolymph of Manduca sexta, activating the prophenoloxidase system. The combined toxic effects of Pr1 and the reaction products of phenoloxidase caused larvae challenged with the engineered fungus to exhibit a 25% reduction in time of death and reduced food consumption by 40% compared to infections by the wild-type fungus. In addition, infected insects were rapidly melanized, and the resulting cadavers were poor substrates for fungal sporulation. Thus, environmental persistence of the genetically engineered fungus is reduced, thereby providing biological containment.

Dinâmica de interações tróficas de Euschistus heros (Hemiptera: Pentatomidae) com Telenomus podisi e Trissolcus basalis (Hymenoptera: Platygastridae)

Dentre os insetos que causam prejuízo a produção de soja, os percevejos fitófagos destacam-se como o principal grupo de pragas, sendo Euschistus heros (Fabricius, 1798), atualmente, a principal espécie de praga da cultura, que está distribuída em todas as regiões brasileiras de cultivo da leguminosa. Para o controle das populações destes insetos, o método mais utilizado é o controle químico. No entanto, as exigências tem sido crescentes no que diz respeito à redução do uso de agroquímicos. Dentre as alternativas, o uso dos parasitoides de ovos Telenomus podisi Ashmead, 1881 e Trissolcus basalis Wollaston, 1858 emerge com bom potencial para programas de controle biológico. O uso desses agentes de controle deve ser baseado em estudos que assegurem a eficiência dos insetos no manejo da população da praga. O presente estudo combina experimentação laboratorial e de campo com modelagem matemática para investigar o potencial dos parasitoides como controladores do percevejo da soja. Foram realizados estudos relacionados aos parâmetros biológicos e potenciais reprodutivos de T. podisi e T. basalis através de tabelas de vida de fertilidade. Foram determinadas as exigências térmicas de ambos os parasitoides de ovos e observou-se o efeito da idade dos ovos de E. heros no parasitismo por T. podisi e T. basalis. Foi também avaliada a interação entre as duas espécies de parasitóides e determinado o número ideal de cada espécie de parasitoide a ser liberado de acordo com a densidade de ovos do hospedeiro. Finalmente um modelo matemático foi proposto visando simular interações e liberações em parasitoides, para o controle de E. heros. Com a combinação entre os experimentos e a implementação de metodologia analítica através de modelagem ecológica espera-se incrementar estratégias de controle da praga, para fundamentar a recomendação do uso do parasitoide mais eficiente para controlar E. heros, ou mesmo a melhor forma de combinar o o uso das espécies de inimigos naturais.

Exposição a substâncias organocloradas em São Paulo: níveis séricos em doadores de sangue e fatores associados

A utilização de pesticidas organoclorados é motivo de preocupação das entidades ligadas à área de saúde em todo o mundo. Apesar de as formas de contaminação serem bem conhecidas, não há um controle eficaz na fiscalização do seu uso no Brasil. Sabe-se que altos níveis séricos destes compostos nos organismos de seres humanos e animais acarretam sérios problemas de saúde. Tendo em vista essa realidade, foi realizado, em 2009, o Projeto Piloto do I Inquérito Nacional de Populações Expostas a Substâncias Químicas, cujo subprojeto \"doadores de sangue\" teve como objetivo mensurar as concentrações de substâncias químicas no sangue de 547 residentes da região metropolitana de São Paulo, dentre elas os pesticidas organoclorados. Este trabalho teve como objetivos avaliar as concentrações dos pesticidas hexaclorobenzeno (HCB), alfa-HCH, ?-HCH, beta-HCH, beta-HCH, heptacloro, heptacloro epóxido, dieldrin, mirex, o,p\'-DDT, p,p\'-DDT, o,p\'-DDE, p,p\'-DDE, o,p\'-DDD e p,p\'-DDD nesta população e compará-las com as encontradas em outros países e determinar fatores associados aos níveis mais elevados destas substâncias. O método analítico utilizado foi de cromatografia a gás. Os resultados deste estudo indicam que a população adulta de São Paulo não está exposta a níveis preocupantes de pesticidas organoclorados, pois dentre os compostos analisados, apenas o beta-HCH e o p,p\'-DDE tiveram um número significante de amostras acima do limite de quantificação, 10,7% e 31,2% das amostras respectivamente. Quando utilizada a metade do limite de quantificação para substituir os valores abaixo do limite de quantificação do método, o valor médio encontrado para o beta-HCH foi de 0,028 ug/dL e para o p,p\'-DDE foi de 0,045 ug/dL. Este estudo propôs dois modelos multivariados para explicar os fatores associados aos compostos beta-HCH e p,p\'-DDE no sangue dos doadores. Segundo o modelo de Regressão Logística Ordinal Multivariado, os fatores associados a níveis mais altos de beta-HCH foram ter idade entre 26 e 45 anos e ser do sexo feminino. Para o p,p\'-DDE os fatores associados a níveis mais altos foram ter idade entre 26 e 45 anos, ser do sexo feminino e ter trabalhado com pesticidas, enquanto receber renda mensal de 3 a 5 salários mínimos e consumir derivados de origem animal uma ou mais vezes por semana foram associados a níveis mais baixos de p,p\'-DDE. Segundo o modelo de Regressão Linear Múltipla, os fatores associados a níveis mais altos de beta-HCH foram o sexo feminino, ter contato prévio com pesticidas na região agrícola, ter trabalhado com pesticidas em campanhas de saúde pública, ter trabalhado em empresas de capacitores ou transformadores, ter trabalhado em indústrias de solventes clorados, ter renda mensal de 3 a 5 salários mínimos, consumo de carnes uma ou duas vezes por semana e consumo de frutos do mar uma ou duas vezes por semana, enquanto consumo frequente de cerveja e ter renda mensal de 1 a 3 salários mínimos foram associado a níveis menores de beta-HCH. Já para o p,p\'-DDE, os fatores associados a níveis mais elevados foram ser do sexo feminino, ser não branco, ter trabalhado com pesticidas e consumir água de fontes que não sejam minerais ou de rede, enquanto o consumo frequente de bebidas alcoólicas foi associado a níveis mais baixos de p,p\'-DDE

Tuta absoluta (Meyrick, 1917) (Lepidoptera: Gelechiidae): adequação de uma dieta artificial e avaliação do seu controle biológico com Trichogramma pretiosum Riley em tomateiro

Tuta absoluta (Meyrick, 1917) é uma das pragas-chave da cultura do tomate e outras solanáceas na América do Sul e atualmente também na Eurásia e África. Devido aos grandes prejuízos que causa à cultura, são principalmente usados inseticidas para o seu controle. Entretanto, na busca de estratégias mais sustentáveis, cada dia adquire maior importância o uso do controle biológico, como uma das estratégias do manejo integrado de pragas. Para o desenvolvimento destas estratégias é fundamental desenvolver um método de criação de T. absoluta em laboratório, em dieta artificial, sem necessitar do hospedeiro natural, muitas vezes difícil de ser obtido e mantido em laboratório, e, de grande importância para produzir parasitoides específicos para esta praga. Dentre os parasitoides mais usados para ovos de lepidópteros está Trichogramma pretiosum Riley 1879 que é usado no controle biológico aplicado desta praga. Tendo como foco principal T. absoluta, neste trabalho foram pesquisados 1) a seleção de uma dieta artificial para este lepidóptero baseando-se em características físicas e químicas, avaliando o seu desempenho por várias gerações em laboratório, e 2) avaliação de aspectos biológicos e reprodutivos de T. pretiosum parasitando ovos de T. absoluta e aspectos físicos da planta (tricomas) para compreender o controle biológico desta praga no tomateiro. Foi encontrado que uma dieta à base de germe-de-trigo, caseína e celulose é apropriada para a criação deste lepidóptero, já que o inseto mostrou adaptação à mesma no transcorrer das gerações com base em características biológicas e de tabela de vida; adicionalmente, os ovos provenientes de T. absoluta alimentada com dieta artificial são comparáveis aos da dieta natural, no parasitismo de T. pretiosum. Com relação ao controle biológico foi demonstrado que este parasitoide desenvolvido em ovos de T. absoluta, diminui seu tamanho e desempenho com o transcorrer das gerações, apresentando menor capacidade de voo do que os insetos produzidos em A. kuenhiella, sendo necessária a liberação de altas densidades de parasitoides por ovo da praga. Foi observado que, embora o parasitismo de T. pretiosum de ovos de T. absoluta seja melhor em variedades com poucos tricomas, uma alta densidade destas estruturas não impede o controle da praga alvo dependendo da disposição destas estruturas. O controle biológico de T. absoluta com T. pretiosum tem uma ação momentânea, sendo necessárias liberações frequentes devido ao fato de os parasitoides desenvolvidos na praga serem menos competitivos com aqueles provenientes do hospedeiro alternativo que apresenta ovos maiores do que T. absoluta.

Effects of mirex, methoxychlor, and malathion on development of crabs /

Mode of access: Internet.

Ambient water quality criteria for heptachlor /

Mode of access: Internet.

Insecticide application equipment for the control of insects of public health importance /

Mode of access: Internet.

Toxicological profile for pyrethrins and pyrethroids /

"Prepared by Syracuse Research Corporation under contract no. 205-1999-00024; prepared for U.S. Dept. of Health and Human Services, Public Health Service, Agency for Toxic Substances and Disease Registry."

Toxicological profile for methoxychlor /

"ATSDR/TP-39/11"--On spine.

Toxicological profile for heptachlor/heptachlor epoxide /

ATSDR/TP-92/11.

References to the use of ethylene oxide for pest control,

Mode of access: Internet.

E /

Description based on: [No.] 307 (June 1933); title from caption.

Summary of investigations /

Description based on: No. 11 (July/Dec. 1956); title from cover.