Purification and partial characterization of an aminopeptidase from the midgut tissue of Dysdercus peruvianus

The surface of midgut cells in Hemiptera is ensheathed by a lipoprotein membrane (the perimicrovillar membrane), which delimits a closed compartment with the microvillar membrane, the so-called perimicrovillar space. In Dysdercus peruvianus midgut perimicrovillar space a soluble aminopeptidase maybe involved in the digestion of oligopeptides and proteins ingested in the diet. This D. peruvianus aminopeptidase was purified to homogeneity by ion-exchange chromatography on an Econo-Q column, hydrophobic interaction chromatography on phenyl-agarose column and preparative polyacrylamide gel electrophoresis. The results suggested that there is a single molecular species of aminopeptidase in D. peruvianus midgut. Molecular mass values for the aminopeptidase were estimated to be 106 kDa (gel filtration) and 55 kDa (SDS-PAGE), suggesting that the enzyme occurs as a dimer under native conditions. Kinetic data showed that D. peruvianus aminopeptidase hydrolyzes the synthetic substrates LpNA, RpNA, A beta NA and AsnMCA (K(m)s 0.65, 0.14, 0.68 and 0.74 mM, respectively). The aminopeptidase activity upon LpNA was inhibited by EDTA and 1,10-phenanthroline, indicating the importance of metal ions in enzyme catalysis. One partial sequence of BLAST-identified aminopeptidase was found by random sequencing of the D. peruvianus midgut cDNA library. Semi-quantitative RT-PCR analysis showed that the aminopeptidase genes were expressed throughout the midgut epithelium, in the epithelia of V1, V2 and V3. Malphigian tubules and fat body, but it was not expressed in the salivary glands. These results are important in furthering our understanding of the digestive process in this pest species. (c) 2010 Elsevier Inc. All rights reserved.

Mechanism of Trypanosoma cruzi death induced by Cratylia mollis seed lectin

Incubation of T. cruzi epimastigotes with the lectin Cramoll 1,4 in Ca(2+) containing medium led to agglutination and inhibition of cell proliferation. The lectin (50 A mu g/ml) induced plasma membrane permeabilization followed by Ca(2+) influx and mitochondrial Ca(2+) accumulation, a result that resembles the classical effect of digitonin. Cramoll 1,4 stimulated (five-fold) mitochondrial reactive oxygen species (ROS) production, significantly decreased the electrical mitochondrial membrane potential (Delta I(m)) and impaired ADP phosphorylation. The rate of uncoupled respiration in epimastigotes was not affected by Cramoll 1,4 plus Ca(2+) treatment, but oligomycin-induced resting respiration was 65% higher in treated cells than in controls. Experiments using T. cruzi mitochondrial fractions showed that, in contrast to digitonin, the lectin significantly decreased Delta I(m) by a mechanism sensitive to EGTA. In agreement with the results showing plasma membrane permeabilization and impairment of oxidative phosphorylation by the lectin, fluorescence microscopy experiments using propidium iodide revealed that Cramoll 1,4 induced epimastigotes death by necrosis.

Sequestration of prenylated benzoic acid and chromenes by Naupactus bipes (Coleoptera: Curculionidae) feeding on Piper gaudichaudianum (Piperaceae)

The curculionid beetle Naupactus bipes (Germar, 1824) (Coleoptera: Curculionidae: Brachycerinae) has shown feeding preference for leaves of Piper gaudichaudianum, demonstrating an unexpected specificity for an insect considered to be a generalist. The leaves of P. gaudichaudianum contain the prenylated chromenes gaudichaudianic acid (4, major compound) and its methyl ester (5) in addition to a chromene (3) lacking one prenyl residue. In addition to 4, roots contain the chromone methyl ester (1) and methyl taboganate (2, major compound). Feeding on roots, larvae of N. bipes sequester exclusively the root-specific compounds 1 and 2. Adult beetles sequester the leaf-specific chromenes 3 and 4, but were found to also contain compounds 1 and 2 that are absent in leaves. Therefore, it is suggested that 1 and 2 are sequestered by larvae and can be found in the body of adult insects after long-term storage. In addition, 3 and 4, the major compounds in leaves were found to be associated with the eggs.

Biologia alimentar da taxocenose de peixes do Rio Silveira (cabeceira do Rio Pelotas), São José dos Ausentes, Rio Grande do Sul, Brasil

A região de São José dos Ausentes (planalto sul-riograndense), onde se situa o rio Silveira pertencente a cabeceira do rio Pelotas (bacia do rio Uruguai), caracteriza-se por uma ictiofauna composta de espécies endêmicas e várias espécies novas ainda não descritas. O conhecimento referente a estrutura trófica da ictiofauna desta região ainda é inexistente, motivo pelo qual este trabalho teve com objetivo caracterizar a biologia alimentar das espécies de peixes encontradas no rio Silveira. O período de amostragem iniciou em julho de 2000 e concluiu-se em julho 2001. Os indivíduos foram capturados mensalmente através de redes de espera (malhas 1,5 cm entrenós) e puçás, em ambientes de corredeiras e remansos. Foram encontradas seis espécies de peixes neste trecho do rio Silveira: Astyanax sp. n. 4 (Characidae), Eurycheilichthys pantherinus (Loricariidae), Hemipsilichthys sp. n. I (Loricariidae), Cichlasoma facetum (Cichlidae), Rhamdia sp. (Pimelodidae) e Bryconamericus sp. n. 1 (Characidae). O conteúdo estomacal foi identificado para cada uma destas espécies, sendo somente analisado através do método de freqüência de ocorrência, composição percentual e pelo cálculo do índice de importância alimentar para as três espécies mais freqüentes e abundantes. Dentre os itens encontrados destacam-se para Astyanax sp. n. 4 matéria vegetal e Ephemeroptera; para Eurycheilichthys pantherinus larvas de Diptera Simulidae e Ephemeroptera; e em Hemipsilichthys sp. n. I detritos, onde se verificou a presença de diatomáceas e clorofítas. O cálculo do coeficiente de sobreposição alimentar não apresentou valor significativo para estas três espécies. As demais espécies apresentaram os seguintes itens em sua dieta, Cichlasoma facetum larvas de Tricoptera, Ephemeroptera, Gastropoda e insetos alóctones; Rhamdia sp. escamas, Gastropoda, larvas de Lepidoptera, Tricoptera, Ephemeroptera, sementes, matéria vegetal, sedimento; e Bryconamericus sp. n. 1 larvas de Diptera (Simulidae, Psychodidae, Chironomidae), larvas de Tricoptera, Ephemeroptera, Diatomáceas, Clorofítas, Diptera adulto, Hymenoptera, Coleoptera. Esta dieta sugere os seguintes hábitos alimentares para Astyanax sp. n. 4 onívoro, Eurycheilichthys pantherinus insetívoro, Hemipsilichthys sp. n. I detritívoro, Cichlasoma facetum insetívoro, Rhamdia sp. onívoro, e Bryconamericus sp. n. 1 insetívoro.

Parasitóides associados a insetos minadores presentes em vegetação espontânea em pomar de citros

O minador-das-folhas-dos-citros, Phyllocnistis citrella (Stainton, 1856) (Lepidoptera: Gracillariidae) é uma das principais pragas da citricultura. Outros minadores e seus parasitóides têm sido estudados, e a análise das comunidades destes insetos poderá fornecer subsídios para a compreensão da regulação biótica de P. citrella. Este trabalho teve como objetivos verificar se os parasitóides de outros insetos minadores presentes na vegetação de crescimento espontâneo de um pomar de citros são os mesmos relatados para P. citrella; identificando os insetos minadores, seus parasitóides e suas plantas hospedeiras. O trabalho foi conduzido no município de Montenegro (29° 68`S e 51° 46`W), RS, em um pomar do híbrido tangor ‘Murcott’. Realizaram-se amostragens quinzenais, de maio de 2003 a maio de 2004, coletando-se em cada ocasião, todas as folhas com minas, contidas na área delimitada por um aro de 0,26 m2 , que era jogado nas linhas e nas entrelinhas de 30 árvores sorteadas. No laboratório registrou-se o número de larvas e pupas por folha e o tipo de mina. Durante o estudo foram registradas 29 espécies de insetos minadores de três ordens, 26 espécies de plantas hospedeiras, distribuídas em 13 famílias, e 24 espécies de microhimenópteros parasitóides, distribuídos em três famílias. Alguns gêneros identificados neste estudo, já haviam sido relatados, em várias regiões do mundo, com espécies parasitando P. citrella como: Closterocerus, Chrysocharis, Neochrysocharis, Bracon e Sympiesis. Estudos sobre a comunidade de inimigos naturais associados aos minadores são, portanto, necessários devido à importância da diversidade para o equilíbrio dos agroecossistemas. Um manejo adequado da vegetação espontânea do pomar poderá favorecer o estabelecimento e a multiplicação de inimigos naturais de insetos minadores e de outros insetos praga.

Purificação, caracterização e atividade bioinseticida de um inibidor de tripsina de sementes de Crotalaria pallida

A proteinaceous trypsin inhibitor was purified from Crotalaria pallida seeds by ammonium sulphate fractionation, affinity chromatography on immobilized Trypsin-Sepharose and TCA precipitation. The trypsin inhibitor, named ITC, had Mr of 32.5 kDa by SDS-PAGE and was composed by two subunits with 27.7 and 5.6 kDa linked by disulphide bridges, a typical characteristic of Kunitz-Inhibitor family. ITC was stable until 50°C, and at 100°C its residual activity was of about 60%. Also, ITC was stable at pHs 2 to 12. The inhibition of trypsin by ITC was non-competitive, with a Ki of 8,8 x 10-7M. ITC inhibits weakly other serine proteinases such as chymotrypsin and elastase. The inhibition of papain (44% of inhibition), a cysteine proteinase was an indicative of the bi-functionality of ITC. In vitro assays against digestive proteinases from several Lepdoptera, Diptera and Coleoptera pests were made. ITC inhibited in 100% digestive enzymes of Ceratitis capitata (fruit fly), Spodoptera frugiperda and Alabama argillacea, the last one being a cotton pest. It also inhibited in 74.4% Callosobruchus maculatus (bean weevil) digestive enzymes, a Coleoptera pest. ITC, when added in artificial diet models, affected weakly the development of C. capitata larvae and it had a WD50 of 2.65% to C. maculatus larvae

Purificação, caracterização e análise da atividade bioinseticida, de um inibidor de tripsina em sementes de catanduva (Piptadenia moniliformis)

One Kunitz-type trypsin inhibitors (PmTI) was purified from Piptadenia moniliformis seeds, a tree of the sub-family Mimosoideae, by TCA precipitation, affinity chromatography on immobilized trypsin-Sepharose, DEAE cellulose (ion exchange) and Superose 12 (molecular exclusion) column FPLC/AKTA. The inhibitor has Mr of 25 kDa by SDS-PAGE and chromatography molecular exclusion. The N-terminal sequence of this inhibitor showed high homology with other family Kunitz inhibitors. This also stable variations in temperature and pH and showed a small decrease in its activity when incubated with DDT in the concentration of 100mM for 120 minutes. The inhibition of trypsin by PmTI was competitive, with Ki of 1.57 x10-11 M. The activity of trypsin was effectively inhibited by percentage of inhibition of 100%, among enzymes tested, was not detected inhibition for the bromelain, was weak inhibitor of pancreatic elastase (3.17% of inhibition) and inhibited by 76.42% elastase of neutrophils, and inhibited in a moderate, chymotrypsin and papain with percentage of inhibition of 42.96% and 23.10% respectively. In vitro assays against digestive proteinases from Lepidoptera, Diptera and Coleoptera pests were carried out. Several degrees of inhibition were found. For Anthonomus grandis and Ceratitis capitata the inhibition was 89.93% and 70.52%, respectively, and the enzymes of Zabrotes subfasciatus and Callosobruchus maculatus were inhibited by 5.96% and 9.41%, respectively, and the enzymes of Plodia. interpunctella and Castnia licus were inhibited by 59.94% and 23.67, respectively. In vivo assays, was observed reduction in the development of larvae in 4rd instar of C. capitata, when PmTI was added to the artificial diet, getting WD50 and LD50 of 0.30% and 0.33%, respectively. These results suggest that this inhibitor could be a strong candidate to plant management programs cross transgenic

Biological activity of astilbin from Dimorphandra mollis against Anticarsia gemmatalis and Spodoptera frugiperda

Astilbin was isolated in high yield from Dimorphandra mollis, and its insecticidal and growth inhibiting activity by stomach ingestion were evaluated against Anticarsia gemmatalis and Spodoptera frugiperda. The insecticidal activity of astilbin, the weight reduction of the larval phase and the prolongation of the larval and pupal phases were verified for both species. Astilbin was identified on the base of its NMR, MS and physical data. (C) 2002 Society of Chemical Industry.

Survey of preys captured and used by Polybia platycephala (Richards) (Hymenoptera: Vespidae, Epiponini)

As vespas sociais são predadoras de várias espécies de insetos e, portanto, o estudo de suas presas pode revelar seu potencial para programas de controle biológico de pragas. Durante o período de setembro de 2000 a janeiro de 2002, foram realizadas 70h de coleta de presas capturadas em doze ninhos de Polybia platycephala Richards, localizados em áreas urbanas do município de Juiz de Fora, MG. As presas capturadas por P. platycephala compreenderam cinco ordens de insetos: Diptera (33,4%), Lepidoptera (28,6%), Hemiptera (12,0%), Hymenoptera (9,4%) e Coleoptera (7,2%). O peso médio da carga protéica transportada pelas vespas foi 1,9 ±1,6 mg (n = 34, 0,3 - 6,2 mg), e a taxa média de proteína transportada por dia foi 22,8 mg. de acordo com os resultados, pode-se estimar a captura de 4.380 presas por ano por uma única colônia de P. platycephala. Desta forma, a espécie pode ser utilizada em programas de manejo em ambientes urbanos contribuindo para o controle de insetos pragas como larvas de pernilongos, lagartas desfolhadoras de plantas de jardins, pulgões e formas aladas de formigas.

Prey captured and used in Polistes versicolor (Olivier) (Hymenoptera: Vespidae) Nourishment

As vespas sociais são predadoras de muitas espécies de insetos e o estudo de suas presas pode revelar seu potencial para programas de controle biológico de pragas. Foram realizadas 240h de coleta de presas em 32 colônias de Polistes versicolor (Olivier) no município de Juiz de Fora, MG, de março de 2000 a fevereiro de 2001. As presas capturadas por P. versicolor foram, principalmente, das ordens Lepidoptera (95,4%) e Coleoptera (1,1%) além de 3,4% de indivíduos não identificados. A espécie mais coletada foi Chlosyne lacinia saundersii Doubleday & Hewitson (13,5%) (Lepidoptera: Nymphalidae) e o número total estimado de presas capturadas por colônia de P. versicolor foi de 4.015 indivíduos por ano. Isso mostra que a espécie pode ser utilizada em programas de manejo integrado de pragas de insetos herbívoros, principalmente lagartas desfolhadoras.

Caracterização de novos isolados de Bacillus thuringiensis para o controle de importantes insetos-praga da agricultura

A bactéria Bacillus thuringiensis Berliner produz um corpo de inclusão paraesporal (cristal) de natureza proteica, formado durante a esporulação, que atua de forma eficiente no controle de insetos-praga de culturas economicamente importantes. Esse cristal é constituído de proteínas Cry, que são codificadas pelos genes cry; um isolado pode ser caracterizado pelo conteúdo de genes cry que apresenta. Visando caracterizar novos isolados no combate de insetos-praga pertencentes às ordens Lepidoptera e Coleoptera, 76 isolados bacterianos foram analisados molecularmente e tiveram seu potencial de controle avaliado por meio de bioensaios com larvas de Spodoptera frugiperda (J.E. Smith), Sphenophorus levis Vaurie e Tenebrio molitor Linnaeus. As análises moleculares indicaram 11 isolados (14,5% da coleção), contendo genes lepidóptero-específicos e 17 (22,37%) com genes coleóptero-específicos. As análises de patogenicidade revelaram dois isolados com alto potencial de controle para lagartas de S. frugiperda, um para larvas de S. levis e seis prejudiciais ao desenvolvimento das larvas de T. molitor. Esses isolados de B. thuringiensis podem ser promissores no controle biológico das referidas pragas.

Avaliação dos parâmetros genéticos em progênies de meio-irmãos de uma sub-população de milho composto Flint para resistência à lagarta-da-espiga Helicoverpa zea (Bod.)

Foram estudadas 100 progênies de meio-irmãos de uma sub-população de milho (Zea mays L.) Composto Flint com o objetivo de avaliar a resistência de genótipos à lagarta-da-espiga Helicoverpa zea (Bod.). Foram obtidos os valores de danos médios da lagarta-da-espiga de 1,14 cm de comprimento na espiga determinado pela escala de Widstrom e coeficiente de variação experimental (CVE) de 23,4%. Dos parâmetros genéticos avaliados, a estimativa de herdabilidade (h²) foi de 6%, variância genética (VG) de 0,0015 cm² e variância fenotípica (VF) de 0,025 cm² para danos de H. zea. No entanto, o comprimento da ponta da bráctea e compactação da bráctea alcançaram resultados de herdabilidade de 75% e 72% respectivamente. Essa sub-população de milho apresenta variabilidade genética suficiente para utilização em programas de melhoramento, sendo que a resistência à lagarta-da-espiga pode ser obtida através da melhoria dos caracteres morfológicos diretamente relacionados à praga, como a compactação e comprimento da bráctea.

Variabilidade espacial de populações de Diatraea saccharalis em canaviais e sugestão de método de amostragem

A broca Diatraea saccharalis é uma das mais importantes pragas da cana-de-açúcar no Brasil. O manejo de áreas infestadas está embasado no controle biológico com Cotesia flavipes, cujas liberações são feitas em função da população de lagartas da praga em campo. Por esta razão, a estimativa desta população é de fundamental importância para o sucesso do programa de manejo. Assim, o objetivo do presente trabalho foi estudar a variabilidade espacial de D. saccharalis em canaviais e sugerir um método de amostragem que permitisse uma estimativa adequada das populações em campo. Seis campos de aproximadamente 1 ha cada um foram amostrados, em grid retangular de aproximadamente 10 x 10 m, com ilhas. Cada ponto de amostragem foi representado pela coleta das formas biológicas da praga no interior dos colmos em 2 m de sulco. Na maioria das áreas, as populações de formas imaturas de D. saccharalis distribuíram-se de forma contagiosa, com alcance do semivariograma variando de 18 a 80 m. Com base no alcance médio, estimou-se em seis o número médio de pontos de amostragem por hectare que deveriam ser feitos para representar adequadamente a área. Este número foi menor do que o estimado utilizando parâmetros da estatística clássica. Sugere-se que, para estimativa das formas imaturas de D. saccharalis em canaviais, a amostragem seja feita em grid de 40 x 40 m, o que resulta em aproximadamente seis pontos de amostragem por hectare e permitirá, na maioria das áreas, efetuar levantamentos com independência e coeficientes de variação menores que 50%.

Seleção de isolados de Beauveria bassiana potenciais para o controle da traça-das-crucíferas

A traça-das-crucíferas, Plutella xylostella (Lepidoptera: Plutellidae), é considerada a principal praga das brássicas no mundo, sendo o uso de inseticidas o método mais usado para o seu controle. Assim, o objetivo desta pesquisa foi selecionar isolados de Beauveria bassiana com viabilidade para utilização no controle da traça-das-crucíferas. Dezessete isolados e um produto comercial de B. bassiana foram testados. Lagartas de segundo ínstar da traça-das-crucíferas foram pulverizadas com suspensão de conídios na concentração de 10(7) conídios mL-1. Para o bioensaio de concentração letal (CL) sete concentrações espaçadas em escala logarítmica foram testadas. Os isolados CCA/UFES-4, 18, 31 e 35 foram selecionados para o bioensaio de CL por causarem mortalidade confirmada superior a 90%. O isolado padrão ESALQ-447 e o produto comercial tiveram resultados semelhantes e também foram selecionados para o bioensaio de CL. Com base nas estimativas da CL50, os isolados CCA/UFES-4, 18, 31, ESALQ-447 e o produto comercial podem ser selecionados para utilização no controle da traça-das-crucíferas.

Second generation European corn borer injury and Irish potato physiology, yield, and quality

European corn borer (ECB) [Ostrinia nubilalis (Hubner)] (Lepidoptera: Crambidae) is known to infest Irish potato (Solanum tuberosum L.) but only causes economic damage during the first generation in East Coast potato producing areas. However, in Nebraska, second generation ECB infest potato plants during the bulking period and may reduce yield and/or potato quality. Experiments were conducted in 2001, 2002, and 2003 to examine physiological and yield effects of second generation ECB injury to potato in Nebraska. Pike, Atlantic, and three Frito Lay proprietary varieties (FL1867, FL1879, and FL1833) were used. Experimental plots were infested with four ECB egg masses per plant to simulate ECB infestation by second-generation larvae; controls received no egg masses. Photosynthetic rates, tuber weights, tuber size grades, solids, and fry quality were measured. Potato plants with ECB infestation had significantly reduced photosynthetic rates on ECB-infested stems and on uninfested stems on the same plant when larvae were in the fifth instar. When insects were in the fourth instar, photosynthetic rates were reduced only on ECB-infested stems. In 2001, ECB infestation reduced the average mass of large tubers and increased the amount of small tubers in FL1867 and FL1879. In 2002, significant yield reductions were not observed. Across both years, ECB-infested plots produced fewer large (65- to 100-mm diam.) tubers than control plots. Other tuber properties and chip qualities were unaffected. This study indicates that second generation ECB infestation of approximately 30% infested plants results in economic loss for some chipping varieties and affects tuber bulking. In contrast to east coast growers, Midwest potato farmers must be concerned with second generation ECB.