Application of bacterins and yeast Acremonium dyosporii to protect the larvae of Macrobrachium rosenbergii from vibriosis

The fresh water prawn, Macrobrachium rosenbergii, has proven potential for use as an aquaculture species (Hanson & Goodwin, 1997; Kurup, 1984). In India alone, culture of this species of prawn in low saline areas requires about 200 million seed per year (Kurup, 1984). In hatcheries poor survival rate has been associated with vibriosis at di#erent stages of the larval cycle. Members of the family Vibrionaceae associated with the larvae of M. rosenbergii were shown to be pathogenic under laboratory conditions (Bhat et al., 2000, in press). Vibrios have been associated with mortality of penaeid prawns by several workers (Aquacop, 1977; Hameed, 1993; Karunasagar et al., 1994). Two methods have been suggested to protect both the larvae and juveniles from vibriosis; one is the administration of bacterins prepared from pathogenic strains (Itami et al., 1989, 1991; Adams, 1991; Song & Sung, 1990; Sung et al., 1991) and the other is the utilization of yeast 1-3 and 1-6 glucans as immunostimulants for enhancing the non-specific defense system (Sung et al., 1994; Song et al., 1997). In the light of these observations it was hypothesised that bacterins and yeast glucans may also be e#ective in protecting the larvae of M. rosenbergii from vibriosis as has been achieved in the case of penaeids. To examine this hypothesis, the ability of bacterins and an extracellular glucan-producing yeast to increase the overall survival and metamorphosis of larvae in a hatchery, as well as to protect against an experimental challenge under laboratory conditions, was evaluated

Isolation of a pathogenic strain of Vibrio alginolyticus from necrotic larvae of Macrobrachium rosenbergii (de Man)

Giant freshwater prawn, Macrobrachium rosenbergii (de Man), is an important commercial species with considerable export value, ideal for cultivation under low saline conditions and in freshwater zones (Kurup 1994). However, despite more than a decade of research on its larval production systems, vibriosis still hampers seed production resulting in high mortality rates. Among the different species of vibrios, Vibrio alginolyticus has been isolated frequently from diseased shrimp as the aetiological agent of vibriosis and has been described as a principal pathogen of both penaeids and nonpenaeids (Lightner 1988; Baticados, Cruz-Lacierda, de la Cruz, Duremdez-Fernandez, Gacutan, Lavilla- Pitogo & Lio-Po 1990; Mohney, Lightner & Bell 1994; Lee, Yu, Chen, Yang & Liu 1996). Vibrio fluvialis, V. alginolyticus, V. cholerae non-O1 (Fujioka & Greco 1984), Aeromonas liquifaciens and V. anguillarum (Colorni 1985) have been isolated from the larvae of M. rosenbergii. A profound relationship between the abundance of members of the family Vibrionaceae and larval mortality (Singh 1990) and the predominance of Vibrio in eggs, larvae and post-larvae of M. rosenbergii (Hameed, Rahaman, Alagan & Yoganandhan 2003) was reported. The present paper reports the isolation, characterization, pathogenicity and antibiotic sensitivity of V. alginolyticus associated with M. rosenbergii larvae during an occurrence of severe mass mortality at the ninth larval stage.

Penaeus monodon larvae can be protected from Vibrio harveyi infection by pre-emptive treatment of a rearing system with antagonistic or non-antagonistic bacterial probiotics

This study shows that the disease resistance and survival rate of Penaeus monodon in a larval rearing systems can be enhanced by supplementing with antagonistic or non-antagonistic probiotics. The antagonistic mode of action of Pseudomonas MCCB 102 and MCCB 103 against vibrios was demonstrated in larval mesocosm with cultures having su⁄cient concentration of antagonistic compounds in their culture supernatant. Investigations on the antagonistic properties of Bacillus MCCB 101, Pseudomonas MCCB 102 and MCCB 103 and Arthrobacter MCCB 104 against Vibrio harveyi MCCB111under in vitro conditions revealed that Pseudomonas MCCB 102 and MCCB 103 were inhibitory to the pathogen.These inhibitory propertieswere further con¢rmed in the larval rearing systems of P. monodon. All these four probionts signi¢cantly improved larval survival in long-term treatments as well as when challengedwith a pathogenic strain ofV. harveyiMCCB111. We could demonstrate that Pseudomonas MCCB 102 andMCCB103 accorded disease resistance and a higher survival rate in P. monodon larval rearing systems throughactive antagonism of vibrios,whereas Bacillus MCCB 101 and Arthrobacter MCCB 104 functioned as probiotics through immunostimulatory and digestive enzyme-supporting modes of action.

Vibrios associated with Macrobrachium rosenbergii (De Man, 1879) larvae from three hatcheries on the Indian southwest coast

Surveys for bacteriological analysis of larval samples to isolate the associated vibrios were carried out during 1985^1992, 2001 and 2002 in three di¡erent hatcheries located on the southwest coast of India. Vibrio isolates were examined for their species diversity, virulence based on haemolysis in prawn blood agar, lipolysis, proteolysis and chitinolysis and antibiotic sensitivity.Vibrio cholerae was the predominant species in the apparently healthy larval samples, whereas V. alginolyticus and V. vulni¢cus dominated during disease and morbidity. No correlation was found between the hydrolytic properties and haemolytic activity of the vibrios associated with the larvae. All isolates were resistant to erythromycin and resistance to oxytetracycline, ampicillin and streptomycin sulphate was prevalent among the larger section of the Vibrio population. This suggested that antibiotic application may not be of much use to protect the larvae fromvibriosis. This is the ¢rst report on the diversity of Vibrio species associated with Macrobrachium rosenbergii larvae and their virulence characteristics based on haemolysis in prawn blood agar

Synechocystis MCCB 114 and 115 as putative probionts for Penaeus monodon post-larvae

Synechocystis MCCB 114 and 115 were segregated as putative probionts for shrimp larvae from a collection of 54 cyanobacterial cultures enriched from seawater. On feeding Penaeus monodon post-larvae with the cyanobacteria, the generic diversity of the intestinal bacterial flora could be enhanced with substantial reduction or total absence of Vibrio spp. A significant difference (p < 0.001) in the percent survival of batches of post-larvae fed on the cyanobacterial cultures was observed and, on repeated challenge with V. harveyi, the relative percent survival of those batches of larvae fed on Synechocystis MCCB 114 and 115 was significantly higher. The Synechocystis MCCB 114 and 115 cultures were found to contain high levels of protein (34 to 43%), in addition to carotenoids

A simple device for the separation of weak larvae of Macrobrachium rosenbergii (De Man)

Larvae of Macrobrachium rosenbergii (De Man) are photopositive (Ling 1969a.b) and negatively rheotactic. While investigating larval diseases of M, rosenbergii it was observed that weak larvae failed to show both these responses. It was felt that this lack of response could be used to develop a device for separating the weak larvae from the apparently healthy ones. Such a device would be a valuable tool for assessing the health of a batch in terms of the percentage of 'healthy' and 'weak' larvae. What follows is a description and mode of operation of the 'photo-flow' device developed by the authors

Chitosan as a wall material for a microencapsulated delivery system for Macrobrachium rosenbergii(de Man) larvae

Chitosan has beenwidely accepted as awall material for preparing microcapsules of various purposes in human medicine. The possibility of using chitosan as a wall material for microencapsulating nutrients and drugs for aquaculture purposes, speci¢cally to Macrobrachium rosenbergii larvae was evaluated in this study. Two types of chitosan-coated microcapsules were prepared using either acetone (MEC-A) or NaOH (MEC-N) as the cross-linking agents. They were compared with a microbound diet relative to total leaching of nutrients and free amino acids (FAA). Among the microcapsules, MEC-N showed the lowest level of total leaching of nutrients (23.3%) during 5 h of immersion in seawater and released 65% FAA after 60min. During laboratory trials,75% larvae had accepted the MEC-N capsule. The results of the study suggest that chitosan can be used as a wall material for preparing microcapsules to deliver drugs and nutrients to M. rosenbergii larvae.

Heterotrophic Bacteria Associated with Healthy and Moribund Larvae of Penaeus monodon H.Milne Edwards

Heterotrophic bacterial flora of Pmonadon from an apparently healthy hatchery system as well as a pool with heavy mortality were isolated and studied. In the healthy systems comparatively higher generic diversity with Pseudomonas, Acinetobacter, Bacillus, Micrococcus, members of the family Enterobacteriaceae and coryneform group in the diminishing order of dominance was recorded. Meanwhile from the moribund larvae and rearing water Aeromonas and Pseudomonas could be isolated in almost equal proportions. Strikingly, Aeromonas could not be isolated from the apparently healthy larval rearing system and its exclusive occurrence in the sick culture system in comparatively higher percentage suggested its possible role in the mortality. They were found to be highly halophilic exhibiting growth at 10% NaCl. On testing their sensitivity to twenty antibiotics, four of them (Streptomycin, Gentamycin, Methamine mandelate and Cloramphenicol) were found to be effective on all the isolates of Aeromonas and Pseudomonas suggesting their possible application in the hatchery system in times of emergency. While doing so, Streptomycin would do comparatively better than the others as the minimum inhibitory dose required was comparatively lower (200ppm) within a period of 24 hours

Mosquito larvae borne viruses from the central travancore region of kerala: isolation and characterization

The present study was initiated when several massive outbreaks of Chikungunya, Dengue and Japanese Encephalitis were frequently reported across the State of Kerala. Multiple symptoms persisted among the affected individuals and the public health officials were in search of aetiological agents responsible for the out breaks and, other than clinical samples no resources were available. In this context, a study was undertaken to focus on mosquito larvae to investigate the viruses borne by them which remain silently prevalent in the environment. The study was not a group specific investigation limited to either arbovirus or enterovirus, but had a broad spectrum approach. The study encompassed the viral pathogens that could be isolated, their impact when passaged through cell lines, growth kinetics, titer of the working stocks in specific cell line, the structure by means of transmission electron microscopy(TEM), the one step growth and molecular characterization using molecular tools.

Translationskontrolle in der Spermatogenese von Drosophila: Charakterisierung eines regulatorischen mRNP-Komplexes

Während der Spermatogenese von Drosophila werden viele mRNAs zwar vor der Meiose transkribiert, dann aber durch Komplexbildung mit Proteinen stillgelegt und erst am Ende der Spermienentwicklung durch Veränderung desselben für die Translation freigegeben. Ein Beispiel hierfür ist die Mst87F mRNA. Während das cis-agierende Sequenzelement in der RNA seit langem bekannt ist, gestaltete sich die Suche nach den trans-agierenden RNA-bindenden Proteinen schwierig. In meiner Diplomarbeit (Stinski, 2007) waren mithilfe von präparativen Shift-Experimenten (Auftrennung von RNP-Komplexen im elektrischen Feld) zwei vielversprechende Kandidaten identifiziert worden, die Proteine Exuperantia (Exu) und Purity of Essence (Poe). Ziel der vorliegenden Dissertation war zum einen die Aufklärung der Funktion dieser Kandidatenproteine und zum anderen die Identifizierung weiterer Kandidaten, die an der Komplexbildung und damit an der Regulation beteiligt sind. Dabei war die Hoffnung, sowohl Proteine zu finden, die die Repression vermitteln, als auch solche, die am Ende die Aktivierung ermöglichen. Durch eine Affinitätsreinigung, in der Mst87F-RNA mit einem ms2-Tag versehen über das MS2-Maltose binding protein an eine Amylose-Matrix gebunden und schließlich die Komplexe mit Maltose wieder eluiert wurden, ließen sich erneut das Exu-Protein und drei neue Kandidaten identifizieren: CG3213, CG12470 und CG1898. Das Protein Exu hat eindeutig eine Funktion bei der Translationskontrolle: seine Abwesenheit führt zum Abbau der kontrollierten mRNAs. Die Inkubation mit exu-defizientem Protein-Extrakt (aus Hoden) unterstützt keine RNP-Komplexbildung und aufgereinigtes Exu-His Fusionsprotein kann auch nicht direkt an die Mst87F mRNA binden. Ein exu-defizienter Proteinextrakt lässt sich aber durch die Zugabe von rekombinantem Exu-His komplettieren und es entsteht wieder ein starker mRNP-Komplex. Dies beweist, dass das Experiment im Prinzip korrekt verläuft und dass Exu für die Komplexbildung entscheidend ist. Darüber hinaus konnten durch eine Co-Immunpräzipitation mit dem Exu-GFP Fusionsprotein sowohl interagierende Proteine als auch in die RNP-Komplexe einbezogene mRNAs nachgewiesen werden. Vielversprechende Kandidatenproteine stammen von den Genen CG3213, dfmr1 und CG12470. Die durch cDNA-Synthese in den Komplexen nachgewiesenen mRNAs sind in aller Regel solche, die der Translationskontrolle unterworfen sind. Damit ist gezeigt, dass Exu Teil eines großen Proteinkomplexes ist oder zumindest mit ihm assoziiert ist, der auf viele translationskontrollierte Transkripte Einfluss nimmt. Die Mst87F mRNA wird zum Zeitpunkt der Translationsaktivierung sekundär polyadenyliert, das heißt ihre Länge wird größer und heterogen. In einer Mutante für das Kandidatengen poe wurde diese sekundäre Polyadenylierung plötzlich nicht mehr beobachtet und die RNA blieb auch bei Translationsaktivierung so groß wie in den frühen Stadien. So ergab sich die Möglichkeit, endlich zu prüfen, ob die sekundäre Polyadenylierung für die Translationsaktivierung von essentieller Bedeutung ist. Eine Serie von Fusionskonstrukten mit funktionstüchtigem TCE verhielten sich alle gleich. Die sekundäre Polyadenylierung fand nicht statt, aber das Transkript des Fusionsgens wurde zum richtigen Zeitpunkt translatiert. Somit ist dieser Prozess zumindest nicht generell für eine Translation zu diesem späten Zeitpunkt in der Spermiogenese notwendig. Ein quantitativer Effekt kann allerdings nicht ausgeschlossen werden. Des Weiteren konnten mit antisense Konstrukten mutante Phänotypen erzeugt werden. Solche Männchen waren ausnahmslos steril, was die Wichtigkeit des Proteins Poe für den Prozess der Spermienreifung belegt. Die Defekte zeigen sich spät während der Individualisierung, was mit der vermuteten Funktion übereinstimmen würde. Das Kandidatenprotein dFMR1 bindet allein an die Mst87F RNA und trägt zur Stärke des beobachtbaren Komplexes bei. Die Komplexbildung zeigt Salzabhängigkeit, wie sie für dFMR1 in anderen Zusammenhängen dokumentiert wurde. Dies unterstützt die obige Aussage und suggeriert, dass dFMR1 die Basis für den Komplexaufbau bildet. Das CPEB-homologe Kandidatenprotein Orb2 bindet ebenfalls allein an die Mst87F mRNA, hat aber keinen Einfluss auf die Repression oder die sekundäre Polyadenylierung. Eine Beteiligung an der Regulation wäre demnach eindeutig unterschiedlich zu der in anderen Fällen dokumentierten Rolle. Die Expression der Kandidatengene CG1898, CG3213 und CG12470 ist konform mit einer unterschiedlichen Beteiligung an der Translationskontrolle. Das erste Protein ist nur in prämeiotischen Stadien, das zweite durchgängig und das dritte nur in postmeiotischen Stadien nachzuweisen, was einer Funktion bei der Stillegung, während der gesamten inaktiven Phase bzw. bei der Aktivierung entsprechen könnte. Die verschiedenen Experimente identifizieren in mehreren Fällen die gleichen Kandidatenproteine und untermauern damit deren Bedeutung. Sie lassen vielfach konkrete Schlüsse auf die Art der Interaktionen zu, welche in einem Schema zusammengefasst werden.

Neue Wege zur Proteinsynthese IRES-vermittelte Translation und die Bedeutung von dicistronischen mRNAs bei Drosophila

In dieser Arbeit ist die zentrale Frage, warum dicistronische mRNAs, eine für Eukaryoten untypische Organisation, existieren und wie die Translation des zweiten offenen Leserasters initiiert wird. In sieben von neun anfänglich ausgewählten Genkassetten werden tatsächlich nur dicistronische und keine monocistronischen Transkripte gebildet. Im Laufe der Evolution scheint diese Organisation nicht immer erhalten zu bleiben - es finden sich Hinweise für einen operonartigen Aufbau. Nach Transformation mit einem dicistronischen Reporterkonstrukt und in in vitro Translations-Assays weisen die beiden Genkassetten CG31311 und CG33009 eine interne ribosomale Eintrittstelle (IRES) auf, welche die Translation des zweiten Cistrons einleiten kann. Diese beiden IRESs lassen sich in einen Bereich von unter 100 nt eingrenzen. Die Funktionalität der beiden nachgewiesenen IRESs konnte in vivo in der männlichen Keimbahn von Drosophila bestätigt werden, nachdem das Vorhandensein von kryptischen Promotoren in diesen Bereichen ausgeschlossen wurde. Die anderen fünf Genkassetten hingegen zeigen keine IRES-Aktivität und nutzen wahrscheinlich alternative Methoden wie das leaky scanning oder ribosomal shunting zur Translation des zweiten Cistrons. In weiterführenden Analysen wurden sehr komplexe Expressionsmuster beobachtet, die nicht offensichtlich mit der beschriebenen mRNA Organisation in Einklang zu bringen sind. Bei der Genkassette CG33009 zum Beispiel wird das erste Protein während der gesamten Spermatogenese in den Keimzellen synthetisiert, wohingegen das zweite IRES-abhängig translatierte Protein in den die Keimzellen umschließenden Cystenzellen und zusätzlich in den elongierten Spermatiden auftritt. Diese zusätzliche Expression könnte auf Transportprozessen oder Neusynthese beruhen. Die Cystenzell-spezische Expression eines Fusionskonstruktes führte jedoch nicht zum Nachweis des Fusionsproteins in den Keimzellen. Somit ist eine durch die IRES-vermittelte Neusynthese in den elongierten Spermatiden wahrscheinlicher. Ein Verlust dieses IRES-abhängig translatierten Proteins in den Cystenzellen bringt die Spermatogenese zum Erliegen und belegt somit dessen essentielle Funktion. Bei der Genkassette CG31311 kommt es auch zu einer bemerkenswerten Auffälligkeit in der Expression. Während im Hodengewebe große Mengen an Transkript vorhanden sind, die aber nicht zu nachweisbaren Mengen an Protein führen, lässt sich in den Ommatidien ein differenziertes Expressionsmuster für beide Proteine dokumentieren, obwohl die Transkriptmenge hier unterhalb der Nachweisgrenze liegt. Diese Beobachtung suggeriert eine drastische Kontrolle auf Translationsebene, die für das Hodengewebe zum Beispiel in einer Verzögerung der Translation bis nach der Befruchtung bestehen könnte (paternale mRNA). Erste Ansätze zeigen die Interaktion der IRES von CG33009 mit RNA-bindenden Proteinen, potentiellen ITAFs (IRES trans-acting factors), deren Bindung sequenzspezisch erfolgt. In weiteren Experimenten wäre zu testen, ob die hier identifizierten IRESs mit den gleichen oder mit unterschiedlichen Proteinen interagieren.

Analysen der beiden cis-regulierenden Sequenzelemente translational control element (TCE) und cytoplasmic polyadenylation element (CPE) in der Drosophila-Spermatogenese

Ein essentieller Bestandteil in dem Mechanismus der Translationskontrolle sind RNA-Pro­tein-Wechselwirkungen. Solche Interaktionen konnten in Translationssystemen an zwei unabhängigen cis-regulierenden Elementen durch in vitro-Bindungsanalysen mit individu­ellen rekombinanten Proteinen dokumentiert werden. Im Fall des translational control elements (TCE), welches ein konserviertes Sequenz-Ele­ment in der Mst(3)CGP-Genfamilie darstellt, wird eine negative Translationskontrolle durch die Bindung der Proteine CG3213, CG12470, CG1898, dFMR1, Exuperantia und Orb2 an diese Sequenz vermittelt (Stinski, 2011). Neben den in Bindungsstudien positiv getesteten Kandidaten dFMR1 und Orb2 (Stinski, 2011) wurde in der vorliegenden Dis­sertation CG3213 als weiterer direkter Bindungspartner an das TCE dokumentiert. Ein Abgleich der genomweiten Zusammenstellung von Proteininteraktionen in der Datenbank InterologFinder lieferte zwei weitere potentielle Kandidaten: CG34404 und CG3727. Al­lerdings schließen Northern-Analysen und das Proteinexpressionsmuster eine zentrale Rolle in der Drosophila-Spermatogenese für diese nahezu aus. In Kolokalisationsstudien einiger TCE-Komplex-Kandidaten mit CG3213 als Referenz konnten eindeutige Überein­stimmungen der Fluoreszenzmuster mit CG12470 in der postmeiotischen Phase be­schrieben werden, wohingegen mit Orb2 (postmeiotisch) und CG1898 (prämeiotisch) nur eine geringe Kolokalisation erkannt wurde. Punktstrukturen in den Verteilungsmustern sowohl von CG3213 als auch von CG12470 ließen sich nicht mit ER- und mitochondrien­spezifischen Markern korrelieren. Im Anschluss der Meiose konnte eine deutliche Intensitätserhöhung des CG3213-Proteins beobachtet werden, was eventuell durch eine veränderte Translationseffizienz zustande kommen könnte. Exuperantia (Exu) stellt einen bekannten Regulator für eine Reihe von translationskontrollierten mRNAs dar (Wang und Hazelrigg, 1994). Die Quantifizierungen der CG3213-mRNA in exu-mutantem Hintergrund bestätigen, dass auch die Transkript­menge der CG3213-mRNA durch Exu reguliert wird, was die obige Interpretation stützen würde. Für das zweite cis-regulierende Element, das cytoplasmic polyadenylation element (CPE), konnte eine direkte Bindung mit dem CPEB-Homolog in Drosophila (Orb2) gezeigt wer­den, welches auch eine Komponente des mst87F-RNP-Komplexes ist. Ein vermuteter Interaktionspartner dieses CPEBs ist Tob, weshalb die Verteilung beider Proteine in einem Kombinationsstamm verglichen wurde. In dem teilweise übereinstimmenden Fluoreszenz­muster ist Tob an den distalen Spermatidenenden auffallend konzentriert. Das gesamte Tob-Muster jedoch legt eine Verteilung in den Mitochondrien nahe, wie die MitoTracker®-Färbung belegt. Somit wurde erstmals ein Mitglied der Tob/BTG-Genfamilie in der Droso­phila-Spermatogenese mit Mitochondrien in Verbindung gebracht. Die Lokalisierung die­ser Proteine ist bislang unklar, jedoch konnte eine Kernlokalisation trotz der N-terminalen NLS-Sequenz mit Hilfe einer Kernfärbung ausgeschlossen werden.

Evaluation of the Toxic Effect from Eupatorium Microphyllum L.F. (Asteraceae) Extracts on Aedes Aegypti Larvae (Diptera: Culicidae) in Laboratory Conditions

In the present work the toxic activity of extracts of Eupatorium microphyllum L.F. was evaluated on 4th instar larvae of the mosquito Aedes aegypti (Linneaus), under laboratory conditions. Aqueous extracts were utilized in concentrations of 500 mg L-1, 1,500 mg L-1 and 2,500 mg L-1 and acetone in concentrations of 10 mg L-1, 20 mg L-1, 30 mg L-1, 40 mg L-1and 50 mg L-1. The bioassays were carried out for triplicate each one with 20 larvae, exposed for 24 hours to 150 mL of solution. In all the bioassays were employed control groups. In the evaluation of the acetone extracts, a negative control was employed to avoid that the mortality of the larvae to occur on account of the solvent. The Aqueous extracts showed low moderate action in the mortality of larvae, less than 20%. On the contrary, the action of the acetone extracts was observed to 10 and 20 mg L-1with 15% of mortality, while to 30 and 40 mg L-1 were registered 22 to 38% of mortality. However, to 50 mg L-1 the mortality was of 95.4% with highly significant statistical results. The concentrations of the acetone extracts showed to be the most efficient for the control of the mosquitoes selected. Both types of extracts showed toxic effect in larvae of A. aegypti, nevertheless, greater effect in the acetone extracts was observed relating to the aqueous extracts of E. microphyllum, which constitutes a viable alternative in the search of new larvicides from composed natural.