Analysis of the genome of Spodoptera frugiperda nucleopolyhedrovirus (SfMNPV-19) and of the high genomic heterogeneity in group II nucleopolyhedroviruses

The genome of the most virulent among 22 Brazilian geographical isolates of Spodoptera frugiperda nucleopolyhedrovirus, isolate 19 (SfMNPV-1 9), was completely sequenced and shown to comprise 132 565 bp and 141 open reading frames (ORFs). A total of 11 ORFs with no homology to genes in the GenBank database were found. Of those, four had typical baculovirus; promoter motifs and polyadenylation sites. Computer-simulated restriction enzyme cleavage patterns of SfMNPV-1 9 were compared with published physical maps of other SfMNPV isolates. Differences were observed in terms of the restriction profiles and genome size. Comparison of SfMNPV-1 9 with the sequence of the SfMNPV isolate 3AP2 indicated that they differed due to a 1427 bp deletion, as well as by a series of smaller deletions and point mutations. The majority of genes of SfMNPV-1 9 were conserved in the closely related Spodoptera exigua NPV (SeMNPV) and Agrotis segetum NPV (AgseMNPV-A), but a few regions experienced major changes and rearrangements. Synthenic maps for the genomes of group 11 NPVs revealed that gene collinearity was observed only within certain clusters. Analysis of the dynamics of gene gain and loss along the phylogenetic tree of the NPVs showed that group 11 had only five defining genes and supported the hypothesis that these viruses form ten highly divergent ancient lineages. Crucially, more than 60% of the gene gain events followed a power-law relation to genetic distance among baculoviruses, indicative of temporal organization in the gene accretion process.

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.

A Discrete Stage of Baculovirus GP64-mediated Membrane Fusion

Viral fusion protein trimers can play a critical role in limiting lipids in membrane fusion. Because the trimeric oligomer of many viral fusion proteins is often stabilized by hydrophobic 4-3 heptad repeats, higher-order oligomers might be stabilized by similar sequences. There is a hydrophobic 4-3 heptad repeat contiguous to a putative oligomerization domain of Autographa californica multicapsid nucleopolyhedrovirus envelope glycoprotein GP64. We performed mutagenesis and peptide inhibition studies to determine if this sequence might play a role in catalysis of membrane fusion. First, leucine-to-alanine mutants within and flanking the amino terminus of the hydrophobic 4-3 heptad repeat motif that oligomerize into trimers and traffic to insect Sf9 cell surfaces were identified. These mutants retained their wild-type conformation at neutral pH and changed conformation in acidic conditions, as judged by the reactivity of a conformationally sensitive mAb. These mutants, however, were defective for membrane fusion. Second, a peptide encoding the portion flanking the GP64 hydrophobic 4-3 heptad repeat was synthesized. Adding peptide led to inhibition of membrane fusion, which occurred only when the peptide was present during low pH application. The presence of peptide during low pH application did not prevent low pH–induced conformational changes, as determined by the loss of a conformationally sensitive epitope. In control experiments, a peptide of identical composition but different sequence, or a peptide encoding a portion of the Ebola GP heptad motif, had no effect on GP64-mediated fusion. Furthermore, when the hemagglutinin (X31 strain) fusion protein of influenza was functionally expressed in Sf9 cells, no effect on hemagglutinin-mediated fusion was observed, suggesting that the peptide does not exert nonspecific effects on other fusion proteins or cell membranes. Collectively, these studies suggest that the specific peptide sequences of GP64 that are adjacent to and include portions of the hydrophobic 4-3 heptad repeat play a dynamic role in membrane fusion at a stage that is downstream of the initiation of protein conformational changes but upstream of lipid mixing.

Efficacy of zeta-cypermethrin as pour-on or spray formulations for the control of buffalo fly (Haematobia irritans exigua) in cattle

Objective To determine the efficacy of zeta-cypermethrin in controlling buffalo fly (Haematobia irritans exigua). Design Five field trials in northern and central Queensland. Procedure Zeta-cypermethrin pour-on at 2.5 mg/kg, spray at 62.5 ppm, deltamethrin pour-on and pour-on vehicle were applied to groups of 20 cattle. Buffalo fly counts were conducted three times before treatment and 3, 7, 14, 21, 28 and 35 days after treatment. Results In central Queensland where synthetic pyrethroid resistance in buffalo fly populations was rare, 2.5 mg/kg of zeta-cypermethrin pour-on gave good control of buffalo fly for 4 weeks and was better than a deltamethrin product. A zeta-cypermethrin spray used at 62.5 ppm gave 14 days control. In far-north Queensland where resistance to synthetic pyrethroids and heavy rain was common, the maximum period of efficacy of zeta-cypermethrin pour-on was reduced to 2 weeks. Conclusion In areas where there is low resistance to synthetic pyrethroids among buffalo flies, zeta-cypermethrin pour-on can be expected to give good control for 4 weeks.

Phenotypic and genotypic analysis of Helicoverpa armigera nucleopolyhedrovirus serially passaged in cell culture

Rapid accumulation of few polyhedra (FP) mutants was detected during serial passaging of Helicoverpa armigera nucleopolyhedrovirus (HaSNPV) in cell culture. 100% FP infected cells were observed by passage 6. The specific yield decreased from 178 polyhedra per cell at passage 2 to two polyhedra per cell at passage 6. The polyhedra at passage 6 were not biologically active, with a 28-fold reduction in potency compared to passage 3. Electron microscopy studies revealed that very few polyhedra were produced in an FP infected cell (< 10 polyhedra per section) and in most cases these polyhedra contained no virions. A specific failure in the intranuclear nucleocapsid envelopment process in the FP infected cells, leading to the accumulation of naked nucleocapsids, was observed. Genomic restriction endonuclease digestion profiles of budded virus DNA from all passages did not indicate any large DNA insertions or deletions that are often associated with such FP phenotypes for the extensively studied Autographa californica nucleopolyhedrovirus and Gaileria mellonella nucleopolyhedrovirus. Within an HaSNPV 25K FP gene homologue, a single base-pair insertion (an adenine residue) within a region of repetitive sequences (seven adenine residues) was identified in one plaque-purified HaSNPV FP mutant. Furthermore, the sequences obtained from individual clones of the 25KFP gene PCR products of a late passage revealed point mutations or single base-pair insertions occurring throughout the gene. The mechanism of FP mutation in HaSNPV is likely similar to that seen for Lymantria dispar nucleopolyhedrovirus, involving point mutations or small insertions/deletions of the 25K FP gene.

Sensitivity of Helicoverpa armigera nucleopolyhedrovirus polyhedra to sodium dodecyl sulfate

Sodium dodecyl sulfate (SDS) is commonly used to extract polyhedra from infected cells and diseased dead larval tissues. It was found, however, that 80% of Helicoverpa armigera nucleopolyhedrovirus (HaSNPV) polyhedra produced via cell culture were damaged after 30 min of 0.5% SDS treatment whereas only 20% of in vivo produced polyhedra were damaged by the same treatment. Transmission and scanning electron microscopy revealed that the damaged polyhedra had lost their polyhedron envelopes and virions were dislodged from the polyhedrin matrix, leaving empty spaces that were previously occupied by the occluded virions. Up to 20% in vitro produced polyhedra were resistant to SDS and remained intact, even after a 24 h exposure to SDS. This sensitivity to SDS was observed across a range of cell culture media, including serum supplemented media. Electron microscopy also revealed that the inferior polyhedron envelope of in vitro produced polyhedra is likely due to poor interaction between the polyhedron envelope, polyhedron envelope protein (PEP), and polyhedrin matrix. The PEP gene was cloned and sequenced and mutations in this gene were ruled out as an explanation. In vitro produced polyhedra that were passed through insect larva once were resistant to SDS, indicating that a critical component is lacking in insect cell culture medium used for producing HaSNPV or the cells growing in culture are inefficient in some ways in relation to production of polyhedra. (C) 2002 Elsevier Science (USA). All rights reserved.

Novas pesquisas sobre as plantas hospedeiras do nematóide do cafeeiro, Meloidogyne exigua Goeldi, 1887

Foram realizadas provas para conhecer a reação de 54 culturas e 34 ervas más ao nematóide Meloidogyne exigua. Nenhuma planta se revelou sensível ao parasito, apresentando-se atacadas apenas as variedades de Coffea arabica e um híbrido de C. arabica e C. excelsa.

Influência do nematóide Meloidogyne exigua na absorção de nutrientes em plantas jovens de cafeeiro: resultados preliminares

No sentido de avaliar a influência do nematóide M. exigua sobre o desenvolvimento e composição química do cafeeiro (Coffea arábica L., cultivar Mundo Novo, 376/4 - IAC), mudas de um ano foram cultivadas em vasos contendo solo - Terra Roxa Estruturada (argilosa) e Podzolico Vermelho Amarelo, variação Laras (arenoso). Foram estabelecidos três níveis de nutrientes: inferior - o próprio solo; normal - adubação usual; superior - adubação em excesso. Metade das plantas foram inoculadas com M. exigua. Decorridos 420 dias de ensaio as plantas foram coletadas, mensuradas e analisadas para N, P, K, Ca, Mg, B, Cu, Fe, Mn e Zn. Não se observou efeito da presença do nematóide sobre o desenvolvimento do cafeeiro quando adubado. Na absorção dos nutrientes houve um forte efeito depressivo na quantidade de Zn e B para o solo arenoso e somente em Zn para o argiloso quando infestado com o nematóide. Plantas infestadas provenientes do solo arenoso apresentaram quantidades mais elevadas de Mn.

Desenvolvimento de Meloidogyne exigua Goeldi, 1887, em raízes de cafeeiros, em três ambientes

Com o objetivo de se obter informações sobre o desenvolvimento de Meloidogyne exigua Goeldi, 1887, em raízes de cafeeiro (Coffea arabica L.) cv. Mundo Novo, em três ambientes, plântulas no estágio do primeiro par de folhas verdadeiras foram transplantadas para copos plásticos com 25O ml de solo. Trinta dias depois, cada muda foi infestada com 600 larvas pré-parasitas e transferidas para as diversas condições de estudo: casa de vegetação, sala de temperatura constante e próximo de plantas adultas num cafezal. As raízes foram coletadas cada dois dias, coloridas e dissecadas, sendo os exemplares de M. exigua classificados de acordo com o estádio de desenvolvimento. Os resultados permitiram concluir que o desenvolvimento de M. exigua foi influenciado pela temperatura, e, que da penetração das larvas às fêmeas com ovos foram necessários, respectivamente, 25,3 dias à temperatura média de 25,8°C, 37,3 dias a 22,1°C e 38 dias a 22,4ºC, para a casa de vegetação, sala de temperatura constante e cafezal. A temperatura base estimada a partir dos resultados obtidos pelo método do coeficiente de variação foi 15°C. Foram necessárias, em média, 6580 unidades de calor, acima de 15°C, para M. exigua completar o seu desenvolvimento.

Eclosão e mortalidade de Meloidogyne exigua em extratos e em produtos naturais

A eclosão e mortalidade de juvenis de segundo estádio (J2) de Meloidogyne exigua foram avaliadas em extratos aquosos de urucum-colorau (Bixa orellana), cravo-da-índia (Syzygium aromaticum), canela (Cinnamomum zeylanicum), pimenta-do-reino (Piper nigrum), gengibre (Zingiber officinale), salsa (Petroselium crispum), soro de leite, solução nutritiva hidropônica, solução aquosa de cloreto de sódio (NaCl) e açúcar (sacarose), fermento biológico e probiótico (Controlmix®). O soro de leite e os extratos de canela, fermento biológico e cloreto de sódio causaram 100% de mortalidade (P<0,05) após 24 h do contato dos J2 com os extratos. Mortalidade acima de 50% também ocorreu nos extratos de cravo-da-índia e no probiótico. Os demais materiais testados foram estatisticamente iguais à água (P<0,05). A eclosão foi avaliada durante 16 dias de imersão dos ovos de M. exigua nos extratos. Comparando os valores da área abaixo da curva de progresso da eclosão, observou-se que, exceto o açúcar e a solução hidropônica, todos os extratos e produtos testados inibiram a eclosão (P<0,01) dos J2 de M. exigua. Entre todos os extratos e produtos testados, maior inibição (P<0,01) da eclosão ocorreu no soro de leite, probiótico, canelaecravo-da-índia, destacando-se o soro de leite e o extrato de canela que assim como inibiram a eclosão também foram altamente tóxicos aos juvenis.

Reprodução de Meloidogyne exigua em cultivares de cafeeiros resistentes e suscetíveis

A resistência do cafeeiro (Coffea arabica) Iapar-59 a Meloidogyne exigua foi comparada com a cultivar IAC-Apoatã, empregada como padrão de resistência, e com as cultivares suscetíveis Mundo Novo (IAC 379-19), Catuaí (IAC 62) e Tupi (IAC 1669-33). Plantas de um ano de idade foram inoculadas com 10.000 ovos de M. exigua. Aos 93 dias da inoculação avaliou-se a reprodução de M. exigua através do número de galhas (NG), número de ovos (NO), fator de reprodução (FR), reducão no fator de reprodução e comportamento dos cafeeiros. Menor reprodução de M. exigua foi igualmente (P<0,05) observada nos cafeeiros Iapar-59 e Apoatã, nos quais o IG, NO e FR foram menores do que aqueles observados nas cultivares Mundo Novo, Catuaí e Tupi. Maior redução no FR de M. exigua ocorreu nos cafeeiros Apoatã e Iapar-59, indicando a reação de resistência do Iapar-59.

Interceptação de Phoma exigua var. foveata, praga exótica e quarentenária para o Brasil, em germoplasma de batata procedente da França

No Laboratório de Quarentena Vegetal da Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia, foram realizadas análises fitossanitárias em tubérculos de batata, introduzidos no país para pesquisa, procedentes da França. Alguns desses tubérculos, em exame direto sob microscópio estereoscópio, apresentaram lesões deprimidas de aspecto encharcado, coloração marrom-arroxeada, casca amolecida e picnídios negros sobre as lesões. Em lâminas, sob microscópio de luz, foram observadas características morfológicas do fungo Phoma exigua var. foveata, praga exótica e de quarentena A1 para o Brasil. Para o teste de patogenicidade foram utilizados tubérculos sadios de batata inoculados com cultura pura do fungo isolado dos tubérculos sintomáticos. Sintomas de apodrecimento foram observados após 3 dias da inoculação, evoluindo até o 8º dia, quando o fungo foi re-isolado dessas lesões, em BDA, e confirmado o agente etiológico da doença. Os tubérculos apresentando sintomas foram incinerados e aqueles aparentemente sadios foram tratados com fungicida sistêmico, plantados em quarentenário por duas gerações e re-analisados. Após confirmação da sanidade dos tubérculos, os mesmos foram enviados ao requisitante.

Respostas de genótipos de Coffea spp. a diferentes populações de Meloidogyne exigua

Em Meloidogyne exigua, um dos principais patógenos do cafeeiro no Brasil, já foram observadas variabilidade bioquímica, molecular, morfológica e fisiológica. No entanto, a expressão desta variabilidade quanto à virulência a genótipos de cafeeiro não é bem conhecida. O objetivo deste trabalho foi estudar o efeito de populações de M. exigua, as quais exibiam diferentes fenótipos de esterase e preferências por hospedeiros, em 25 genótipos de cafeeiro, com o propósito de se conhecer melhor a interação de biótipos desse nematóide com o gênero Coffea. Seis mudas de cafeeiro por tratamento foram inoculadas no estádio de 3 a 4 pares de folhas definitivas com 5.000 ovos de cada população de M. exigua por planta. O número de galhas e ovos por sistema radicular e a biomassa da matéria fresca das raízes foram avaliados aos 110 dias após a inoculação. Em função da reação frente às populações de M. exigua, os genótipos de Coffea spp. foram classificados em 14 suscetíveis, 5 imunes e 6 segregantes. Estes últimos segregaram de maneira diferenciada conforme a população do patógeno, evidenciando a existência de variabilidade intraespecífica em relação à virulência ao cafeeiro. Assim, o uso de diferentes populações desse patógeno, que englobem essa variabilidade é fundamental no desenvolvimento de cultivares resistentes.

Selección y evaluación de cepas nativas de Bacillus thuringiensis contra Heliothis zea (Boddie) y Spodoptera exigua (Hübner) [por] Guillermo José Gutiérrez Castillo

Tesis (Maestro en Ciencias con especialidad en Microbiolo gia) U.A.N.L.

Desarrollo y evaluación de bioinsecticidas microencapsulados a partir de bacillus thuringiensis y neem para el control del gusano soldado spodoptera exigua (hübner).

Tesis (Doctor en Ciencias con especialidad en Biotecnología) UANL,2014.