17 resultados para Microplitis-croceipes
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Insects are important vectors of diseases with remarkable immune defense capabilities. Hymenopteran endoparasitoids are adapted to overcome the host defense system and, therefore, are useful sources of immune-suppressing proteins. Not much is known about venom proteins in endoparasitoids, especially those that have a functional relationship with polydnaviruses (PDVs). Here, we describe the isolation and characterization of a small venom protein (Vn4.6) from an endoparositoid, Cotesia rubecula, which interferes with the activation of the host hemolymph prophenoloxidose. The coding region for Vn4.6 is located upstream in the opposite direction of a gene coding for a C rubecula PDV-protein (Crp32). Arch. Insect Biochem. Physiol. 53:92-100, 2003. (C) 2003 Wiley-Liss, Inc.
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Activation of prophenoloxidase (proPO) in insects is a defense mechanism against intruding microorganisms and parasites. Pattern recognition molecules induce activation of an enzymatic cascade involving serine proteinases, which leads to the conversion of proPO to active phenoloxidase (PO). Phenolic compounds produced by pPO-activation are toxic to invaders. Here, we describe the isolation of a venom protein from the parasitoid, Cotesia rubecula, injected into the host, Pieris rapae, which is homologous to serine proteinase homologs (SPH). The data presented here indicate that the protein interferes with the proteolytic cascade, which under normal circumstances leads to the activation of proPO and melanin formation. (C) 2003 Elsevier Ltd. All rights reserved.
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The larval endoparasitoid Toxoneuron nigriceps (Viereck) (Hymenoptera: Braconidae) has a toolbox of biological weapons to secure for host colonization and the successful parasitization of its host Heliothis virescens (F.) (Lepidoptera: Noctuidae). The cDNA of a putative chitinase has been previously isolated and initially characterized from teratocytes of this parasitoid among the plethora of molecules available in the venom and calyx fluids injected by females, oral and/or anal secretions released by the parasitoid larvae and/or produced by the expression of genes of the symbiotic associated polydnavirus. This putative chitinase has been initially associated with the host cuticle digestion to allow for parasitoid egression and with the asepsis of the host environment, acting as an antimicrobial. As chitinases are commonly expressed in plants against plant pathogens, the chitinase derived from the teratocytes of T. nigriceps is a potential tool for the development of insect pest control methods based on the disruption of the perithrophic membrane of herbivores. Therefore, we aimed to characterize the activity of the putative chitinase from teratocytes of T. nigriceps (Tnchi) produced using the Escherichia coli expression system and its potential to control H. virescens larvae when expressed into transgenic tobacco plants. The purified E. coli-produced Tnchi protein showed no chitinolitic activity, but was active in binding with colloidal and crystalline chitins in water and with colloidal chitin in buffered solution (pH = 6.74). Transgenic tobacco plants showed no enhanced chitinolitic activity relative to control plants, but survival of three-day old larvae of H. virescens was severely affected when directly fed on transgenic tobacco leaves expressing the recombinant Tnchi protein. Some properties of the Tnchi protein and the potential use of Tnchi-transgenic plants to control plant pests are discussed. (c) 2012 Elsevier Inc. All rights reserved.
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Maternal factors introduced into host insects by endoparasitoid wasps are usually essential for successful parasitism. This includes polydnaviruses (PDVs) that are produced in the reproductive organ of female hymenopteran endoparasitoids and are injected, together with venom proteins, into the host hemocoel at oviposition. Inside the host, PDVs enter various tissue cells and hemocytes where viral genes are expressed, leading to developmental and physiological alterations in the host, including the suppression of the host immune system. Although several studies have shown that some PDVs are only effective when accompanied by venom proteins, there is no report of an active venom ingredient(s) facilitating PDV infection and/or gene expression. In this study, we describe a novel peptide (Vn1.5) isolated from Cotesia rubecula venom that is required for the expression of C. rubecula bracoviruses (CrBVs) in host hemocytes (Pieris rapae), although it is not essential for CrBV entry into host cells. The peptide consists of 14 amino acids with a molecular mass of 1598 Da. In the absence of Vn1.5 or total venom proteins, CrBV genes are not expressed in host cells and did not cause inactivation of host hemocytes.
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Les modèles d'optimalité postulent que les animaux en quête de ressources utilisent le taux de gain de valeur adaptative pour optimiser plusieurs comportements tels que la répartition du temps lors de l’exploitation d‘un agrégat et l'investissement en progénitures. Bien que la durée de plusieurs comportements doit être régulée, peu d’évidences de la perception du temps sont actuellement disponibles pour les insectes et aucune pour les guêpes parasitoïdes, et ce malgré leur importance en tant que modèles écologiques. De plus, puisque les guêpes parasitoïdes sont poïkilothermes, cette capacité pourrait être affectée par la température. Nous avons supposé que les guêpes parasitoïdes auraient la capacité de percevoir le temps, à la fois de façon prospective (mesure du temps écoulé) et rétrospective (durée d'un événement passé), afin d'optimiser les décisions liées à l'exploitation d’agrégats d’hôtes et à la reproduction. Nous avons également émis l'hypothèse que la température aurait une incidence sur la perception du temps des guêpes parasitoïdes. Pour la mesure prospective du temps, nous avons utilisé la capacité d’apprentissage associatif de Microplitis croceipes (Hymenoptera: Braconidae). Les guêpes ont été entraînées à associer une odeur à la durée d'un intervalle entre des hôtes. Après leur entraînement, elles ont été testées dans un tunnel de vol avec un choix d’odeurs. Les guêpes ont choisi majoritairement l'odeur associée à l'intervalle de temps auquel elles étaient testées. Nous avons également investigué le rôle de la dépense énergétique sur la mesure du temps. Suite à une restriction de mouvement des guêpes pendant l'intervalle de temps entre les hôtes, elles choisissaient aléatoirement dans le tunnel de vol. L'absence de dépense énergétique les aurait rendues incapables de mesurer le temps. La dépense d'énergie est donc un substitut essentiel pour mesurer le temps. Pour la mesure rétrospective du temps, nous avons utilisé le processus d'évaluation de l'hôte de Trichogramma euproctidis (Hymenoptera: Trichogrammatidae). Certains trichogrammes utilisent la durée du transit initial sur l'œuf hôte afin d’en évaluer la taille et d’ajuster le nombre d’œufs à y pondre. Nous avons augmenté artificiellement la durée de transit initiale de T. euproctidis en suspendant l'œuf hôte pour le faire paraître plus gros qu'un œuf de taille similaire. Une augmentation de la durée de transit initiale a augmenté la taille de la ponte. Ceci démontre la capacité de T. euproctidis de mesurer la durée du transit initial, et donc d’une mesure du temps rétrospective. Pour déterminer si la température modifie la mesure du temps dans les espèces poïkilothermes, nous avons utilisé le comportement d’exploitation d’agrégats d’hôtes de T. euproctidis. Les modèles d’optimalités prédisent que les guêpes devraient rester plus longtemps et quitter à un faible taux de gain de valeur adaptative suite à un déplacement de longue durée plutôt que pour un déplacement de courte durée. Nous avons testé l'impact d'un déplacement de 24 h à différentes températures sur l'exploitation d’agrégats d’hôtes. Un déplacement à température chaude augmente le temps de résidence dans l’agrégat et diminue le taux de gain de valeur adaptative au moment de quitter ; ces comportements sont associés à un trajet de longue durée. L'inverse a été observé lors d’un déplacement à une température froide. Les températures chaude et froide ont modulé la mesure du temps en accélérant ou ralentissant l'horloge biologique, faisant paraître le déplacement respectivement plus long ou plus court qu’il ne l’était réellement. Ces résultats démontrent clairement que les guêpes parasitoïdes ont la capacité de mesurer le temps, autant rétrospectivement que prospectivement. Des preuves directes de leur capacité sont maintenant disponibles pour au moins deux espèces de guêpes parasitoïdes, une composante essentielle des modèles d'optimalité. Le rôle de la dépense énergétique dans la mesure du temps a aussi été démontré. Nos résultats fournissent également la preuve de l'impact de la température sur la perception du temps chez les insectes. L'utilisation de la dépense énergétique en tant que proxy pour mesurer le temps pourrait expliquer une partie de sa thermosensibilité, puisque les guêpes parasitoïdes sont poïkilothermes. Cette mesure du temps sensible à la température pourrait affecter des stratégies de lutte biologique. Sur le terrain, au début de la journée, la température de l'air sera similaire à la température de l'air autour des plantes infestées par des parasites, alors qu'elle sera plus chaude pendant la journée. En lutte biologique augmentative, les guêpes parasitoïdes libérées resteraient plus longtemps dans les agrégats d’hôtes que celles relâchées en début de journée.
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Les modèles d'optimalité postulent que les animaux en quête de ressources utilisent le taux de gain de valeur adaptative pour optimiser plusieurs comportements tels que la répartition du temps lors de l’exploitation d‘un agrégat et l'investissement en progénitures. Bien que la durée de plusieurs comportements doit être régulée, peu d’évidences de la perception du temps sont actuellement disponibles pour les insectes et aucune pour les guêpes parasitoïdes, et ce malgré leur importance en tant que modèles écologiques. De plus, puisque les guêpes parasitoïdes sont poïkilothermes, cette capacité pourrait être affectée par la température. Nous avons supposé que les guêpes parasitoïdes auraient la capacité de percevoir le temps, à la fois de façon prospective (mesure du temps écoulé) et rétrospective (durée d'un événement passé), afin d'optimiser les décisions liées à l'exploitation d’agrégats d’hôtes et à la reproduction. Nous avons également émis l'hypothèse que la température aurait une incidence sur la perception du temps des guêpes parasitoïdes. Pour la mesure prospective du temps, nous avons utilisé la capacité d’apprentissage associatif de Microplitis croceipes (Hymenoptera: Braconidae). Les guêpes ont été entraînées à associer une odeur à la durée d'un intervalle entre des hôtes. Après leur entraînement, elles ont été testées dans un tunnel de vol avec un choix d’odeurs. Les guêpes ont choisi majoritairement l'odeur associée à l'intervalle de temps auquel elles étaient testées. Nous avons également investigué le rôle de la dépense énergétique sur la mesure du temps. Suite à une restriction de mouvement des guêpes pendant l'intervalle de temps entre les hôtes, elles choisissaient aléatoirement dans le tunnel de vol. L'absence de dépense énergétique les aurait rendues incapables de mesurer le temps. La dépense d'énergie est donc un substitut essentiel pour mesurer le temps. Pour la mesure rétrospective du temps, nous avons utilisé le processus d'évaluation de l'hôte de Trichogramma euproctidis (Hymenoptera: Trichogrammatidae). Certains trichogrammes utilisent la durée du transit initial sur l'œuf hôte afin d’en évaluer la taille et d’ajuster le nombre d’œufs à y pondre. Nous avons augmenté artificiellement la durée de transit initiale de T. euproctidis en suspendant l'œuf hôte pour le faire paraître plus gros qu'un œuf de taille similaire. Une augmentation de la durée de transit initiale a augmenté la taille de la ponte. Ceci démontre la capacité de T. euproctidis de mesurer la durée du transit initial, et donc d’une mesure du temps rétrospective. Pour déterminer si la température modifie la mesure du temps dans les espèces poïkilothermes, nous avons utilisé le comportement d’exploitation d’agrégats d’hôtes de T. euproctidis. Les modèles d’optimalités prédisent que les guêpes devraient rester plus longtemps et quitter à un faible taux de gain de valeur adaptative suite à un déplacement de longue durée plutôt que pour un déplacement de courte durée. Nous avons testé l'impact d'un déplacement de 24 h à différentes températures sur l'exploitation d’agrégats d’hôtes. Un déplacement à température chaude augmente le temps de résidence dans l’agrégat et diminue le taux de gain de valeur adaptative au moment de quitter ; ces comportements sont associés à un trajet de longue durée. L'inverse a été observé lors d’un déplacement à une température froide. Les températures chaude et froide ont modulé la mesure du temps en accélérant ou ralentissant l'horloge biologique, faisant paraître le déplacement respectivement plus long ou plus court qu’il ne l’était réellement. Ces résultats démontrent clairement que les guêpes parasitoïdes ont la capacité de mesurer le temps, autant rétrospectivement que prospectivement. Des preuves directes de leur capacité sont maintenant disponibles pour au moins deux espèces de guêpes parasitoïdes, une composante essentielle des modèles d'optimalité. Le rôle de la dépense énergétique dans la mesure du temps a aussi été démontré. Nos résultats fournissent également la preuve de l'impact de la température sur la perception du temps chez les insectes. L'utilisation de la dépense énergétique en tant que proxy pour mesurer le temps pourrait expliquer une partie de sa thermosensibilité, puisque les guêpes parasitoïdes sont poïkilothermes. Cette mesure du temps sensible à la température pourrait affecter des stratégies de lutte biologique. Sur le terrain, au début de la journée, la température de l'air sera similaire à la température de l'air autour des plantes infestées par des parasites, alors qu'elle sera plus chaude pendant la journée. En lutte biologique augmentative, les guêpes parasitoïdes libérées resteraient plus longtemps dans les agrégats d’hôtes que celles relâchées en début de journée.
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Polydnaviruses are essential for the survival of many Ichneumonoid endoparasitoids, providing active immune suppression of the host in which parasitoid larvae develop. The Cotesia rubecula bracovirus is unique among polydnaviruses in that only four major genes are detected in parasitized host ( Pieris rapae) tissues, and gene expression is transient. Here we describe a novel C. rubecula bracovirus gene (CrV3) encoding a lectin monomer composed of 159 amino acids, which has conserved residues consistent with invertebrate and mammalian C-type lectins. Bacterially expressed CrV3 agglutinated sheep red blood cells in a divalent ion-dependent but Ca2+-independent manner. Agglutination was inhibited by EDTA but not by biological concentrations of any saccharides tested. Two monomers of similar to14 and similar to17 kDa in size were identified on SDS-PAGE in parasitized P. rapae larvae. The 17-kDa monomer was found to be an N-glyscosylated form of the 14-kDa monomer. CrV3 is produced in infected hemocytes and fat body cells and subsequently secreted into hemolymph. We propose that CrV3 is a novel lectin, the first characterized from an invertebrate virus. CrV3 shows over 60% homology with hypothetical proteins isolated from polydnaviruses in two other Cotesia wasps, indicating that these proteins may also be C-type lectins and that a novel polydnavirus lectin family exists in Cotesia-associated bracoviruses. CrV3 is probably interacting with components in host hemolymph, resulting in suppression of the Pieris immune response. The high similarity of CrV3 with invertebrate lectins, as opposed to those from viruses, may indicate that some bracovirus functions were acquired from their hosts.
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Our current, still limited, understanding of the comparative biology and evolution of polydnaviruses (PDVs) is reviewed, especially in the context of the possible origins of these parasitoid viruses and of their coevolution with carrier wasps. A hypothetical scenario of evolution of PDVs from ascovirus (or ascovirus-like) ancestors is presented, with examples of apparent extant transitional forms. PDVs appear, in the case of bracoviruses, to show phylogenetic relationships that mirror those of their wasp carriers: with ichno-viruses, the picture is less clear. Ongoing sequencing studies of entire PDV genomes from diverse wasp species are likely to greatly contribute to our understanding of PDV evolution. (C) 2003 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.
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The gregarious braconid wasp Cotesia congregata parasitizes host larvae of Manduca sexta, and several other sphingid species. Parasitism induces host immunosuppression due to the disruptive action of the wasp's polydnavirus (PDV) on host blood cells. During the initial stages of parasitism, these cells undergo apoptosis followed by cell clumping, which clears the hemolymph of a large number of cells. In this study, the persistence and expression of Cotesia congregata PDV (CcPDV) were examined using Southern and Nor-them blots, respectively. Digoxygenin-labelled total polydnaviral DNA was used to probe genomic DNA isolated from fat body and brains of hosts with emerged wasps taken 6 days following egress of the parasitoids, and significant cross-hybridization between the host fat body genomic DNA with viral DNA was seen. Thus, the virus persists in the host for the duration of parasitism. even during the post-emergence period, and may even be integrated in the host caterpillar DNA. Viral gene expression was examined using Northern blots and probes to the Cotesia rubecula CrV1 homolog, and the CrV1-like mRNAs were expressed as early as 4 h post-parasitization for at least 72 h and faint hybrization is even seen at the time the wasps eclose. In contrast, in Pieris rapae larvae the CrV1 transcript is expressed only for a brief time, during which time hemocyte function is disrupted. The effect is transitory, and hemocytes regain their normal functions after the parasites emerge as first instars. The genome of CcPDV contains one copy of the CrV1-like homolog as shown on Southern blots of viral genomic DNA. In conjunction with our earlier studies of the PDV-encoded early protein 1, the current work suggests multiple viral transcripts are produced following parasitization of the host. and likely target host hemocytes to induce their apoptosis, thereby preventing encapsulation of the parasitoid's eggs. Whether viral DNAs are integrated in the host's genomic DNA remains to be proven, but our results provide preliminary evidence that viral DNAs are detected in the host's fat body cells examined at the time of wasp ernergence and several days later. (C) 2003 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.
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The molecular mechanism by which polydnaviruses of endoparasitoid wasps disrupt cell-mediated encapsulation reactions of host insects is largely unknown. Here we show that a polydnavirus-encoded protein, produced from baculovirus and plasmid expression vectors, prevents cell surface exposure of lectin-binding sites and microparticle formation during immune stimulation of haemocytes. The inactivation of immune-related cellular processes by this protein was analysed using a specific lectin and annexin V and shown to be virtually identical to polydnavirus-mediated effects on haemocytes. Cytochalasin D application has similar effects on haemocytes, suggesting that the immune suppression by the polydnavirus protein is caused by the destabilization of actin filaments. Since the exposure of cell surface glycoproteins and the formation of microparticles are part of an immune response to foreign objects or microorganisms and a prerequisite for cell-mediated encapsulation of microorganisms and parasites, the virus-encoded protein may become an important tool for the inactivation of cellular immune reactions in insects and an essential component in understanding immune suppression in parasitized host insects.
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O objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial predatório de besouros adultos de Carabidae e Staphylinidae (Coleoptera) sobre lagartas de quarto instar da lagarta-da-soja, em laboratório. Inicialmente, avaliou-se a capacidade de consumir uma lagarta por 24 horas. Para as espécies que causaram ≥80% de mortalidade da presa, determinou-se a taxa de consumo, tendo-se oferecido uma lagarta por 24 horas, durante quatro dias consecutivos. Os carabídeos Calosoma granulatum, Cynthidia croceipes, Odontocheila nodicornis e Pseudabarys sp. 1; as espécies dos gêneros Galerita, Scarites e Tetracha; e os estafilinídeos Eulissus chalybaeus, Glenus cyanicollis e Xenopygus sp. 2 apresentam elevado potencial predatório.
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Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)
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BACKGROUND Herbivore-damaged plants release a blend of volatile organic compounds (VOCs) that differs from undamaged plants. These induced changes are known to attract the natural enemies of the herbivores and therefore are expected to be important determinants of the effectiveness of biological control in agriculture. One way of boosting this phenomenon is the application of plant strengtheners, which has been shown to enhance parasitoid attraction in maize. It is unclear whether this is also the case for other important crops. RESULTS The plant strengtheners BTH [benzo (1,2,3) thiadiazole-7-carbothioic acid S-methyl ester] and laminarin were applied to cotton plants, and the effects on volatile releases and the attraction of three hymenopteran parasitoids, Cotesia marginiventris, Campoletis sonorensis and Microplitis rufiventris, were studied. After treated and untreated plants were induced by real or simulated caterpillar feeding, it was found that BTH treatment increased the attraction of the parasitoids, whereas laminarin had no significant effect. BTH treatment selectively increased the release of two homoterpenes and reduced the emission of indole, the latter of which had been shown to interfere with parasitoid attraction in earlier studies. Canonical variate analyses of the data show that the parasitoid responses were dependent on the quality rather than the quantity of volatile emission in this tritrophic interaction. CONCLUSION Overall, these results strengthen the emerging paradigm that induction of plant defences with chemical elicitors such as BTH could provide a sustainable and environmentally friendly strategy for biological control of pests by enhancing the attractiveness of cultivated plants to natural enemies of insect herbivores. © 2014 Society of Chemical Industry
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Chemical plant strengtheners find increasing use in agriculture to enhance resistance against pathogens. In an earlier study, it was found that treatment with one such resistance elicitor, BTH (benzo-(1, 2, 3)-thiadiazole-7-carbothioic acid S-methyl ester), increases the attractiveness of maize plants to a parasitic wasp. This surprising additional benefit of treating plants with BTH prompted us to conduct a series of olfactometer tests to find out if BTH and another commercially available plant strengthener, Laminarin, increase the attractiveness of maize to three important parasitic wasps, Cotesia marginventris, Campoletis sonorensis, and Microplitis rufiventris. In each case, plants that were sprayed with the plant strengtheners and subsequently induced to release volatiles by real or mimicked attack by Spodoptera littoralis caterpillars became more attractive to the parasitoids than water treated plants. The elicitors alone or in combination with plants that were not induced by herbivory were not attractive to the wasps. Interestingly, plants treated with the plant strengtheners did not show any consistent increase in volatile emissions. On the contrary, treated plants released less herbivore-induced volatiles, most notably indole, which has been reported to interfere with parasitoid attraction. The emission of the sesquiterpenes (E)-β-caryophyllene, β-bergamotene, and (E)-β-farnesene was similarly reduced by the treatment. Expression profiles of marker genes showed that BTH and Laminarin induced several pathogenesis related (PR) genes. The results support the notion that, as yet undetectable and unidentified compounds, are of major importance for parasitoid attraction, and that these attractants may be masked by some of the major compounds in the volatile blends. This study confirms that elicitors of pathogen resistance are compatible with the biological control of insect pests and may even help to improve it.
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The odor produced by a plant under herbivore attack is often used by parasitic wasps to locate hosts. Any type of surface damage commonly causes plant leaves to release so-called green leaf volatiles, whereas blends of inducible compounds are more specific for herbivore attack and can vary considerably among plant genotypes. We compared the responses of naïve and experienced parasitoids of the species Cotesia marginiventris and Microplitis rufiventris to volatiles from maize leaves with fresh damage (mainly green leaf volatiles) vs. old damage (mainly terpenoids) in a six-arm olfactometer. These braconid wasps are both solitary endoparasitoids of lepidopteran larvae, but differ in geographical origin and host range. In choice experiments with odor blends from maize plants with fresh damage vs. blends from plants with old damage, inexperienced C. marginiventris showed a preference for the volatiles from freshly damaged leaves. No such preference was observed for inexperienced M. rufiventris. After an oviposition experience in hosts feeding on maize plants, C. marginiventris females were more attracted by a mixture of volatiles from fresh and old damage. Apparently, C. marginiventris has an innate preference for the odor of freshly damaged leaves, and this preference shifts in favor of a blend containing a mixture of green leaf volatiles plus terpenoids, after experiencing the latter blend in association with hosts. M. rufiventris responded poorly after experience and preferred fresh damage odors. Possibly, after associative learning, this species uses cues that are more directly related with the host presence, such as volatiles from host feces, which were not present in the odor sources offered in the olfactometer. The results demonstrate the complexity of the use of plant volatiles by parasitoids and show that different parasitoid species have evolved different strategies to exploit these signals.