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DissertationCopyright
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2023-02-02
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ATIVIDADE ENTOMOPATOGÊNICA DE ESPÉCIES PAECILOMYCES CONTRA OVOS DE AEDES (STEGOMYA) AEGYPTI LINNAEUS, 1762 (DIPTERA: CULICIDAE).
Silva, Kemily Nunes da | Date Issued:
2021
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Comittee Member
Affilliation
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Leônidas e Maria Deane. Manaus, AM, Brasil.
Abstract in Portuguese
O desenvolvimento de estratégias alternativas de controle de vetores está se tornando essencial, devido à rápida evolução da resistência a inseticidas e à ascensão de agentes patógenos que afetam a saúde pública, causando doenças como dengue, chikungunya e Zika. Deste modo, os biopesticidas à base de fungos são alternativas promissoras aos inseticidas sintéticos, pois são ecologicamente corretos e eficazes na infecção de insetos por meio do contato. Embora a suscetibilidade de larvas e mosquitos adultos aos gêneros Beauveria e Metarhizium seja bem conhecida, há pouca informação disponível sobre a atividade de outros gêneros contra o mosquito Aedes aegypti, principalmente quanto à ação ovicida. Assim, o objetivo do presente estudo foi avaliar a atividade entomopatogênica de diferentes espécies do gênero Paecilomyces contra ovos do vetor Aedes aegypti. Para isso, sete espécies fúngicas foram reativadas da coleção de fungos do Instituto Oswaldo Cruz (IOC) e do Instituto Leônidas e Maria Deane (ILMD). Posteriormente, os ovos de Ae. aegypti foram expostos a cada espécie fúngica formulada em cinco concentrações; sendo que estes foram aplicados de duas formas distintas. Logo após, a eclosão quantitativa foi realizada e as larvas nascidas, avaliadas quanto ao seu desenvolvimento até a morte ou fase adulta. Em paralelo, os fungos foram submetidos a ensaios qualitativos das enzimas protease e quitinase. Adicionalmente, o comportamento das espécies fúngicas sobre os ovos foi observado por microscopia eletrônica de varredura. Além disso, os perfis de proteínas de cada espécie frente aos ovos foram quantificados e verificados através do gel de poliacrilamida. Como resultado, observou-se que todas as cepas de Paecilomyces exibiram micélio sobre os ovos. Curiosamente, sobre os ovos, algumas espécies apresentaram características como formação de mucilagem e decomposição que merecem maiores investigações. Nos bioensaios, mais de 90% dos ovos expostos ao P. lilacinus eclodiram, principalmente nas concentrações mais altas. Já as larvas oriundas dos ovos expostos ao P. viridis, P. farinosus e P. niveus mostraram desenvolvimento tardio e locomoção lenta. Na análise descritiva, notou-se que as taxas de eclosão foram consideravelmente menores em relação ao controle para todas as espécies. E ainda, as formas de aplicação do inóculo sobre os ovos não demonstraram diferença significativa entre si; todavia, a concentração 1x105 conidios/mL apresentou maior impacto em relação as demais concentrações, com taxas de eclosão inferior a 50%. Na análise por MEV, verificou-se que todos os fungos em 48 horas já possuíam atuação significativa sobre os ovos, com conídios aderidos. Além disso, nas eletronmicrografias observou-se a formação de tubos germinativos e de apressórios pelo fungo P. farinosus. E ainda, identificou-se indícios de penetração de hifas das espécies P. farinosus, P. lilacinus, P. byssochlamydoides e P. zollerniae nos ovos. No ensaio enzimático, apenas P. farinosus e P. lilacinus produziram protease, porém somente P. lilacinus sintetizou quitinases. Em adição, no gel de poliacrilamida verificouse que todas as espécies se desenvolveram melhor quando cultivadas juntamente com os fragmentos de ovos; onde observou-se bandas proteicas para todas as espécies fúngicas, variando entre 20 kDa e 250 kDa. Portanto, a capacidade dessas cepas de se desenvolver sobre os ovos do vetor Aedes aegypti indicam um potencial entomopatogênico dessas espécies Paecilomyces.
Abstract
The development of alternative vector control strategies is becoming essential due to the rapid evolution of insecticide resistance and the rise of pathogens that affect public health, causing diseases such as dengue, chikungunya and Zika. Thus, fungal-based biopesticides are promising alternatives to synthetic insecticides, as they are ecologically correct and effective in the infection of insects through contact. Although the susceptibility of larvae and adult mosquitoes to the genera Beauveria and Metarhizium is well known, there is little information available on the activity of other genera against the Aedes aegypti mosquito, especially regarding their ovicidal action. Thus, the aim of the present study was to evaluate the entomopathogenic activity of different species of the genus Paecilomyces against eggs of the Aedes aegypti vector. For this, seven fungal species were reactivated from the fungal collection of the Oswaldo Cruz Institute (IOC) and the Leonidas and Maria Deane Institute (ILMD). Later, the eggs of Ae. aegypti were exposed to each fungal species formulated at five concentrations; and these were applied in two different ways. Soon after, quantitative hatching was performed, and the hatched larvae were evaluated for their development until death or adulthood. In parallel, the fungi were subjected to qualitative assays of the protease and chitinase enzymes. Additionally, the behavior of fungal species on eggs was observed by scanning electron microscopy. In addition, the protein profile of each species against eggs was quantified and verified using a polyacrylamide gel. As a result, it was observed that all Paecilomyces strains exhibited mycelium on the eggs. Interestingly, some species showed characteristics about the eggs such as, mucilage formation and decomposition that deserve further investigation. In bioassays, more than 90% of eggs exposed to P. lilacinus hatched, mainly at the highest concentrations. The larvae from eggs exposed to P. viridis, P. farinosus and P. niveus showed late development and slow locomotion. In the descriptive analysis, it was noted that hatch rates were considerably lower compared to the control for all species. Furthermore, the forms of application of the inoculum on the eggs did not show any significant difference between them; however, the concentration 1x105 conidia/mL had a greater impact than the other concentrations, with hatch rates below 50%. In the SEM analysis, it was found that all fungi within 48 hours already had a significant action on the eggs, with adhered conidia. Furthermore, the electronmicrographs showed the formation of germ tubes and appressoria by the fungus P. farinosus. In addition, evidence of hyphae penetration of the species P. farinosus, P. lilacinus, P. byssochlamydoides and P. zollerniae in eggs was identified. In the enzymatic assay, only P. farinosus and P. lilacinus produced protease, but only P. lilacinus synthesized chitinases. In addition, in the polyacrylamide gel it was found that all species developed better when cultivated together with the egg fragments; where proteics bands were observed for all fungal species, ranging between 20 kDa and 250 kDa. Therefore, the ability of these strains to develop on the eggs of the Aedes aegypti vector indicates the entomopathogenic potential of these Paecilomyces species.
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