Boric acid enhances Metarhizium anisopliae virulence in Blattella germanica (L.) by disrupting the gut and altering its microbial community

2021 ◽  
Vol 152 ◽  
pp. 104430
Author(s):  
Rongai Yang ◽  
Meijuan Zhang ◽  
Coby Schal ◽  
Meng Jiang ◽  
Tong Cai ◽  
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Insects ◽  
2020 ◽  
Vol 11 (8) ◽  
pp. 538 ◽  
Author(s):  
Yu Chao ◽  
Mingyue Wang ◽  
Wei Dai ◽  
Fengyue Dong ◽  
Xuejun Wang ◽  
...  

(1) Background: The widespread use of insecticides has cause extensive resistance in German cockroach (Blattella germanica) populations globally. Biological control has the potential to mitigate insecticide resistance, and Metarhizium anisopliae (Meschn.) Sorokin, an entomopathogenic fungus, alone and in combination with various insecticides, has shown good effects against cockroaches. (2) Methods: This experiment compared the cumulative mortality after infecting B. germanica with M. anisopliae conidia by two routes, per os and topical application. To probe the mechanisms that underlie the synergism between M. anisopliae and hydramethylnon, we conducted dose–response assays with cockroaches fed combinations of M. anisopliae and hydramethylnon and characterized the gut microbiomes of the treated cockroaches. (3) Results: The study showed that the mortality with per os infection was lower than that with topical application. In addition, the combination of M. anisopliae and hydramethylnon had a synergistic effect in 16 treatments. The gut microbiome was also altered by hydramethylnon treatment. The abundance of Parabacteroides and Enterococcus declined with the hydramethylnon and combination treatments, which are known to have anti-inflammatory and antifungal activities. The abundance of Alistipes, which is a fungal cell wall component, significantly increased in these treatments. (4) Conclusions: Therefore, we speculate that the major mechanism underlying this synergism is hydramethylnon promoting the survival of M. anisopliae in the harsh gut environment and enhancing its virulence for German cockroaches by altering the gut microbiome. This may provide a method for the fight against B. germanica and lay the foundation for the development of new baits.


2014 ◽  
Vol 8 (1) ◽  
pp. 37-42
Author(s):  
Hussein Magtoff Diwan ◽  
Majed Ibrahim Abdela ◽  
Belasim Ahmed Abas ◽  
Husein Neayma Keshmer

This study aimed to evaluate the effects of three acids; Citric, Oxalic and Boric acids 0.05% on the viability of Beauveria bassiana and Metarhizium anisopliae spores after 1,2, 3 days of exposure 27±1 C° and the growth on chitin agar was obtained after 5 days at 26 ± 1C°.The results showed that the rate of viability of B. bassiana and M. anisopliae with boric acid was 312.3,209,150.3 colony/ml and 318,294.7,157.5 colony/ml respectively during three period time of in comparison with control and spore suspensions with the other acids. Spores of both fungi B. bassiana and M. anisopliae showed maximum rate of viability in the suspension supplied with citric acid which were 266 and 293.6 colony/ml, respectively after 1day of exposures to this acid in comparison with viability of control and other periods. Spores viability was lost with oxalic acid. On the other hand, control recorded highest rate of radial growth in the control was 1.92, 4.4 cm on the medium chitin agar after 3 days of incubation in comparison with other treatments. Both fungi showed best rate of radial growth 3.12, 1.88cm after 1and 3 days of exposure to citric acid, respectively in comparison with other treatments. There were no such growths on chitin agar after exposure the oxalic acid.


2021 ◽  
Author(s):  
Xian Cui Zhang ◽  
Meng Jiang ◽  
Ya Nan Zang ◽  
Hai Zheng Zhao ◽  
Cai Xia Liu ◽  
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2015 ◽  
Author(s):  
◽  
Alejandra Concepción Gutiérrez

Las cucarachas presentan una distribución mundial, hay descriptas aproximadamente 4000 especies, sin embargo solo el 1% de las especies de cucarachas conocidas son consideradas plagas para el hombre. Las cucarachas domiciliarias y peridomiciliarias sobreviven bien en asociación con cualquier asentamiento humano que proporcione calor, humedad y alimento. En Argentina hay descriptas 90 especies de cucarachas y las consideradas plaga para el hombre son la cucaracha alemana, Blattella germanica (L.) (Blattodea: Blattellidae); cucaracha americana, Periplaneta americana (L.) (Blattodea: Blattidae); cucaracha marrón ahumada, Periplaneta fuliginosa (Serville) (Blattodea: Blattidae); cucaracha oriental, Blatta orientalis (L.) (Blattodea: Blattidae). Las cucarachas tienen un impacto económico y médico significativo, contaminan los alimentos y otras materias primas. Además pueden actuar como vectores mecánicos de diferentes patógenos, pueden contribuir a aumentar los procesos alérgicos y son considerados agentes de inducción y exacerbación del asma principalmente a través de sus heces y mudas. El costo para el control de las cucarachas puede convertirse en una carga significativa en el tiempo, y el uso de insecticidas para su control puede generar un problema para la salud humana. A lo largo de los años el control se centró en el uso sistemático y preventivo de insecticidas químicos y diversos estudios han demostrado que las cucarachas tienen la capacidad para desarrollar resistencia a la mayoría de los insecticidas en uso a gran escala. Actualmente, se busca un enfoque integrado a través del manejo integrado de plagas (MIP). El hecho de poder diseñar metodologías eficientes de control de cucarachas en las cuales se incorporen patógenos permitirá reducir las cantidades de insecticidas neurotóxicos utilizados y lograr aceptables niveles de control persistentes en el tiempo. El objetivo de este trabajo fue desarrollar estrategias compatibles con el ambiente tendiente a lograr la reducción de la densidad de cucarachas en ambientes urbanos mediante el empleo de organismos patógenos. En primer lugar, se realizó una prospección de cucarachas en busca de patógenos. Se recolectaron varias especies de cucarachas y se inició la cría en el laboratorio del CEPAVE de P. americana, P. fuliginosa, B. orientalis, B. germanica y Blaptica dubia Serville (Blattodea: Blaberidae). A través de las disecciones realizadas y utilizando las técnicas correspondientes a cada grupo, incluyendo medidas morfométricas y técnicas moleculares, se pudieron aislar e identificar varias especies de parásitos y patógenos. Durante los estudios prospectivos tendientes a la detección de protistas asociados a cucarachas urbanas se describieron tres especies de gregarinas y un protista esporogénico. Las gregarinas identificadas fueron Protomagalhaensia sp. y Blabericola sp. (Eugregarinoidea: Blabericolidae) presentes en el intestino medio de Blaptica dubia y Gregarina sp. (Eugregarinoidea: Gregarinidae) detectada en la cucaracha marrón ahumada o P. fuliginosa. Fue detectado un eucariota unicelular esporogénico en los divertículos intestinales de la cucaracha oriental o B. orientalis. Wolbachia sp. (Rickettsiales: Anaplasmataceae) fue identificada en B. dubia y Panchlora nívea (L.) (Blattodea: Blaberidae), mediante el uso de técnicas moleculares siendo este el primer registro de esta bacteria endosimbionte en las mencionadas especies de cucarachas. Se realizó la identificación morfológica morfométrica y molecular de dos nematodos parásitos Leidynema appendiculata (Leidy) Chitwood y Hammerschmidtiella sp. Chitwood (Oxyurida: Thelastomatidae) presentes en P. fuliginosa. Fueron identificadas especies de Laboulbeniales, Herpomyces ectobiae Thaxter en las antenas de Blattella germanica, H. periplanetae Thaxter en las antenas de P. americana y H. stylopygae Spegazzini en las antenas de P. fuliginosa. Asimismo se detectó la presencia de infecciones fúngicas naturales en cucarachas silvestres. A partir de estos insectos fue posible aislar e identificar una especie de Metarhizium anisopliae sl. (Metchnikoff) Sorokin (Ascomycota: Hypocreales) con tres aislamientos, dos encontrados en Entre Rios y el tercero en Buenos Aires. De los aislamientos anteriores fue evaluada su patogenicidad bajo condiciones controladas de laboratorio, determinándose que los tres aislamientos eran patogénicos para ninfas de B. germanica. Por otro lado, se realizó una selección de especies de hongos entomopatógenos a partir de los aislamientos preservados en la colección del CEPAVE. Los ensayos realizados demostraron que los aislamientos de Beauveria bassiana (Balsamo-Crivelli) Vuillemin CEP077 y M. anisopliae CEP085 fueron los más patogénicos para ninfas y adultos de B. germánica por contacto directo en comparación con el cebo. Se determinó la dosis letal media (DL50) y el tiempo letal medio (TL50) a través de aplicación tópica con M. anisopliae de cuatro especies de cucarachas. Fue posible obtener la DL50 y TL50 de ninfas y adultos de B. germánica y B. dubia, de ninfas de B. orientalis y P. americana, habiéndose observado una susceptibilidad diferencial entre las diferentes etapas de desarrollo y entre especies. Debido a los resultados obtenidos de los ensayos de laboratorio realizados con hongos entomopatógenos se determinó la composición de ácidos grasos epicuticulares de cinco especies de cucarachas (P. americana, P. fuliginosa, B. orientali, B. germánica y B.dubia). Las cucarachas analizadas presentaron un perfil de ácidos grasos diferentes tanto entre especies como entre distintas etapas de desarrollo. Estos resultados contribuirán a estudios futuros para poder determinar el papel que cumplen los lípidos y ceras superficiales en la patogénesis fúngica. Finalmente, se evaluó la producción de los aislamientos de B. bassiana y M. anisopliae en sustrato arroz parbolizado y se comprobó que la suspensión de conidios obtenida luego de la producción mantuvo las características de germinación y viabilidad de los aislamientos originales, si bien el arroz con el hongo no funcionó como cebo, se podría llegar a inferir que sería factible producir estos hongos en mayor escala para futuras aplicaciones a campo. Tomando como base los resultados previamente expuestos, se puede concluir que existen en la naturaleza y en el entorno urbano, patógenos que podrían ser utilizados en programas de MIP de cucarachas, con especial atención a los hongos entomopatógenos.


1982 ◽  
Vol 72 (2) ◽  
pp. 229-237 ◽  
Author(s):  
G. Barson

AbstractAdults of a field strain of Blattella germanica (L.) resistant to dieldrin and bendiocarb were used to evaluate two insecticide bait formulations, 50% boric acid plus 50% porridge oats and 0·25% iodofenphos gel in comparison with gel alone and culture food. All cockroaches from the boric acid plus oats treatment died in less than 20 days, whereas some that fed on iodofenphos gel, culture food or gel blank survived for 30 days. Both insecticides caused females to drop their oothecae prematurely, and fewer eggs from the boric acid plus oats treatments hatched. More cockroaches exposed to boric acid plus oats bait died outside the harbourages than those from the iodofenphos gel treatments. Boric acid plus oats or iodofenphos gel offered together with culture food were eaten throughout the treatments. With iodofenphos gel alone, no bait was eaten after four days, but mortality continued for 21 days. The minimum amount of insecticide bait required to kill all 100 cockroaches was about 1340 mg iodofenphos gel, and 100·0 mg boric acid plus oats. After exposure for 24 h, all cockroaches died within nine days after exposure to boric acid plus oats, whereas with iodofenphos gel some survived after 21 days. Two further applications of gel bait in the iodofenphos experiments on days 13 and 17 failed to increase mortality although some bait was eaten. B. germanica was killed more quickly by both insecticide baits when deprived of drinking water.


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