Published September 21, 2017 | Version v1
Publication Open

Isolation and identification of Xenorhabdus and Photorhabdus bacteria associated with entomopathogenic nematodes and their larvicidal activity against Aedes aegypti

Creators

  • 1. Naresuan University
  • 2. Mahidol Oxford Tropical Medicine Research Unit
  • 3. Mahidol University

Description

Aedes aegypti is a potential vector of West Nile, Japanese encephalitis, chikungunya, dengue and Zika viruses. Alternative control measurements of the vector are needed to overcome the problems of environmental contamination and chemical resistance. Xenorhabdus and Photorhabdus are symbionts in the intestine of entomopathogenic nematodes (EPNs) Steinernema spp. and Heterorhabditis spp. These bacteria are able to produce a broad range of bioactive compounds including antimicrobial, antiparasitic, cytotoxic and insecticidal compounds. The objectives of this study were to identify Xenorhabdus and Photorhabdus isolated from EPNs in upper northern Thailand and to study their larvicidal activity against Ae. aegypti larvae.A total of 60 isolates of symbiotic bacteria isolated from EPNs consisted of Xenorhabdus (32 isolates) and Photorhabdus (28 isolates). Based on recA gene sequencing, BLASTN and phylogenetic analysis, 27 isolates of Xenorhabdus were identical and closely related to X. stockiae, 4 isolates were identical to X. miraniensis, and one isolate was identical to X. ehlersii. Twenty-seven isolates of Photorhabdus were closely related to P. luminescens akhurstii and P. luminescens hainanensis, and only one isolate was identical and closely related to P. luminescens laumondii. Xenorhabdus and Photorhabdus were lethal to Ae aegypti larvae. Xenorhabdus ehlersii bMH9.2_TH showed 100% efficiency for killing larvae of both fed and unfed conditions, the highest for control of Ae. aegypti larvae and X. stockiae (bLPA18.4_TH) was likely to be effective in killing Ae. aegypti larvae given the mortality rates above 60% at 72 h and 96 h.The common species in the study area are X. stockiae, P. luminescens akhurstii, and P. luminescens hainanensis. Three symbiotic associations identified included P. luminescens akhurstii-H. gerrardi, P. luminescens hainanensis-H. gerrardi and X. ehlersii-S. Scarabaei which are new observations of importance to our knowledge of the biodiversity of, and relationships between, EPNs and their symbiotic bacteria. Based on the biological assay, X. ehlersii bMH9.2_TH begins to kill Ae. aegypti larvae within 48 h and has the most potential as a pathogen to the larvae. These data indicate that X. ehlersii may be an alternative biological control agent for Ae. aegypti and other mosquitoes.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

الزاعجة المصرية هي ناقل محتمل لفيروسات غرب النيل والتهاب الدماغ الياباني والشيكونغونيا وحمى الضنك وزيكا. هناك حاجة إلى قياسات تحكم بديلة للمتجه للتغلب على مشاكل التلوث البيئي والمقاومة الكيميائية. Xenorhabdus و Photorhabdus هي متكافلات في أمعاء الديدان الخيطية المسببة للأمراض الحشرية (EPNs) Steinernema spp. و Heterorhabditis spp. هذه البكتيريا قادرة على إنتاج مجموعة واسعة من المركبات النشطة بيولوجيًا بما في ذلك المركبات المضادة للميكروبات والطفيليات والسمية للخلايا والمبيدات الحشرية. كانت أهداف هذه الدراسة هي تحديد Xenorhabdus و Photorhabdus المعزولين من EPNs في شمال تايلاند العلوي ودراسة نشاطهم في إبادة اليرقات ضد Ae. aegypti larvae.A ما مجموعه 60 عزلًا من البكتيريا التكافلية المعزولة من EPNs تتكون من Xenorhabdus (32 عزلًا) و Photorhabdus (28 عزلًا). استنادًا إلى تسلسل جينات recA و BLASTN والتحليل الوراثي، كانت 27 عزلًا من Xenorhabdus متطابقة ومرتبطة ارتباطًا وثيقًا بـ X. stockiae، وكانت 4 عزلات متطابقة مع X. miraniensis، وعزل واحد مطابق لـ X. ehlersii. كانت سبعة وعشرون عزلًا من Photorhabdus مرتبطة ارتباطًا وثيقًا بـ P. luminescens akhurstii و P. luminescens hainanensis، وكان عزل واحد فقط متطابقًا ومرتبطًا ارتباطًا وثيقًا بـ P. luminescens laumondii. كان Xenorhabdus و Photorhabdus مميتين لليرقات المصرية. أظهر Xenorhabdus ehlersii bMH9.2_TH كفاءة بنسبة 100 ٪ لقتل اليرقات في كل من الظروف الغذائية وغير الغذائية، وهو أعلى مستوى للسيطرة على Ae. aegypti larvae و X. stockiae (bLPA18.4_TH) كان من المرجح أن تكون فعالة في قتل Ae. aegypti larvae بالنظر إلى معدلات الوفيات فوق 60 ٪ عند 72 ساعة و 96 ساعة. الأنواع الشائعة في منطقة الدراسة هي X. stockiae، P. luminescens akhurstii، و P. luminescens hainanensis. تضمنت ثلاث ارتباطات تكافلية تم تحديدها P. luminescens akhurstii - H. gerrardi و P. luminescens hainanensis - H. gerrardi و X. ehlersi - S. Scarabaei وهي ملاحظات جديدة ذات أهمية لمعرفتنا بالتنوع البيولوجي لـ EPNs وعلاقاتها مع بكتيرياها التكافلية. بناءً على الفحص البيولوجي، يبدأ X. ehlersii bMH9.2_TH في قتل يرقات Ae. aegypti في غضون 48 ساعة وله أكبر احتمالية كعامل ممرض لليرقات. تشير هذه البيانات إلى أن X. ehlersii قد يكون عامل مكافحة بيولوجية بديل لـ Ae. aegypti والبعوض الآخر.

Translated Description (French)

Aedes aegypti est un vecteur potentiel des virus du Nil occidental, de l'encéphalite japonaise, du chikungunya, de la dengue et du Zika. Des mesures de contrôle alternatives du vecteur sont nécessaires pour surmonter les problèmes de contamination environnementale et de résistance chimique. Xenorhabdus et Photorhabdus sont des symbiotes dans l'intestin des nématodes entomopathogènes (EPN) Steinernema spp. et Heterorhabditis spp. Ces bactéries sont capables de produire une large gamme de composés bioactifs, y compris des composés antimicrobiens, antiparasitaires, cytotoxiques et insecticides. Les objectifs de cette étude étaient d'identifier Xenorhabdus et Photorhabdus isolés à partir d'EPN dans le nord supérieur de la Thaïlande et d'étudier leur activité larvicide contre les larves d'Ae. aegypti. Un total de 60 isolats de bactéries symbiotiques isolées à partir d'EPN consistaient en Xenorhabdus (32 isolats) et Photorhabdus (28 isolats). Sur la base du séquençage du gène recA, du BLASTN et de l'analyse phylogénétique, 27 isolats de Xenorhabdus étaient identiques et étroitement liés à X. stockiae, 4 isolats étaient identiques à X. miraniensis et un isolat était identique à X. ehlersii. Vingt-sept isolats de Photorhabdus étaient étroitement liés à P. luminescens akhurstii et P. luminescens hainanensis, et un seul isolat était identique et étroitement lié à P. luminescens laumondii. Xenorhabdus et Photorhabdus étaient mortels pour les larves d'Ae aegypti. Xenorhabdus ehlersii bMH9.2_TH a montré une efficacité de 100% pour tuer les larves des conditions nourries et non nourries, la plus élevée pour le contrôle des larves d'Ae. aegypti et X. stockiae (bLPA18.4_TH) était susceptible d'être efficace pour tuer les larves d'Ae. aegypti étant donné les taux de mortalité supérieurs à 60% à 72 h et 96 h. Les espèces communes dans la zone d'étude sont X. stockiae, P. luminescens akhurstii et P. luminescens hainanensis. Trois associations symbiotiques identifiées comprenaient P. luminescens akhurstii-H. gerrardi, P. luminescens hainanensis-H. gerrardi et X. ehlersii-S. Scarabaei qui sont de nouvelles observations importantes pour notre connaissance de la biodiversité et des relations entre les EPN et leurs bactéries symbiotiques. Sur la base du test biologique, X. ehlersii bMH9.2_TH commence à tuer les larves d'Ae. aegypti dans les 48 heures et a le plus de potentiel en tant qu'agent pathogène pour les larves. Ces données indiquent que X. ehlersii peut être un agent de lutte biologique alternatif pour Ae. aegypti et d'autres moustiques.

Translated Description (Spanish)

El Aedes aegypti es un vector potencial de los virus del Nilo Occidental, la encefalitis japonesa, el chikungunya, el dengue y el Zika. Se necesitan medidas de control alternativas del vector para superar los problemas de contaminación ambiental y resistencia química. Xenorhabdus y Photorhabdus son simbiontes en el intestino de nematodos entomopatógenos (EPN) Steinernema spp. y Heterorhabditis spp. Estas bacterias son capaces de producir una amplia gama de compuestos bioactivos que incluyen compuestos antimicrobianos, antiparasitarios, citotóxicos e insecticidas. Los objetivos de este estudio fueron identificar Xenorhabdus y Photorhabdus aislados de EPN en el norte de Tailandia y estudiar su actividad larvicida contra larvas de Ae. aegypti. Un total de 60 aislados de bacterias simbióticas aisladas de EPN consistían en Xenorhabdus (32 aislados) y Photorhabdus (28 aislados). Con base en la secuenciación del gen recA, BLASTN y el análisis filogenético, 27 aislados de Xenorhabdus eran idénticos y estaban estrechamente relacionados con X. stockiae, 4 aislados eran idénticos a X. miraniensis y un aislado era idéntico a X. ehlersii. Veintisiete aislados de Photorhabdus estaban estrechamente relacionados con P. luminiscens akhurstii y P. luminiscens hainanensis, y solo un aislado era idéntico y estaba estrechamente relacionado con P. luminiscens laumondii. Xenorhabdus y Photorhabdus eran letales para las larvas de Ae aegypti. Xenorhabdus ehlersii bMH9.2_TH mostró una eficiencia del 100% para matar larvas de condiciones alimentadas y no alimentadas, la más alta para el control de larvas de Ae. aegypti y X. stockiae (bLPA18.4_TH) era probable que fuera efectiva para matar larvas de Ae. aegypti dadas las tasas de mortalidad superiores al 60% a las 72 h y 96 h. Las especies comunes en el área de estudio son X. stockiae, P. luminescens akhurstii y P. luminescens hainanensis. Tres asociaciones simbióticas identificadas incluyeron P. luminiscens akhurstii-H. gerrardi, P. luminiscens hainanensis-H. gerrardi y X. ehlersii-S. Scarabaei, que son nuevas observaciones de importancia para nuestro conocimiento de la biodiversidad y las relaciones entre las EPN y sus bacterias simbióticas. Con base en el ensayo biológico, X. ehlersii bMH9.2_TH comienza a matar larvas de Ae. aegypti en 48 h y tiene el mayor potencial como patógeno para las larvas. Estos datos indican que X. ehlersii puede ser un agente de control biológico alternativo para Ae. aegypti y otros mosquitos.

Files

s13071-017-2383-2.pdf

Files (817.2 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:1dd5cfcaacc01686bb9052c7822e2138
817.2 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
عزل وتحديد بكتيريا Xenorhabdus و Photorhabdus المرتبطة بالديدان الخيطية المسببة للأمراض الحشرية ونشاطها المبيد لليرقات ضد الزاعجة المصرية
Translated title (French)
Isolement et identification des bactéries Xenorhabdus et Photorhabdus associées aux nématodes entomopathogènes et leur activité larvicide contre Aedes aegypti
Translated title (Spanish)
Aislamiento e identificación de bacterias Xenorhabdus y Photorhabdus asociadas a nematodos entomopatógenos y su actividad larvicida contra Aedes aegypti

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2757348452
DOI
10.1186/s13071-017-2383-2

Is supplement to
https://openalex.org/W4321010129 (Other)
https://openalex.org/W3192734955 (Other)
https://openalex.org/W3000110810 (Other)
https://openalex.org/W2513972374 (Other)
https://openalex.org/W2401815740 (Other)
https://openalex.org/W2393197466 (Other)
https://openalex.org/W2363042061 (Other)
https://openalex.org/W2351790741 (Other)
https://openalex.org/W2074099897 (Other)
https://openalex.org/W2049887534 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Thailand

References

  • https://openalex.org/W1573966200
  • https://openalex.org/W1683930284
  • https://openalex.org/W1785603424
  • https://openalex.org/W1970398105
  • https://openalex.org/W1978141825
  • https://openalex.org/W1980637465
  • https://openalex.org/W1984091974
  • https://openalex.org/W1984803041
  • https://openalex.org/W1989833032
  • https://openalex.org/W2003256025
  • https://openalex.org/W2004379995
  • https://openalex.org/W2007279356
  • https://openalex.org/W2023711344
  • https://openalex.org/W2025998658
  • https://openalex.org/W2027027352
  • https://openalex.org/W2037182214
  • https://openalex.org/W2045268608
  • https://openalex.org/W2049753709
  • https://openalex.org/W2055782936
  • https://openalex.org/W2076425670
  • https://openalex.org/W2086460524
  • https://openalex.org/W2088491294
  • https://openalex.org/W2089115688
  • https://openalex.org/W2104223886
  • https://openalex.org/W2105199435
  • https://openalex.org/W2111050951
  • https://openalex.org/W2116066456
  • https://openalex.org/W2124319088
  • https://openalex.org/W2126850279
  • https://openalex.org/W2128455813
  • https://openalex.org/W2131222241
  • https://openalex.org/W2132632499
  • https://openalex.org/W2134661093
  • https://openalex.org/W2138241197
  • https://openalex.org/W2143086182
  • https://openalex.org/W2147453497
  • https://openalex.org/W2168537075
  • https://openalex.org/W2199716701
  • https://openalex.org/W2222052406
  • https://openalex.org/W2267503919
  • https://openalex.org/W2289467090
  • https://openalex.org/W2337566387
  • https://openalex.org/W2508752830
  • https://openalex.org/W2520515911
  • https://openalex.org/W2521010668
  • https://openalex.org/W2572547796
  • https://openalex.org/W2663844394
  • https://openalex.org/W3025686378
  • https://openalex.org/W4237420371
  • https://openalex.org/W4253244696
  • https://openalex.org/W438223495