Interactions of Aspergillus fumigatus and Stenotrophomonas maltophilia in an in vitro Mixed Biofilm Model: Does the Strain Matter?

Introduction:Aspergillus fumigatus (Af) and Stenotrophomonas maltophilia (Sm) are pathogenic microorganisms, which coexist in the respiratory tract of cystic fibrosis (CF) patients. We recently developed an in vitro model of mixed biofilm associating Af ATCC 13073-GFP (Af13073) and Sm ATCC 13637 (Sm13637) and described an antibiosis effect. The present study aim was to assess the antibiosis of Sm on Af using different strains and to analyze the potential synergistic virulence of these strains in an in vivo Galleria mellonella model.Methods: The effect of Sm13637 was evaluated on eight Af strains and the effect of nine Sm strains was evaluated on Af13073. The strains originated from clinical cases (human and animal) and from environment. Fungal and bacterial inocula were simultaneously inoculated to initiate mixed biofilm formation. Fungal growth inhibition was analyzed by qPCR and CLSM and the fungal cell wall modifications by TEM analysis. The virulence of different Sm strains was assessed in association with Af in G. mellonella larvae.Results: All strains of Af and Sm were able to produce single and mixed biofilms. The antibiosis effect of Sm13637 was similar whatever the Af strain tested. On the other hand, the antibiosis effect of Sm strains was bacterial-fitness and strain dependent. One strain (1/9) originated from animal clinical case was never able to induce an antibiosis, even with high bacterial concentration. In the G. mellonella model, co-inoculation with Sm13637 and Af13073 showed synergism since the mortality was 50%, i.e., more than the summed virulence of both.Conclusion: Human clinical strains of Sm yielded in higher antibiosis effect on Af and in a thinner mixed biofilm, probably due to an adaptive effect of these strains. Further research covering Af increased wall thickness in the presence of Sm strains, and its correlation with modified antifungal susceptibility is encouraged in patients with chronic respiratory infections by these 2 microorganisms

Contribution à l'étude des mécanismes de prédation d'Harmonia axyridis (Coleoptera: Coccinellidae) responsables de sa plus grande compétitivité au sein de la guilde des aphidiphages

The fast spread of Harmonia axyridis (Pallas) (Coleoptera : Coccinellidae) on the continents where it was earlier introduced can be explained by its higher competitiveness compared with indigenous species. Here, we compared the Asian lady beetle and indigenous aphidophagous insects according to several factors linked to predation. The three additional indigenous aphidophagous species tested were: Adalia bipunctata (Linné) (Coleoptera : Coccinellidae), Chrysoperla carnea (Stephens) (Neuroptera : Chrysopidae) and Episyrphus balteatus (DeGeer) (Diptera : Syrphidae). The Asian lady beetle consumed more preys than the other studied predators. This was observed with the larval stages but also with adults. Moreover, its larval development and its pupal stage were shorter. A smaller consumption of aphids was observed while the indigenous predators and H. axyridis were brought together. This could be due to a stress induced by one species on the other or to a mutual stress. Finally, an experience using a volatile collection setup revealed that the amounts of released aphid alarm pheromone were smaller when aphids were attacked by H. axyridis than by the indigenous species. The Asian lady beetle reduced the alarm signal emitted by aphids and could like that benefit from more preys. These results contribute to improve the understanding of this invasive species success.La rapide expansion d’Harmonia axyridis (Pallas) (Coleoptera : Coccinellidae) sur les continents où elle a été introduite peut s’expliquer par son caractère plus compétitif que les espèces indigènes. Le présent travail s’est intéressé à la comparaison de certains facteurs liés à la prédation entre cette coccinelle exotique et certaines espèces aphidiphages indigènes à la Belgique, à savoir Adalia bipunctata (Linné) (Coleoptera : Coccinellidae), Chrysoperla carnea (Stephens) (Neuroptera : Chrysopidae) et Episyrphus balteatus (DeGeer) (Diptera : Syrphidae). Les résultats indiquent que la coccinelle asiatique consomme un nombre de proies plus important que les autres prédateurs, aussi bien pendant les stades larvaires que durant le stade adulte. De plus, elle effectue son développement larvaire plus rapidement et présente une plus faible durée du stade pupal. Par la suite, une consommation moindre de proies a été observée lors de la mise en présence des prédateurs indigènes avec H. axyridis, pouvant mettre en évidence un possible stress induit par l’une des deux espèces sur l’autre ou un stress mutuel. Enfin, il s’est révélé, grâce à l’utilisation d’un dispositif de prélèvement d’odeurs, que la quantité de phéromone d’alarme émise par un puceron attaqué par H. axyridis est plus faible par rapport aux quantités récoltées lorsqu’il se fait attaquer par les espèces indigènes. La coccinelle asiatique réduit de ce fait le signal d’alarme émis par sa proie, et donc la dispersion des pucerons qui pourront ainsi être mangés par la suite. Tous ces résultats contribuent à améliorer la compréhension du succès de cette espèce invasive

Mechanisms involved in the aggregative behavior of Harmonia axyridis (Pallas) (Coleoptera : Coccinellidae)

Les effets négatifs liés aux introductions de la coccinelle asiatique, Harmonia axyridis (Pallas), ne cessant d’augmenter en Europe et en Amérique du nord, il devient urgent de trouver une méthode permettant de manipuler ses populations. Les interactions sociales impliquées dans son comportement agrégatif restent peu connues à ce jour, alors qu’une meilleure connaissance des sémiochimiques utilisés par les coccinelles au cours de ce phénomène permettrait le développement de nouvelles stratégies de contrôle. La présente thèse de doctorat a donc pour objectif d’améliorer la compréhension des mécanismes mis en place par la coccinelle asiatique au cours de son processus d’agrégation. Tout d’abord, nous avons mis en évidence l’utilisation, par H. axyridis, de deux marquages d’aire distincts lors de sa phase d’hivernation. Le premier, déposé par les coccinelles au cours de leurs déplacements, dirige les congénères vers l’agrégat. Le second, déposé au sein du site d’agrégation, assure la cohésion de l’amas une fois celui-ci formé. Ces marquages sont constitués d’hydrocarbures saturés, mono- et di-insaturés. Parmi ces sémiochimiques, les composés insaturés, et en particulier ceux possédant deux doubles liaisons, semblent présenter une activité biologique plus importante. La réponse de la coccinelle asiatique vis-à-vis de ces composés chimiques dépend néanmoins de l’état physiologique de l’insecte. En second lieu, nous avons mis en évidence, pour la première fois, l’existence d’un comportement agrégatif permanent chez cette espèce de coccinelle. Les hydrocarbures déposés par H. axyridis lors de ses déplacements ne sont pas impliqués dans ce comportement en conditions estivales. En revanche, les composés élytraux conspécifiques, et dans une moindre mesure, le contact physique, jouent un rôle dans ce processus. Qui plus est, nous avons démontré, à travers nos diverses expériences, que les éléments visuels jouent un rôle important dans les phénomènes agrégatifs d’H. axyridis. Il paraît donc important de prendre également ces facteurs en considération lors de la mise au point de pièges permettant de contrôler les populations de cette espèce invasive.The negative impacts linked to the introductions of the multicolored Asian ladybeetle, Harmonia axyridis (Pallas), progressively increasing in Europe and in North America, it is urgent to find a way to manage its populations. The social interactions involved in its aggregative behavior remain misunderstood although a better understanding of the semiochemicals the ladybeetles use during this phenomenon could lead to the development of new control methods. Therefore, the main objective of this thesis was to improve the understanding of the mechanisms set up by H. axyridis during its aggregative stage. Firstly, we have demonstrated the use of two different area markings by this species during its overwintering. The first one, laid by the ladybeetles while walking, lead conspecifics towards aggregation sites whereas the second one, deposited inside these sites, ensures the cohesion of the cluster. These markings are made up of saturated, mono- and diunsaturated hydrocarbons. Among these chemicals, it seems that the unsaturated hydrocarbons, and in particular the ones containing two double bonds, present a greater biological activity. However, the response of H. axyridis towards these chemicals depends on the insect physiological state. In the second instance, we have showed for the first time that H. axyridis presents a permanent aggregative behavior. The hydrocarbons laid by the ladybeetles during their displacements do not play any role in this behavior during summer conditions. On the other hand, conspecific elytral compounds and, in a lesser extent, physical contact, are well involved. Moreover, all our experiments have pointed out that visual elements play a major role in this social behavior and so, have also to be taken into account in the design of traps to control the populations of this invasive species

Diversité des habitats de la coccinelle asiatique Harmonia axyridis Pallas (Coleoptera : Coccinellidae) au sein des différents écosystèmes agricoles et forestiers (synthèse bibliographique).

The Multicolored Asian ladybeetle, Harmonia axyridis (Pallas), native to Asia, is an invasive species in many European and American countries. Initially introduced as a biological control agent against aphids and coccids in greenhouses, this alien species rapidly invaded many habitats such as forests, meadows, wetlands, and agricultural crops. This paper reviews the habitats (forests, crops, herbs, gardens and orchards) where H. axyridis has been observed, either during insect samplings or as part of Integrated Pest Management (IPM) programs. Studies have referenced H. axyridis on 106 plant taxa (35 arboreal species, 21 crop species, 27 herbaceous species, 11 ornamental species, and 12 orchard species) and have identified 89 plant- prey relationships (34 arboreal species, 16 crop species, 13 herbaceous species, 10 ornamental species, and 16 orchard species) in different countries. Harmonia axyridis is more abundant in forest areas, principally on Acer, Salix, Tilia and Quercus, than in agroecosystems. Some plant species, such as Urtica dioica L., which surround crops, contain large numbers of H. axyridis and could constitute important reserves of this alien species in advance of aphid invasions into crops. This review highlights the polyphagy and eurytopic aspect of H. axyridis.Evaluation de l'impact des invasions de coccinelles asiatiques sur l'agriculture wallonn

Evolution des populations de coccinelles indigènes et de l’espèce exotique, Harmonia axyridis (Pallas), en Wallonie et en région de Bruxelles-Capitale

Un inventaire des Coccinellidae présents au sein de la collection de l’unité d’Entomologie fonctionnelle et évolutive (ULg - Gembloux Agro-Bio Tech) a été réalisé sur la période s’étendant de 2001 à 2009. Cette collection est essentiellement constituée par les récoltes des étudiants de première Bachelier de Gembloux Agro-Bio Tech. A travers ce recensement, nous avons étudié l’évolution des espèces récoltées au sein de cette famille en termes d’effectif relatif et de richesse spécifique. Notre étude s’est focalisée sur les données issues de Wallonie et de la Région de Bruxelles-Capitale, trop peu de collectes ayant été réalisées en Flandres. Parmi les individus identifiés, 27 espèces ont été observées, dont 21 appartiennent à la sous-famille des Coccinellinae, 2 à celle des Epilachninae et 4 à celle des Chilocorinae. La plupart des espèces sont communes à la Belgique. Cependant, Harmonia axyridis (Pallas 1773), espèce originaire du sud-est de l’Asie, a été introduite sur le territoire belge en 1997. Cette coccinelle exotique fait son apparition dans les récoltes de 2002 et son effectif ne cesse d’augmenter au fil des années prospectées. En parallèle à cette augmentation, une diminution de la richesse spécifique, ainsi que de l’effectif relatif d’Adalia bipunctata (L. 1758), de Propylea quatuordecimpunctata (L. 1758) et de Psyllobora vigintiduopunctata (L. 1758), est observée. Le lien possible entre ces évolutions est discuté.An inventory of the Coccinellidae present in the collection of the Department of functional and evolutionary Entomology (ULg - Gembloux Agro-Bio Tech) was performed on the period extending from 2001 to 2009. This collection is essentially made up of insects collected by first year students. The aim of this work is to assess the evolution of the species belonging to this family with special interest in their relative amount and the species richness. This study was focused on the data from Wallonia and Brussels-Capital Region (Belgium), not enough insects having been collected in Flanders. Among the identified individuals, 27 species were observed, including 21 belonging to the subfamily of Coccinellinae, 2 to Epilachninae and 4 to Chilocorinae. Most of the species are native to Belgium. However, Harmonia axyridis (Pallas 1773), an exotic species coming from the South-East of Asia, was introduced in Belgium in 1997. This alien ladybird was firstly collected by the students in 2002 and the amount of collected individuals does not cease increasing until 2009. By contrast, a decrease of species richness, as well as the relative amount of Adalia bipunctata (L. 1758), Propylea quatuordecimpunctata (L. 1758) and Psyllobora vigintiduopunctata (L. 1758), is highlighted. The link between these evolutions is discussed

IS THE MULTICOLORED ASIAN LADYBIRD THE MOST ABUNDANT APHIDOPHAGOUS SPECIES IN AGRO-ECOSYSTEMS?

peer reviewedThe Asian ladybird, Harmonia axyridis Pallas (Coleoptera: Coccinellidae), has been introduced in Western Europe to control aphid and coccid populations in greenhouses. This exotic species rapidly adapted to temperate climatic conditions and invaded all Europe in few years. Now, H. axyridis is causing damages to the ecosystems through e.g. intraguild predation (IGP) with native species. We evaluated, in 2009 and 2010, the occurrence of aphid natural enemies (hoverflies, coccinellids and lacewings) in several agro-ecosystems (corn, wheat, potato, broad bean) in northern Wallonia (Belgium). Five dominating aphidophagous species were observed, in decreasing order of importance: Episyrphus balteatus (De Geer), Chrysoperla carnea sensus lato (Stephens), Coccinella septempunctata (Linné), Harmonia axyridis and Propylea quatuordecimpunctata (Linné). The Multicolored Asian ladybird represents 8,7% of all observed aphidophagous species and 23,9% of coccinellids. Moreover, H. axyridis occurrence is two-times less important than C. 7-punctata. These results highlight that this invasive species is currently not the most abundant in southern Belgium agro-ecosystems and would not influence other aphid predators in those particular ecosystems.Évaluation de l’impact des invasions de coccinelles asiatiques sur l’agriculture wallonne et prise en considération au sein de programmes de lutte intégré

Occurrence de la coccinelle asiatique (Harmonia axyridis Pallas), espèce invasive, dans les agro-habitats en 2009

La lutte contre les pucerons de manière biologique consiste entre autre à utiliser des insectes prédateurs de pucerons tels que les coccinelles. En Belgique un des auxiliaires le plus utilisé est la coccinelle à deux points (Adalia bipunctata) mais en 1997, les horticulteurs ont introduit la coccinelle asiatique (Harmonia axyridis) afin de lutter plus efficacement contre les pucerons. Cette coccinelle invasive s'est rapidement répandue dans toute la Belgique et à travers l'Europe. Afin d'évaluer son impact sur l'entomofaune des milieux agricoles, nous avons réalisé un inventaire des aphidiphages présent sur 10 sites réparti en Wallonie. Deux méthodes d'échantillonnage ont été utilisées: (1) l'utilisation de pièges collant et (2) l'observation visuelle dans des quadras d'1m². Après 10 semaines d'inventaire, nous pouvons conclure que pour l'année 2009, la coccinelle asiatique est la coccinelle la plus abondante dans les agro-écosystèmes wallons. Les cultures préférentielles dans lesquelles la coccinelle invasive a été la plus abondante sont la pomme de terre biologique et le maïs. Culture où la quantité de puceron n'est pas forcement la plus élevée. La période de reproduction de la coccinelle asiatique se situe à la mi-juillet, période d'abondance de proies dans les cultures étudiées.Évaluation de l’impact des invasions de coccinelles asiatiques sur l’agriculture wallonne et prise en considération dans les programmes de lutte intégré

Impact of Harmonia axyridis (Coleoptera: Coccinellidae) on the survival rates of other aphidophagous species in semi-field conditions

The multicoloured Asian ladybird Harmonia axyridis Pallas (Coleoptera: Coccinellidae), previously introduced as a biological control agent against aphids, is now frequently considered as an intraguild predator, consuming other aphid natural enemies. Interactions between this exotic ladybird and other aphidophagous species present in Belgian agro-ecosystems such as Coccinella septempunctata, Episyrphus balteatus and Chrysoperla carnea are asymmetric to the benefit of H. axyridis. This study focuses on the survival rate of three aphidophagous species Harmonia axyridis (Ha), Coccinella septempunctata (C7) and Episyrphus balteatus (Eb) placed in cages in biological fields of potato and sugar beet. During June and July, hermetic cages were disposed on the crops with 10 larvae (second stage) of each aphidophagous. Four types of cages were observed (1) Ha+Eb+C7+ aphids, (2) Ha+Eb+C7, (3) Eb+C7+ aphids and (4) Eb+C7. Each combination was repeated three times. In sugar beet fields, E. balteatus was the species with the highest mortality rate. The two coccinellid species had a better survival rate than E. balteatus. All aphidophagous species had higher mortality rates in absence of aphids. In potato, when aphids were present in excess, the survival rates of all aphidophagous insects were lower than in sugar beet probably because A. fabae is less adapted to the potato morphology. Nevertheless, we have observed in potato no mortality of C. 7-punctata during all its development cycle. This suggests that (1) C. 7-punctata may use aphids as food sources more efficiently than H. axyridis and (2) that interactions between aphidophagous could be less frequent (difficulty of mobility). In potato and sugar beet, H. axyridis had the longest development cycle, being still at the larval stage when C. 7-punctata and E. balteatus reached the pupae stage. We can suppose that pupae of E. balteatus and C. 7-punctata were an alternative food (intraguild prey) to H. axyridis when aphids were lacking. Pupae are immobile and therefore more sensitive to the attack of predators.Evaluation de l'impact des invasions de coccinelles asiatiques sur l'agriculture wallonne et prise en considération dans les programmes de lutte intégré