Baculovirus: Molecular Insights on Their Diversity and Conservation

The Baculoviridae is a large group of insect viruses containing circular double-stranded DNA genomes of 80 to 180 kbp. In this study, genome sequences from 57 baculoviruses were analyzed to reevaluate the number and identity of core genes and to understand the distribution of the remaining coding sequences. Thirty one core genes with orthologs in all genomes were identified along with other 895 genes differing in their degrees of representation among reported genomes. Many of these latter genes are common to well-defined lineages, whereas others are unique to one or a few of the viruses. Phylogenetic analyses based on core gene sequences and the gene composition of the genomes supported the current division of the Baculoviridae into 4 genera: Alphabaculovirus, Betabaculovirus, Gammabaculovirus, and Deltabaculovirus

<i>Heterorhabditis bacteriophora</i> cepa-VEli (Nematoda): Identificación y patogenia sobre <i>Lobiopa insularis</i> (Coleoptera: Nitidulidae) plaga de la fresa

The pampean region in the Buenos Aires province of Argentina is a major horticultural area. Biological pesticides to control pest insects available in the market are scarce in this country and nonexistent based on entomonematodes. In this paper, we characterized a native entomopathogenic nematode isolated from soil in the pampas, and evaluated its infectivity and reproductive capacity in the strawberry sap beetle Lobiopa insularis. Morphological and molecular-genetic analysis determined this isolate to be a nematode of Heterorhabditis bacteriophora, thereafter designated as the VEli strain. A 901-bp genomic-DNA fragment was isolated (GenBank Accesion No KJ575524). The new strain was pathogenic against L. insularis. In 200 ml containers with autoclaved clay soil (100 ml), at concentrations of 1,000; 5,000 and 10, 000 IJs, mortality in larvae ranged from 25 to 77 %. At a concentration of 10,000 IJs, infectivity was higher in larvae and pupae (77 ± 20% and 64 ± 25 %, respectively) than in adults (2.2 ± 1.1 %). The lethal concentration required to kill 50 and 90 % of the larvae (LC50 and LC90) over 10 days was 2,840 and 23,743 IJs. Differences were observed in the parasitism levels and emergence time of IJs between concentrations and stages, although not for production. Heterorhabditis bacteriophora strain VEli is the first entomopathogenic nematode found to infect and kill L. insularis, capable of completing its life cycle in all strawberry sap beetle stages. This availability would enable the establishment and subsequent dispersal of the strain in strawberry fields. Finally, this report constitutes the first presentation of data on the morphological, morphometric, and molecular-genetic characterization of a native entomopathogenic nematode strain from the Buenos Aires province, Argentina.En la región pampeana, provincia de Buenos Aires, Argentina, la horticultura es una de las principales actividades agrícolas. Los plaguicidas biológicos disponibles en el mercado son escasos en el país e inexistentes en base a nematodos. En este trabajo, se caracterizó un nematodo entomopatógeno nativo aislado de la pampa y se evaluó su infectividad y capacidad reproductiva en el insecto de las fresas, Lobiopa insularis. El análisis morfológico y genéticomolecular determinó este aislado como el nematodo Heterorhabditis bacteriophora, designado cepa-VEli. Se aisló un fragmento del ADN genómico de 901 pb (acceso GenBank No KJ575524). La nueva cepa fue patógena contra L. insularis. En recipientes de 200 ml con suelo arcilloso autoclavado (100 ml), a concentraciones de 1.000; 5.000 y 10.000 JIs, la mortalidad en larvas varió de 25 a 77 %. A una concentración de 10,000 JIs, la infección fue mayor en larvas y pupas (77 ± 20 % y 64 ± 25 %, respectivamente) que en adultos (2,2 ± 1,1 %). La concentración letal requerida para matar 50 y 90 % de las larvas (CL50 y CL90) después de 10 días fue 2.840 y 23.743 IJs. Se observaron diferencias en los niveles de parasitismo y en el tiempo de emergencia de los JIs entre concentraciones y estadios aunque no en la producción. Heterorhabditis bacteriophora VEli es el primer nematodo entomopatógeno que infecta y mata L. insularis, capaz de completar su ciclo de vida en todas las etapas del escarabajo de la savia de la fresa. Esta disponibilidad permitiría el establecimiento y posterior dispersión de la cepa en los campos de fresa. Por último, este informe constituye la primera presentación de datos sobre la caracterización morfológica, morfométrica y genética molecular de una cepa nativa de nematodos entomopatógenos para la provincia de Buenos Aires, Argentina.Centro de Estudios Parasitológicos y de VectoresFacultad de Ciencias Naturales y Muse

<i>Heterorhabditis bacteriophora</i> cepa-VEli (Nematoda): Identificación y patogenia sobre <i>Lobiopa insularis</i> (Coleoptera: Nitidulidae) plaga de la fresa

The pampean region in the Buenos Aires province of Argentina is a major horticultural area. Biological pesticides to control pest insects available in the market are scarce in this country and nonexistent based on entomonematodes. In this paper, we characterized a native entomopathogenic nematode isolated from soil in the pampas, and evaluated its infectivity and reproductive capacity in the strawberry sap beetle Lobiopa insularis. Morphological and molecular-genetic analysis determined this isolate to be a nematode of Heterorhabditis bacteriophora, thereafter designated as the VEli strain. A 901-bp genomic-DNA fragment was isolated (GenBank Accesion No KJ575524). The new strain was pathogenic against L. insularis. In 200 ml containers with autoclaved clay soil (100 ml), at concentrations of 1,000; 5,000 and 10, 000 IJs, mortality in larvae ranged from 25 to 77 %. At a concentration of 10,000 IJs, infectivity was higher in larvae and pupae (77 ± 20% and 64 ± 25 %, respectively) than in adults (2.2 ± 1.1 %). The lethal concentration required to kill 50 and 90 % of the larvae (LC50 and LC90) over 10 days was 2,840 and 23,743 IJs. Differences were observed in the parasitism levels and emergence time of IJs between concentrations and stages, although not for production. Heterorhabditis bacteriophora strain VEli is the first entomopathogenic nematode found to infect and kill L. insularis, capable of completing its life cycle in all strawberry sap beetle stages. This availability would enable the establishment and subsequent dispersal of the strain in strawberry fields. Finally, this report constitutes the first presentation of data on the morphological, morphometric, and molecular-genetic characterization of a native entomopathogenic nematode strain from the Buenos Aires province, Argentina.En la región pampeana, provincia de Buenos Aires, Argentina, la horticultura es una de las principales actividades agrícolas. Los plaguicidas biológicos disponibles en el mercado son escasos en el país e inexistentes en base a nematodos. En este trabajo, se caracterizó un nematodo entomopatógeno nativo aislado de la pampa y se evaluó su infectividad y capacidad reproductiva en el insecto de las fresas, Lobiopa insularis. El análisis morfológico y genéticomolecular determinó este aislado como el nematodo Heterorhabditis bacteriophora, designado cepa-VEli. Se aisló un fragmento del ADN genómico de 901 pb (acceso GenBank No KJ575524). La nueva cepa fue patógena contra L. insularis. En recipientes de 200 ml con suelo arcilloso autoclavado (100 ml), a concentraciones de 1.000; 5.000 y 10.000 JIs, la mortalidad en larvas varió de 25 a 77 %. A una concentración de 10,000 JIs, la infección fue mayor en larvas y pupas (77 ± 20 % y 64 ± 25 %, respectivamente) que en adultos (2,2 ± 1,1 %). La concentración letal requerida para matar 50 y 90 % de las larvas (CL50 y CL90) después de 10 días fue 2.840 y 23.743 IJs. Se observaron diferencias en los niveles de parasitismo y en el tiempo de emergencia de los JIs entre concentraciones y estadios aunque no en la producción. Heterorhabditis bacteriophora VEli es el primer nematodo entomopatógeno que infecta y mata L. insularis, capaz de completar su ciclo de vida en todas las etapas del escarabajo de la savia de la fresa. Esta disponibilidad permitiría el establecimiento y posterior dispersión de la cepa en los campos de fresa. Por último, este informe constituye la primera presentación de datos sobre la caracterización morfológica, morfométrica y genética molecular de una cepa nativa de nematodos entomopatógenos para la provincia de Buenos Aires, Argentina.Centro de Estudios Parasitológicos y de VectoresFacultad de Ciencias Naturales y Muse

<i>Heterorhabditis bacteriophora</i> cepa-VEli (Nematoda): Identificación y patogenia sobre <i>Lobiopa insularis</i> (Coleoptera: Nitidulidae) plaga de la fresa

The pampean region in the Buenos Aires province of Argentina is a major horticultural area. Biological pesticides to control pest insects available in the market are scarce in this country and nonexistent based on entomonematodes. In this paper, we characterized a native entomopathogenic nematode isolated from soil in the pampas, and evaluated its infectivity and reproductive capacity in the strawberry sap beetle Lobiopa insularis. Morphological and molecular-genetic analysis determined this isolate to be a nematode of Heterorhabditis bacteriophora, thereafter designated as the VEli strain. A 901-bp genomic-DNA fragment was isolated (GenBank Accesion No KJ575524). The new strain was pathogenic against L. insularis. In 200 ml containers with autoclaved clay soil (100 ml), at concentrations of 1,000; 5,000 and 10, 000 IJs, mortality in larvae ranged from 25 to 77 %. At a concentration of 10,000 IJs, infectivity was higher in larvae and pupae (77 ± 20% and 64 ± 25 %, respectively) than in adults (2.2 ± 1.1 %). The lethal concentration required to kill 50 and 90 % of the larvae (LC50 and LC90) over 10 days was 2,840 and 23,743 IJs. Differences were observed in the parasitism levels and emergence time of IJs between concentrations and stages, although not for production. Heterorhabditis bacteriophora strain VEli is the first entomopathogenic nematode found to infect and kill L. insularis, capable of completing its life cycle in all strawberry sap beetle stages. This availability would enable the establishment and subsequent dispersal of the strain in strawberry fields. Finally, this report constitutes the first presentation of data on the morphological, morphometric, and molecular-genetic characterization of a native entomopathogenic nematode strain from the Buenos Aires province, Argentina.En la región pampeana, provincia de Buenos Aires, Argentina, la horticultura es una de las principales actividades agrícolas. Los plaguicidas biológicos disponibles en el mercado son escasos en el país e inexistentes en base a nematodos. En este trabajo, se caracterizó un nematodo entomopatógeno nativo aislado de la pampa y se evaluó su infectividad y capacidad reproductiva en el insecto de las fresas, Lobiopa insularis. El análisis morfológico y genéticomolecular determinó este aislado como el nematodo Heterorhabditis bacteriophora, designado cepa-VEli. Se aisló un fragmento del ADN genómico de 901 pb (acceso GenBank No KJ575524). La nueva cepa fue patógena contra L. insularis. En recipientes de 200 ml con suelo arcilloso autoclavado (100 ml), a concentraciones de 1.000; 5.000 y 10.000 JIs, la mortalidad en larvas varió de 25 a 77 %. A una concentración de 10,000 JIs, la infección fue mayor en larvas y pupas (77 ± 20 % y 64 ± 25 %, respectivamente) que en adultos (2,2 ± 1,1 %). La concentración letal requerida para matar 50 y 90 % de las larvas (CL50 y CL90) después de 10 días fue 2.840 y 23.743 IJs. Se observaron diferencias en los niveles de parasitismo y en el tiempo de emergencia de los JIs entre concentraciones y estadios aunque no en la producción. Heterorhabditis bacteriophora VEli es el primer nematodo entomopatógeno que infecta y mata L. insularis, capaz de completar su ciclo de vida en todas las etapas del escarabajo de la savia de la fresa. Esta disponibilidad permitiría el establecimiento y posterior dispersión de la cepa en los campos de fresa. Por último, este informe constituye la primera presentación de datos sobre la caracterización morfológica, morfométrica y genética molecular de una cepa nativa de nematodos entomopatógenos para la provincia de Buenos Aires, Argentina.Centro de Estudios Parasitológicos y de VectoresFacultad de Ciencias Naturales y Muse

Heterorhabditis bacteriophora cepa-VEli (Nematoda) : identificación y patogenia sobre Lobiopa insularis (Coleoptera: Nitidulidae) plaga de la fresa.

En la región pampeana, provincia de Buenos Aires, Argentina, la horticultura es una de las principales actividades agrícolas. Los plaguicidas biológicos disponibles en el mercado son escasos en el país e inexistentes en base a nematodos. En este trabajo, se caracterizó un nematodo entomopatógeno nativo aislado de la pampa y se evaluó su infectividad y capacidad reproductiva en el insecto de las fresas, Lobiopa insularis. El análisis morfológico y genéticomolecular determinó este aislado como el nematodo Heterorhabditis bacteriophora, designado cepa-VEli. Se aisló un fragmento del ADN genómico de 901 pb (acceso GenBank No KJ575524). La nueva cepa fue patógena contra L. insularis. En recipientes de 200 ml con suelo arcilloso autoclavado (100 ml), a concentraciones de 1.000; 5.000 y 10.000 JIs, la mortalidad en larvas varió de 25 a 77 %. A una concentración de 10,000 JIs, la infección fue mayor en larvas y pupas (77 ± 20 % y 64 ± 25 %, respectivamente) que en adultos (2,2 ± 1,1 %). La concentración letal requerida para matar 50 y 90 % de las larvas (CL50 y CL90) después de 10 días fue 2.840 y 23.743 IJs. Se observaron diferencias en los niveles de parasitismo y en el tiempo de emergencia de los JIs entre concentraciones y estadios aunque no en la producción. Heterorhabditis bacteriophora VEli es el primer nematodo entomopatógeno que infecta y mata L. insularis, capaz de completar su ciclo de vida en todas las etapas del escarabajo de la savia de la fresa. Esta disponibilidad permitiría el establecimiento y posterior dispersión de la cepa en los campos de fresa. Por último, este informe constituye la primera presentación de datos sobre la caracterización morfológica, morfométrica y genética molecular de una cepa nativa de nematodos entomopatógenos para la provincia de Buenos Aires, Argentina

Heterorhabditis bacteriophora pampean-strain VEli (Nematoda): identification and pathogenicity against the strawberry pest Lobiopa insularis (Coleoptera: Nitidulidae)

En la región pampeana, provincia de Buenos Aires, Argentina, la horticultura es una de las principalesactividades agrícolas. Los plaguicidas biológicos disponibles en el mercado son escasos en el país e inexistentes en base a nematodos. En este trabajo, se caracterizó un nematodo entomopatógeno nativo aislado de la pampa y se evaluó su infectividad y capacidad reproductiva en el insecto de las fresas, Lobiopa insularis. El análisis morfológico y genéticomolecular determinó este aislado como el nematodo Heterorhabditis bacteriophora, designado cepa-VEli. Se aisló un fragmento del ADN genómico de 901 pb (acceso GenBank No KJ575524). La nueva cepa fue patógena contra L. insularis. En recipientes de 200 ml con suelo arcilloso autoclavado (100 ml), a concentraciones de 1.000; 5.000 y 10.000 JIs, la mortalidad en larvas varió de 25 a 77 %. A una concentración de 10,000 JIs, la infección fue mayor en larvas y pupas (77 ± 20 % y 64 ± 25 %, respectivamente) que en adultos (2,2 ± 1,1 %). La concentración letal requerida para matar 50 y 90 % de las larvas (CL50 y CL90) después de 10 días fue 2.840 y 23.743 IJs. Se observaron diferencias en los niveles de parasitismo y en el tiempo de emergencia de los JIs entre concentraciones y estadios aunque no en la producción. Heterorhabditis bacteriophora VEli es el primer nematodo entomopatógeno que infecta y mata L. insularis, capaz de completar su ciclo de vida en todas las etapas del escarabajo de la savia de la fresa. Esta disponibilidad permitiría el establecimiento y posterior dispersión de la cepa en los campos de fresa. Por último, este informe constituye la primera presentación de datos sobre la caracterización morfológica, morfométrica y genética molecular de una cepa nativa de nematodos entomopatógenos para la provincia de Buenos Aires, Argentina.The pampean region in the Buenos Aires province of Argentina is a major horticultural area. Biological pesticides to control pest insects available in the market are scarce in this country and nonexistent based on entomonematodes. In this paper, we characterized a native entomopathogenic nematode isolated from soil in the pampas, and evaluated its infectivity and reproductive capacity in the strawberry sap beetle Lobiopa insularis. Morphological and molecular-genetic analysis determined this isolate to be a nematode of Heterorhabditis bacteriophora, thereafter designated as the VEli strain. A 901-bp genomic-DNA fragment was isolated (GenBank Accesion No KJ575524). The new strain was pathogenic against L. insularis. In 200 ml containers with autoclaved clay soil (100 ml), at concentrations of 1,000; 5,000 and 10, 000 IJs, mortality in larvae ranged from 25 to 77 %. At a concentration of 10,000 IJs, infectivity was higher in larvae and pupae (77 ± 20% and 64 ± 25 %, respectively) than in adults (2.2 ± 1.1 %). The lethal concentration required to kill 50 and 90 % of the larvae (LC50 and LC90) over 10 days was 2,840 and 23,743 IJs. Differences were observed in the parasitism levels and emergence time of IJs between concentrations and stages, although not for production. Heterorhabditis bacteriophora strain VEli is the first entomopathogenic nematode found to infect and kill L. insularis, capable of completing its life cycle in all strawberry sap beetle stages. This availability would enable the establishment and subsequent dispersal of the strain in strawberry fields. Finally, this report constitutes the first presentation of data on the morphological, morphometric, and molecular-genetic characterization of a native entomopathogenic nematode strain from the Buenos Aires province, Argentina

Evidence of recent interspecies horizontal gene transfer regarding nucleopolyhedrovirus infection of Spodoptera frugiperda

Background: Baculoviruses are insect-associated viruses carrying large, circular double-stranded-DNA genomes with significant biotechnological applications such as biological pest control, recombinant protein production, gene delivery in mammals and as a model of DNA genome evolution. These pathogens infect insects from the orders Lepidoptera, Hymenoptera and Diptera, and have high species diversity which is expressed in their diverse biological properties including morphology, virulence or pathogenicity. Spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae), the fall armyworm, represents a significant pest for agriculture in America; it is a host for baculoviruses such as the Spodoptera frugiperda multiple nucleopolyhedrovirus (SfMNPV) (Colombia strain, genotype A) having been classified as a Group II alphabaculovirus making it a very attractive target for bioinsecticidal use. Results: Genome analysis by pyrosequencing revealed that SfMNPV ColA has 145 ORFs, 2 of which were not present in the other sequenced genotypes of the virus (SfMNPV-NicB, SfMNPV-NicG, SfMNPV-19 and SfMNPV-3AP2). An in-depth bioinformatics study showed that ORF023 and ORF024 were acquired by a recent homologous recombination process between Spodoptera frugiperda and Spodoptera litura (the Oriental leafworm moth) nucleopolyhedroviruses. Auxiliary genes are numerous in the affected locus which has a homologous region (hr3), a repetitive sequence associated with genome replication which became lost in SfColA along with 1 ORF. Besides, the mRNAs associated with two acquired genes appeared in the virus' life-cycle during the larval stage. Predictive studies concerning the theoretical proteins identified that ORF023 protein would be a phosphatase involved in DNA repair and that the ORF024 protein would be a membrane polypeptide associated with cell transport. Conclusions: The SfColA genome was thus revealed to be a natural recombinant virus showing evidence of recent horizontal gene transfer between different baculovirus species occurring in nature. This feature could be the cause of its high insecticidal power and therefore SfColA becomes a great candidate for bioinsecticide formulations. © 2015 Barrera et al

Evidence of recent interspecies horizontal gene transfer regarding nucleopolyhedrovirus infection of Spodoptera frugiperda

Background: Baculoviruses are insect-associated viruses carrying large, circular double-stranded-DNA genomes with significant biotechnological applications such as biological pest control, recombinant protein production, gene delivery in mammals and as a model of DNA genome evolution. These pathogens infect insects from the orders Lepidoptera, Hymenoptera and Diptera, and have high species diversity which is expressed in their diverse biological properties including morphology, virulence or pathogenicity. Spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae), the fall armyworm, represents a significant pest for agriculture in America; it is a host for baculoviruses such as the Spodoptera frugiperda multiple nucleopolyhedrovirus (SfMNPV) (Colombia strain, genotype A) having been classified as a Group II alphabaculovirus making it a very attractive target for bioinsecticidal use. Results: Genome analysis by pyrosequencing revealed that SfMNPV ColA has 145 ORFs, 2 of which were not present in the other sequenced genotypes of the virus (SfMNPV-NicB, SfMNPV-NicG, SfMNPV-19 and SfMNPV-3AP2). An in-depth bioinformatics study showed that ORF023 and ORF024 were acquired by a recent homologous recombination process between Spodoptera frugiperda and Spodoptera litura (the Oriental leafworm moth) nucleopolyhedroviruses. Auxiliary genes are numerous in the affected locus which has a homologous region (hr3), a repetitive sequence associated with genome replication which became lost in SfColA along with 1 ORF. Besides, the mRNAs associated with two acquired genes appeared in the virus' life-cycle during the larval stage. Predictive studies concerning the theoretical proteins identified that ORF023 protein would be a phosphatase involved in DNA repair and that the ORF024 protein would be a membrane polypeptide associated with cell transport. Conclusions: The SfColA genome was thus revealed to be a natural recombinant virus showing evidence of recent horizontal gene transfer between different baculovirus species occurring in nature. This feature could be the cause of its high insecticidal power and therefore SfColA becomes a great candidate for bioinsecticide formulations. © 2015 Barrera et al