Xantenes and porphyrins, photoactivatable molecules used to control insect pests

Se analizaron dos sensibilizadores fotodinámicos, la Floxina B y la Hematoporfirina IX, como fotoinsecticidas de moscas plagas. Ambas sustancias adicionadas al alimento de las larvas presentaron alta toxicidad. La Hematoporfirina IX presentó una CL50 (0,086 mM) cinco veces menor que la obtenida para Floxina B (CL50: 0,46 mM). La Hematoporfirina IX presentó importante efecto tóxico durante la etapa de dispersión de la larva, no así la Floxina B, cuyo efecto recién se observó durante la metamorfosis. La etapa de dispersión de la larva es el único período del desarrollo postembrionario de las moscas en que los individuos están expuestos directamente a la luz solar. Como consecuencia de la fotoactivación, estas sustancias generan especies reactivas de oxígeno. Demostramos que estas sustancias producen un estado altamente oxidativo y verificamos un importante incremento en el contenido de lípidos peroxidados de larvas alimentadas con Hematoporfirina IX, aún en oscuridad.The photodynamic sensitizers Phloxine B and Hematoporphyrin IX were tested as photoinsecticides against pest flies. Both substances were found to be highly toxic when added to the food, and therefore they are good candidates for baits. Hematoporphyrin IX showed a LC50 (0.086 mM) five times lower than Phloxine B (0.46 mM). Hematoporphyrin IX, unlike Phloxine B, showed an important toxic effect during the larval dispersal period. In general, this is the only stage of postembryonic development of the flies in which the individuals are exposed to direct sunlight. Following photoactivation, these substances generate reactive oxygen species. We demonstrated that Phloxine B and Hematoporphyrin IX produce a highly oxidative state, and that, even in darkness, there is an increase of lipid peroxides in larvae fed with Hematoporphyrin IX.Fil: Pujol Lereis, Luciana Mercedes. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquimicas de Buenos Aires; Argentina. Fundación Instituto Leloir; ArgentinaFil: Bochicchio, Pablo Alejandro. Fundación Instituto Leloir; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquimicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Rabossi, Alejandro. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. Fundación Instituto Leloir; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquimicas de Buenos Aires; Argentin

Extracellular activity of NBAD-synthase is responsible for colouration of brown spots in Ceratitis capitata wings

After the emergence of the Ceratitis capitata imago, the pale and folded wings are expanded and sclerotized to acquire the definitive form and to stabilize the cuticle. The wings of this fly show a specific pattern of brownish and black spots. Black spots are pigmented by melanin, whereas there was scarce information about the development of the brownish spots. N-beta-alanydopamine (NBAD) is the main tanning precursor in C. capitata body cuticle, and we hypothesized that it may be responsible for the colouration of the brownish spots. We determined the topology and timing of NBAD synthesis and deposition to attain the species-specific colouration pattern. We demonstrated that during the first hours the colour of the brownish spots was principally determined by the tanning of the hairs. Haemolymph circulation through the veins is required to tan the wings. We confirmed that soon after wing spreading, most of the wing epidermal cells disappeared. Thus, the tanning of the brown spots was accomplished when the wing lamina was devoid of cells. NBAD synthase (NBAD-S; Ebony protein in D. melanogaster) activity in wings was detected in pharate adults and lasted several days after the emergence, even after the end of the tanning process. This observation is in contrast to epidermal NBAD-S activity in the body, where it was nearly undetectable 48 h post emergence. Our results indicate that NBAD-S was exported and deposited into the extracellular matrix of the brown spot areas before cell death and that tanning occurs through gradual export of NBAD precursors (dopamine and b-alanine) from veins.Fil: Pérez, Martín Mariano. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Bochicchio, Pablo Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Rabossi, Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Quesada Allue, Luis Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; Argentin

Post-ecdysis behavior of exarate adults in Drosophila melanogaster and Ceratitis capitata

The life cycle (LC) of cyclorrhaphans follows a well-conserved developmental program in which the different instars and stages within instars show a similar sequence of events (Denlinger and Žđárek, 1994). In spite of the evolutionary distance (around 120 MY), the duration of metamorphosis of Drosophila melanogaster and Ceratitis capitata seems to represent a similar proportion of time of the whole life cycle, i.e., 48.1 and 50.1%, respectively (Bainbridge and Bownes, 1981; Rabossi and QuesadaAllué, 1995). The duration of stages within the puparium expressed as percent of total metamorphosis time also seems to be highly conserved between these two cyclorrhaphans, in spite of the respective slow (600 hs) C. capitata and rapid (239 hs) D. melanogaster LCs. This might also be true for certain evolutionary and ecologically distant flies, like the blood-sucking fly Haematobia irritans (Basso et al., 2011) and other muscidae (Denlinger and Žđárek, 1994). In cyclorrhaphans, when the pharate adult inside the puparium opens the puparial operculum, a stage of extrication is initiated, ending when the legs support the body and the insect is able to walk (Žđárek and Denlinger, 1986, 1987). In D. melanogaster this stage has been described as Stage P15(i+ii) by Bainbridge and Bownes (1981). Then follows a phase in which the exarate imago acquires the final size, shape, and body coloration. This phase has been described in D. melanogaster by Bainbridge and Bownes (1981) as Stages A1 to A3. During these first hours as “unfinished” imago the exarate fly undergoes complex behavioral and molecular processes giving rise to final body maturation. In particular, the ptilinium cuticle region retracts and, after muscular pulsations and body expansion, the wings reach their definitive extension (Johnson and Milner, 1987). Then, the final steps of cuticle sclerotization and pigmentation occur, mediated by catecholamine derivatives (Perez et al., 2002; Hopkins and Kramer, 1992), thus attaining the final external phenotype of the imago. Studies on this phase were reported in muscoids like Sarcophaga crassipalpis (Žđárek and Denlinger, 1986, 1987) or Glossina-Tsetse (Žđárek and Denlinger, 1992). However, as far as we know, no detailed comparison between D. melanogaster and Tephritids post-ecdysis behavior has been published.Fil: Bochicchio, Pablo Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Bodin, Diego H.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Quesada Allue, Luis Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Rabossi, Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; Argentin

Completion of metamorphosis after adult emergence in Ceratitis capitata (Diptera: Tephritidae)

The ecdysis of the imago is a crucial step in the development of holometabolous insects. However, no information on several aspects of Ceratitis capitata imago emergence and subsequent body maturation is available. We analysed behavioural events and evaluated the oxygen consumption and the dynamics of carbohydrate and lipid reserves during puparium extrication and in newly emerged imago until full wing expansion. A system for recording images with the corresponding software for image analysis was built for this purpose. After extrication, C. capitata showed two early postemergence phases: walking (6.56 ± 4.01 min, 6.2% of the wing spreading period, WSP) and the phase without locomotor motion (98.75 ± 26.04 min; 93.8% WSP). Three main events were recognized during the last phase. The first involved an initial expansion of the wings (11.12 ± 4.32 min). The second event was the progressive tanning of the body cuticle in general and the wing veins in particular, and the last entailed the definitive expansion of the wings to attain the characteristic arrow-shaped wing aspect. Our studies here complement previous descriptions of the tanning process of newly emerged medfly adults (Pérez et al., 2018). As a consequence of the results presented here, we consider that the initial events of the newly emerged adult could be interpreted as the last steps of metamorphosis.Fil: Bochicchio, Pablo Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Pérez, Martín Mariano. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Quesada Allue, Luis Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Rabossi, Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentin

A system for rearing larvae of wild specimens of Haematobia irritans (Diptera: Muscidae) in Argentina

Se describe un sistema simple para sostener el desarrollo larval de moscas de los cuernos salvajes, Haematobia irritans (L.) en condiciones controladas de laboratorio. Dicho sistema consiste en un medio de cultivo y una cámara de cría. El medio de cultivo se basa en una suspensión bacteriana obtenida a partir de materia fecal bovina. Además, se establecen las condiciones óptimas para la extracción y conservación de la suspensión bacteriana. Dada una concentración óptima de suspensión bacteriana que permite el desarrollo de un número establecido de larvas, se determinó que la duración de la etapa larval fue de 96 ± 4 h. El porcentaje de larvas vivas a las 48 h fue del 86,5%, mientras que el 68,5% (96 h) logró iniciar la metamorfosis y alcanzar el estado adulto. Utilizando la materia fecal bovina (MFB) fresca como medio de cultivo, se obtuvieron resultados comparables. Además de su fácil preparación, prolongado almacenamiento y alta reproducibilidad, la utilización de la suspensión bacteriana como medio de cultivo permite la inspección visual permanente de las larvas y puede ser empleada para realizar bioensayos sobre larvas de mosca de los cuernos con compuestos insecticidas solubles. Por otra parte, en este trabajo se describen las características y parámetros de funcionamiento de una cámara de cría simple y económica, que permite la incubación de los medios de cultivo a una temperatura y humedad controlada.A simple laboratory system to sustain the development of the larva to adult stage of the wild-type horn fly, Haematobia irritans (L.) is described. The culture medium is based on a bacterial suspension obtained from bovine fecal feces (olidic diet) and a support material consisting of cotton gauze where the bacterial suspension is deposited. The conditions for optimal bacterial extraction as well as the conditions for its preservation are described. The optimal concentration of bacterial suspension that supports the development of a fixed number of larvae was determined. At this concentration, the percentage of larvae alive at 48 h was 86.5% and 68.5% (96 h) of the initial number of larvae seeded could pupate and initiate metamorphosis. Comparable results were obtained (93 and 75% respectively) using bovine fecal feces as a culture medium. Since the medium consisted of a bacterial suspension, it allows an easy visual inspection of the larvae to study their developmental stages, and it also permits the bioassay of soluble insecticidal compounds. The construction and operating parameters of a breeding chamber, which allows incubation of the culture media at a controlled temperature and humidity, are also described in this work.Fil: Filiberti, Adrian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones En Química Biológica de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Cs.químicas. Centro de Investigaciones En Química Biológica de Córdoba; Argentina. Oklahoma Medical Research Foundation; Estados Unidos. Oklahoma State University; Estados UnidosFil: Rabossi, Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Jacquelin, Daniela Karina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones En Química Biológica de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Cs.químicas. Centro de Investigaciones En Química Biológica de Córdoba; ArgentinaFil: Argaraña, Carlos Enrique. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones En Química Biológica de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Cs.químicas. Centro de Investigaciones En Química Biológica de Córdoba; Argentin

D. melanogaster and H. irritans are more sensitive to Phloxine B phototoxicity than C. capitata

The use of photosensitizers is emerging as an ambient friendly possible new tool to control several insect species. Xanthene derivatives have been the most extensively studied (Heitz, 1997; Ben Amor and Jori, 2000, for review). The toxicity of these dyes has been tested in the adult stage of different insect orders (ants: David and Heitz, 19 78; boll weevil: Callaham et al., 1975; cockroaches: Ballard et al. , 1988; grasshoppers: Capinera and Squitier, 2000). In particular, xanthenes showed acute photo-toxicity agai nst several Dipterans ( Musca domestica : Pimprikar et al. , 1980; Culex and Aedes : Pimprikar et al. , 1979; Ceratitis capitata : Liquido et al. , 1995; Anastrepha ludens : Mangan and Moreno, 1995). Studies of the effects in the dark as well as in immature stages must be carried out in order to understand which phototoxic pathway is triggered and which main cellular and sub- cellular targets are affecte d. However, the effects of these dyes against immature stages of dipterans have been seldom analyzed. Among the few studies, Pimprikar et al. (1980) studied Erythrosin B effects in Musca domestica , whereas Berni et al. (2003) studied the toxic ity of Phloxine B in Ceratitis capitata.Fil: Pujol Lereis, Luciana Mercedes. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Rabossi, Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Filiberti, Adrian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba; ArgentinaFil: Argaraña, Carlos Enrique. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba; ArgentinaFil: Quesada Allue, Luis Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; Argentin

Biodegradable Films Containing Clove or Citronella Essential Oils against the Mediterranean Fruit Fly Ceratitis capitata (Diptera: Tephritidae)

A concentration-response bioassay against the Mediterranean fruit fly, Ceratitits capitata, was performed to evaluate the insecticidal activity of biodegradable films containing clove (Eugenia caryophyllata, Myrtaceae) or citronella (Cymbopogon nardus, Poaceae) oils. We recorded the time of knock down flies after the exposure to soy protein-lignin films incorporated with 3% food grade clove or citronella essential oils, or control films without bioactive. The vapors of clove released from the film containing 3% essential oil were efficient to trigger the tumbling of the flies (40% after 4 h exposition) and after 20 h 90% of the flies died. However, films containing citronella essential oil had poor insecticidal activity. Citronella oil have a much higher insecticidal activity in a pure form, but probably one or both of their main bioactive compounds (citronellal and geraniol) were poorly released from the films. In this work, for the first time, a novel packaging system controlling the release of essential oil of clove with good insecticidal activity against Ceratitits capitata was achieved, that can be used to improve quality of fruit and for food products.Fil: Arancibia, Mirari. Universidad Autónoma de Madrid; EspañaFil: Rabossi, Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquimicas de Buenos Aires; Argentina. Fundación Instituto Leloir; ArgentinaFil: Bochicchio, Pablo Alejandro. Fundación Instituto Leloir; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquimicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Moreno, Silvia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquimicas de Buenos Aires; Argentina. Fundación Instituto Leloir; ArgentinaFil: López Caballero, María Elvira. Universidad Autónoma de Madrid; EspañaFil: Gómez Guillén, María del Carmen. Universidad Autónoma de Madrid; EspañaFil: Montero, Pilar. Universidad Autónoma de Madrid; Españ

High chromosomal variation in wild horn fly Haematobiairritans (Linnaeus) (Diptera, Muscidae) populations

The horn fly, Haematobiairritans is an obligate haematophagous cosmopolitan insect pest. The first reports of attacks on livestock by Haematobiairritans in Argentina and Uruguay occurred in 1991, and since 1993 it is considered an economically important pest. Knowledge on the genetic characteristics of the horn fly increases our understanding of the phenotypes resistant to insecticides that repeatedly develop in these insects. The karyotype of Haematobiairritans, as previously described using flies from an inbred colony, shows a chromosome complement of 2n=10 without heterochromosomes (sex chromosomes). In this study, we analyze for the first time the chromosome structure and variation of four wild populations of Haematobiairritans recently established in the Southern Cone of South America, collected in Argentina and Uruguay. In these wild type populations, we confirmed and characterized the previously published "standard" karyotype of 2n=10 without sex chromosomes; however, surprisingly a supernumerary element, called B-chromosome, was found in about half of mitotic preparations. The existence of statistically significant karyotypic diversity was demonstrated through the application of orcein staining, C-banding and H-banding. This study represents the first discovery and characterization of horn fly karyotypes with 2n=11 (2n=10+B). All spermatocytes analyzed showed 5 chromosome bivalents, and therefore, 2n=10 without an extra chromosome. Study of mitotic divisions showed that some chromosomal rearrangements affecting karyotype structure are maintained as polymorphisms, and multiple correspondence analyses demonstrated that genetic variation was not associated with geographic distribution. Because it was never observed during male meiosis, we hypothesize that B-chromosome is preferentially transmitted by females and that it might be related to sex determination.Fil: Forneris, Natalia Soledad. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomia; ArgentinaFil: Otero, Gabriel. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomia; ArgentinaFil: Pereyra, Ana. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomia; ArgentinaFil: Repetto, Gustavo. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomia; ArgentinaFil: Rabossi, Alejandro. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquimicas de Buenos Aires; Argentina. Fundación Instituto Leloir; ArgentinaFil: Quesada Allue, Luis Alberto. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquimicas de Buenos Aires; Argentina. Fundación Instituto Leloir; ArgentinaFil: Basso, Alicia L.. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomia; Argentin

Metamorphosis and gonad maturation in the horn fly Haematobia irritans

The bloodsucking horn fly, Haematobia irritans (L.) (Diptera: Muscidae), is one of the most damaging pests of pasture cattle in many areas of the world. Both male and female imagoes spend their adult stage on the host, while immature stages develop in dung. Our goal was to determine if the progress of H. irritans gonad maturation can be correlated with eye and cuticle pigmentation events that occur during development of the imago within the puparium. The progression of germline cell divisions in immature gonads was analyzed from the beginning of the third larval instar (48 hours after egg hatch) until imago ecdysis. In the developing male larval gonad, meiosis began 72 hours after egg hatch, whereas in females oogonia were premeiotic at 72 hours. Meiosis was not detected in females until the mid-pharate adult stage, 120 hours after puparium formation. Therefore, gonad maturation in females appears to be delayed 144 hours with respect to that in males. In the stages within the puparium, the timing of germline cell division events was correlated with the progress of pigmentation of the eyes and cuticle as external markers.Fil: Basso Abraham, Alicia Leonor Rufina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomia; ArgentinaFil: Forneris, Natalia Soledad. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomia; ArgentinaFil: Filiberti, Adrian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba (p); Argentina; ArgentinaFil: Argaraña, Carlos Enrique. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba (p); Argentina; ArgentinaFil: Rabossi, Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquimicas de Buenos Aires; Argentina. Fundación Instituto Leloir; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Quesada Allue, Luis Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquimicas de Buenos Aires; Argentina. Fundación Instituto Leloir; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentin

Characterization of the larval tissue degradation process during the metamorphosis of the Medfly, Caratitis Capitata (Wiedemann)

Se han estudiado en detalle, por primera vez, los eventos moleculares más importantes responsables de la histolisis de tejidos larvales durante la transición larva-adulto de dípteros. Se han descrípto, por primera vez en los insectos, proteinasas lisosomales específicas de la histolisis y se ha correlacionado su actividad con la de otras enzimas degradativas y con las imágenes de cambios anatómicos degenerativos en músculos y cuerpo graso. Los principales resultados obtenidos son: l. Se aisló una nueva aspartil-proteínasa de 43.000 daltons, específica de la histolisis, denominada EMAP (Early metamorphosis aspartyl proteinase), con características bioquímicas similares al grupo de las Catepsinas tipo D y cuya secuencia amino terminal no presentó homología con este grupo. Usando la secuencia correspondiente al N- terminal se obtuvo un transcripto que fue clonado y secuenciado. La secuencia obtenida mostró homología del 59% con catepsina D de porcino, 51% con una proteinasa aspártica de mosquito y 60% con una proteinasa aspártica de arroz. 2. Se aislaron dos nuevas cisteín proteínasas lisosomales denominadas MCP I y MCPII (metamorphosis cystein proteinase), de 32.000 y 67.000 daltons respectivamente. Ambas enzimas fueron caracterizadas bioquímicamente y sus extremos amino terminales secuenciados. MCP I mostró características bioquímicas similares y alta homología N-terminal con las Catepsinas B de mamíferos (55.5%) y con una cisteín proteinasa de la mosca Sarcophaga (44%). MCP II es una endoproteinasa de nuevo tipo, cuyo N-terminal no presentó homología con ninguna cisteín proteinasa conocida en invenebrados, ni tampoco en vertebrados. 3. El perfil de actividad de las nuevas endopeptidasas coincidió con el de fosfatasa ácida, β-glucosidasa y β-galactosidasa lisosomales y correlacionó estrechamente con un marcado descenso en el contenido de proteínas registrado durante las etapas tempranas de la metamorfosis. El incremento en la actividad de enzimas lisosomales coincidió temporalmente (entre 20³º y 48 h desde la inmovilización definitiva de la larva) con la aparición de los primeros signos de muerte celular en los músculos y el cuerpo graso. 4. Es la primera vez que se describe en insectos el progreso temporal de la histolisis del cuerpo graso larval. Se determinó que la degradación de éste es un proceso gradual, que se inicia a las 20³ºh cuando las células que forman una red se separan unas de otras y finaliza alrededor de las 120 h cuando gran parte de las mismas se han fragmentado. Se determinó que los músculos esqueléticos correspondientes a los segmentos anteriores (l a 5) se fragmentan a partir de las 22 h, mientras que los correspondientes a la región abdominal, lo hacen recién a partir de las 72 h. 5. Se encontró una estrecha correlación entre la degradación del cuerpo graso larval y la depleción en el contenido de las principales moléculas de reserva. Cortes histológicos de cuerpo graso teñidos por PAS demostraron la completa desaparición del glucógeno en horarios posteriores a las 20³º h. El glucógeno fue consumido principalmente durante la etapa de salto y dispersión de la larva, mientras que el remanente (14% del contenido original, de acuerdo a dosaje directo) se consumió durante las primeras 20³ºh después de iniciada la metamorfosis. Los lípidos se consumieron principalmente a partir del estadio pupal (40 h), confirmando las imagenes histológicas obtenidas, donde se registró la disminución en el número y tamaño de las vesículas de grasa a partir de este horario Los resultados alcanzados han permitido obtener un panorama integral de la progresión de eventos degradativos durante la transición larva-adulto y mostraron por primera vez, que con muy pequeñas variantes, los eventos de la metamorfosis tienen idéntica duración relativa y representan etapas equivalentes del ciclo de vida en todos los insectos dípteros.We have studied in detail for the first time the most important molecular events involved in larval tissue degradation during dipteran larva to pupa transition. We have described for the first time in insect, specific lysosomal proteinases of the hystolitic process. We have also correlated these activities with other degradative enzymes and with the anatomic changes in muscles and fat body registered during metamorphosis. The most important results obtained are: l. We isolated a novel aspartic proteinase with a relative molecular weight of 43,000, called Early Metamorphosis Aspartic Proteinase, that is specific of hystolisis. EMAP presented similar biochemical characteristics to the Cathepsin D group, but the amino terminal sequence did not present homology with this group. Using the sequence corresponding to the N-terminal, we obtained a transcript which was cloned and sequenced. The sequence obtained showed a 59% homology to pork Cathepsin D, 51% to a mosquito aspartic proteinase and 60% to a rice aspartic proteinase. 2. We isolated two novel lysosomal cysteine proteinases denominated MCP I and MCP II (Metamorphosis Cysteine Proteinases), with 32,000 and 67,000 daltons respectively. The biochemical characterization of the enzymes and the amino terminal sequences were obtained. MCP I showed similar biochemical characteristics and high homology in the N-terminal sequence with mammalian Cathepsin B group (55.5%) and with the fly Sarcophaga cystein proteinase (44%). MCP II is a novel endopeptidase with an N-terminal sequence which neither presented homology with any cysteine proteinase of invertebrate nor with vertebrate. 3. The novel endopeptidase activity profile during metamorphosis was coincident and correlated well with the acid phosphatase, β-glucosidase and β-galactosidase activities profiles. Endopeptidase profile activity also correlated with the decrease in the amount of proteins registered during pre-pupal and pupal stages. The increment in lysosomal enzymes activities observed (from 20³º h to 48 h), were coincident with the appearance of the first symptoms of cell death in muscles and fat body. 4. As far as we know, this is the first time that larval fat body histolytic process was described in insect. It was determined that this is a gradual process, that begins at 20³º h when larval fat body cells dissociate from the typical mesh structure and ends 120 h after when most of the cells are fragmented. Larval muscles from 1ˢͭ to 5ͭʱ segment were fragmented 22 h from the beginning of metamorphosis. Muscles from the abdominal region fragmented since 72 h. 5. Temporal larval fat body degradation agreed well with the depletion of storage molecules. PAS histologic stain demonstrated the complete disappearance of glycogen in samples later than 20³º h. While the glycogen content decreased during larva III jumping and dispersal stage, the remaining 14 % remanent glycogen disappeared during the first 20³º h since the beginning of metamorphosis. Lipids were degradated since the beginning of the pupal stage (40 h), confirming the histologic images obtained, where a decrease in the number and size of lipids vesicles were registered since 40 h. The results reached in this Thesis have allowed us to obtain a complete view of the degradation events during larva-adult transition and showed for the first time, that with very little variations, the metamorphosis events have an identical relative duration and represent equivalent stages of the life cycle in all the dipteran insects.Fil:Rabossi, Alejandro. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina