Phenotypic and genetic characterization of Culicoides (DIPTERA: CERATOPOGONIDAE) in Portugal and comparison of the effect of pyrethroid insecticides in their control

Tese de Doutoramento em Ciências Veterinárias, especialidade de Sanidade AnimalCulicoides genus is of major importance in animal and human health since hematophagous females are vectors of several pathogens, like viruses (Bluetongue, African Horse Sickness and Schmallenberg) and filarial nematodes, among others. As a consequence, female biting midges are responsible for huge economical losses worldwide. A deeper knowledge of Culicoides fauna present in each country and their ecological preferences is required, so different control strategies can be applied efficiently. The present work was based on Culicoides species captures during the National Entomologic Surveillance Program for Bluetongue disease in mainland Portugal and Azores and Madeira archipelagos (2005-2013), using miniature CDC light traps, and in 2015, with OVI traps, in the framework of VectorNet European network. Biting midges were evaluated phenotypically and genetically, showing the variation of Culicoides species in Portuguese territory. Twenty-two Culicoides species were mentioned for the first time in Portugal, including C. dewulfi and C. montanus in mainland Portugal and species of Obsoletus group in the islands of Azores archipelago where they were never reported, as well as a description of Culicoides paradoxalis, a new species for science. Moreover, a detailed study focused the morphology, genetics and ecology of Obsoletus group, showing that the distribution of those species was unequal in mainland Portugal. Plus, a redefinition of the 3rd palpus segment length/width ratio and spermathecae size intervals, aiming Obsoletus group species identification, together with the reference of anatomical aberrations in these species, was performed, allowing the reduction of errors during midges studies. An identification key for all known Portuguese midges was also created. In this thesis, elaboration of risk assessment maps based on the association of some abiotic variables with the occurrence of C. imicola, C. pulicaris, C. punctatus, C. newsteadi and species from Obsoletus group in mainland Portugal were also performed. Finally, evaluation of C. imicola morphological modifications in sensorial organs localized in the 3rd palpus segment, used for host detection, was performed after an assay with pyrethroid insecticides (permethrin and deltamethrin) at different concentrations, showing complete destruction of sensorial organs with probable feeding implications. The results presented in this scientific work contributed to a better knowledge of Culicoides genus in Portugal, being some of them of worldwide relevance.RESUMO - Caracterização fenotípica e genética de Culicoides (DIPTERA: CERATOPOGONIDAE) em Portugal e comparação do efeito de inseticidas piretróides no seu controlo - Os insetos do género Culicoides (Diptera: Ceratopogonidae) possuem uma grande importância em Saúde Animal e Humana, uma vez que as fêmeas hematófagas são vetores de vários agentes patogénicos, como vírus (da Língua Azul, da Peste Equina Africana, da Doença Hemorrágica Epizoótica e de Schmallenberg), filarídeos, entre outros. Consequentemente, as fêmeas do género Culicoides são responsáveis por elevadas perdas económicas a nível mundial. Um conhecimento profundo da fauna de Culicoides presente em cada país é necessário, assim como as suas preferências ecológicas, de modo a que possam ser aplicadas de modo mais eficaz diferentes estratégias de controlo. Uma das doenças que nos últimos anos afetou gravemente os ovinos em Portugal foi a Doença da Língua Azul. O primeiro foco desta doença em Portugal foi reportado em julho de 1956, afetando os animais da região sul do território abaixo do rio Tejo, excluindo a região algarvia, tendo sido causado pelo serótipo 10 (BTV-10). O país foi considerado livre da doença em 1960 depois da aplicação de uma vacina em ovinos. Nesse período de 4 anos, a doença matou mais de 179 mil ovinos. A Peste Equina Africana foi detetada em Portugal em Agosto de 1989 em Castro Marim, tendo-se alastrado pelo Alentejo, ao longo da zona fronteiriça. As medidas de controlo incluiram o estudo entomológico de insetos do género Culicoides, vacinação massiva dos cavalos, burros e mulas, aspersão de inseticidas nas cavalariças e estábulos e divulgação de informação aos proprietários dos animais sobre prevenção. Até ao final de 1989 a doença vitimou 202 cavalos na zona do rio Guadiana, tendo sido Portugal considerado livre da doença em 1992. Após um silêncio epizoótico de 44 anos, a doença da Língua Azul voltou a surgir em território nacional, nas regiões centro-oeste e sul, em novembro de 2004, sendo desta vez causada pelo serótipo BTV-4. EM 2005, foi criado o Programa Entomológico de Vigilância Nacional para a doença da Língua Azul em Portugal Continental e nos arquipélagos dos Açores e da Madeira (DGV/FMV, 2005-2013) com o objetivo de conhecer a distribuição de Culicoides em território português, reportando às autoridades competentes a presença de espécies com capacidade vetorial, por forma a que se pudesse atuar em tempo real e prevenir a dispersão da Língua Azul em caso de um surto da mesma. Em setembro de 2007, o serótipo BTV-1 foi detetado num concelho do Alentejo perto da fronteira com Espanha. Entre setembro e dezembro de 2007, o serótipo 1 (BTV-1) foi assinalado nas regiões do centro e sul de Portugal continental, tendo-se expandido para o norte do território desde 2008 e mostrando uma diferente distribuição quando comparada com a dos serótipos BTV-4 e BTV-10. As campanhas de vacinação contra os serótipos 4 (2005-2008) e 1 (2007-2010) do vírus da doença da Língua Azul, em ovinos e bovinos, contribuíram para o controlo da emergência e dispersão da doença. Em 2013, o serótipo BTV-4 reemergiu no nosso país, tendo sido adotadas medidas de controlo da doença, que passaram pela vacinação obrigatória dos ovinos e facultativa dos bovinos na região do Algarve contra o referido serótipo. A vacinação contra o mesmo serótipo foi permitida na região do Alentejo como medida profilática. Finalmente, em setembro de 2015, e após um silêncio epizoótico de 3 anos, o serótipo 1 foi novamente detetado na região do Alentejo, nos concelhos de Serpa, Moura e Barrancos. Presentemente, o serótipo 1 encontra-se presente em todo o território português enquanto que o BTV-4 encontra-se em circulação apenas na região do Algarve. Durante o Programa Entomológico de Vigilância Nacional para a doença da Língua Azul em Portugal Continental e nos arquipélagos dos Açores e da Madeira (2005-2013), com recurso a armadilhas do tipo CDC, e em 2015 com armadilhas OVI, no âmbito do grupo de trabalho europeu VectorNet, foram realizadas capturas de insetos do género Culicoides que permitiram a realização do presente trabalho. Os insetos capturados foram analisados fenotípica e geneticamente, mostrando a variação das espécies de Culicoides em território português. C. imicola foi a espécie mais capturada, representando 70,92% do total estimado de insetos capturados. Seguidamente, surgiu C. achrayi (10,34%), C. punctatus (9,34%), espécies do grupo Obsoletus (4,93%) e C. newsteadi (1,93%) como as espécies mais capturadas. C. pulicaris, espécie vetor do vírus da Língua Azul, perfez 0,08% do total estimado de insetos capturados (N=4.384.502). A distribuição espacial das espécies de Culicoides em Portugal Continental apresentou padrões diferentes. Assim, enquanto que algumas espécies deste género estavam dispersas por todo o território (e.g., C. achrayi, C. punctatus), outras localizaram-se preferencialmente nas regiões norte e centro (e.g., C. deltus, C. heliophilus), diversas nas regiões centro e sul (e.g., C. nubeculosus, C. sahariensis) e algumas foram capturadas consistentemente em regiões específicas (e.g., C. impunctatus e C. lupicaris). Vinte e duas espécies de Culicoides foram mencionadas pela primeira vez em Portugal: C. alazanicus, C. deltus, C. dewulfi, C. heliophilus, C. jumineri near C. bahrainensis, C. jurensis, C. kingi, C. lupicaris, C. malevillei, C. montanus, C. paolae, C. picturatus, C. remmi, C. riebi, C. santonicus, C. semimaculatus, C. simulator e C. subfagineus em Portugal continental, C. obsoletus, C. scoticus nas ilhas do arquipélago dos Açores onde ainda não tinham sido referidas e C. circumscriptus e C. newsteadi em todas as ilhas do mesmo arquipélago, com exceção das Flores e do Corvo. Para além destas, foi realizada a descrição de uma nova espécie para a ciência, Culicoides paradoxalis. Outro objetivo deste trabalho focou a morfologia, a genética e a ecologia do grupo Obsoletus, mostrando que a distribuição destas espécies é diferente em Portugal continental. Entre as quatro espécies presentes, C. dewulfi foi apenas identificada em três explorações no Norte do território português. As restantes três espécies do grupo Obsoletus encontravam-se presentes em todo o país, sendo C. obsoletus a espécie mais prevalente no Norte, Centro Sul e Sul de Portugal continental, enquanto que C. scoticus foi a espécie mais prevalente na região Centro Norte. Esta espécie foi menos comum que C. obsoletus e C. montanus nas regiões Centro Sul e Sul. Estas três espécies estão bem adaptadas ao território de Portugal Continental, com a exceção da região Centro Sul. A correta identificação de espécies do complexo Obsoletus nem sempre é possível devido às suas elevadas semelhanças morfológicas. Nesse sentido, foi realizado um estudo com base em várias estruturas anatómicas destes insetos, que levaram à redefinição dos intervalos relativos ao rácio comprimento/largura do 3.º segmento do palpo e ao comprimento das espermatecas. Para além disso, a menção de várias aberrações anatómicas nestas espécies (fossetas sensoriais aberrantes, fossetas sensoriais duplas, segmentos do palpo fundidos, segmentos do palpo com alterações morfológicas, número irregular de espermatecas, espécimens com genitália masculina e simultaneamente com espermatecas, comprimento do 3.º artículo do palpo desigual dentro do mesmo exemplar, flagelómeros antenares fundidos e aberrantes) permitirá uma redução nos erros associados ao estudo destes insetos. Uma chave de identificação para todas as espécies de Culicoides presentes em Portugal foi também elaborada durante este estudo que incidiu sobre cerca de 93.100 exemplares deste género. Nesta tese, a produção de mapas de análise de risco baseados na associação de algumas variáveis abióticas climáticas (temperatura média no período mais seco e no período mais húmido) e edáficas (territórios artificializados, áreas agrícolas e agroflorestais, florestas e meios naturais e seminaturais, zonas húmidas e corpos de água) com a ocorrência de C. imicola, C. pulicaris, C. newsteadi, C. punctatus e espécies do grupo Obsoletus em Portugal Continental foi também efetuada. A partir destes mapas observou-se que a probabilidade de capturar C. imicola é maior nas regiões a sul do rio Tejo e na Beira Baixa, enquanto que C. pulicaris ocorre com maior frequência nas regiões do norte de Portugal continental, na linha costeira e em zonas com elevada altitude. A probabilidade de ocorrência de C. newsteadi é semelhante à de C. imicola, embora aquela espécie possa ser capturada em regiões ligeiramente mais a norte que esta última. C. punctatus pode ocorrer com uma probabilidade maior que 50% em qualquer parte de Portugal Continental e em quase todas as estações do ano. As espécies do grupo Obsoletus surgem nas regiões do norte de Portugal continental, estando estas espécies praticamente ausentes na região Centro Sul durante o outono e inverno. A distribuição do grupo Obsoletus é aproximadamente a oposta de C. imicola. Finalmente, a avaliação de modificações morfológicas dos órgãos sensoriais localizados no 3.º segmento do palpo de C. imicola, usados na deteção do hospedeiro, foi realizada através de microscopia eletrónica de varrimento após um ensaio com inseticidas piretróides (permetrina e deltametrina) em diferentes concentrações. Este estudo revelou a completa destruição dos órgãos sensoriais, com uma provável influência na alimentação destes insetos. Tendo em conta o impacto económico associado aos agentes patogénicos que transmitem, aliado à descoberta recente de novos serótipos do vírus da Língua Azul na Europa (BTV-25 e BTV-27), os resultados apresentados neste trabalho científico evidenciam e sustentam a importância do estudo entomológico dos insetos do género Culicoides.This work was partially funded by the Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (CIRAD), Ministère en charge de l’Agriculture (France) and by the convention Cherchuer d’Avenir 2011 from Languedoc-Roussillon region (France)

La Banca cooperativa en España: concepto, tipología y análisis del sector cooperativista de crédito

[Resumen] El propósito de este trabajo es el de analizar todo lo concerniente a las cooperativas de crédito. Este tipo de cooperativas, que no tienen una gran participación cuantitativa en el total de las entidades de crédito, juegan un papel de suma importancia en los espacios geográficos y en los ámbitos profesionales (caso de las cooperativas urbanas) en los que operan. Dado que no existe una bibliografía sistemática sobre el asunto, se ha trabajado especialmente sobre los informes anuales.[Abstract] The purpose of this work is the analyze everything related to credit cooperatives. This type of cooperative, which do not have a large quantitative share in the total of credit institutions, play a very important role in geographic spaces and in professional fields (case of urban cooperatives) in which they operate. Provided that a systematic bibliography does not exist on the matter, one has worked specially on the annual reports.Traballo fin de mestrado (UDC.ECO). Banca e finanzas. Curso 2014/201

Presence of one ecto- and two endoparasite species of the black stork (Ciconia nigra) in Portugal

Research Areas: Veterinary SciencesBackgroundThe black stork (Ciconia nigra Linnaeus, 1758) is a recognized endangered species in Europe and most of the specimens from the Western Palearctic region breed in the Iberian Peninsula. Available works regarding parasites in black storks are scarce. This work reports the presence one ecto- and two endoparasite species from a black stork in Portugal.Case presentationA black stork was found in southern Portugal after colliding against electric cables. The specimen did not survive its sustained injuries and a post-mortem exam was performed. During the procedure, several ecto- and endoparasite specimens were found. The collected parasites were lice (Neophilopterus tricolor), nematodes (Desportesius sagittatus) and trematodes (Cathaemasia hians).ConclusionsThree different species of parasites are reported from a black stork in Portugal. Ecto- and endoparasites of C. nigra have not frequently been described in the literature, and this case report is a contribution to the field. Additional studies will be important to better understand the impact that parasites can have on C. nigra health and survival.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

MICROSCOPIC DETECTION OF HEMOPARASITE INFECTION IN GREY PARROTS (Psittacus erithacus) IN PORTUGAL

Species belonging to the genera Haemoproteus, Plasmodium and Leucocytozoon are vector-borne parasites infecting blood cells and several organs of their hosts. These three parasite genera are commonly reported as being pathogenic and recent studies suggest that some species could sometimes be lethal, more frequently than previously reported. The prevalence of infection is closely related to the distribution of these vectors. These hemoparasites are widely described in countries with mild temperatures since their vectors need warm temperatures to survive and reproduce. Climate change, namely an increase in average temperature, increases the likelihood of the spread of these vectors and, for that reason, the spread of hemoparasites. Since there’s a lack of knowledge of the infection by haemosporidia not only in Grey Parrots (Psittacus erithacus) but also in family Psittacidae, the main objective of this study was to estimate the prevalence of haemosporidia in healthy Psittacus erithacus in mainland Portugal. A total of 70 blood samples were taken from asymptomatic Psittacus erithacus kept in private bird collections in several regions of mainland Portugal. The presence of haemosporidia was assessed by microscopic observation. Microscopic analysis revealed the presence of haemosporidian pathogens in 8 samples, accounting for a prevalence of 11.43% (8/70). This work represents an important epidemiological contribution to the captive fauna of Psittacus erithacus in this country and, to the best of our knowledge, this is the first surveillance study of haemosporidia in this species in Portugal

Anisotropy in the dielectric spectrum of hydration water and its relation to water dynamics

Proteins, molecules, and macromolecular assemblies in water are surrounded by a nanometer-sized hydration layer with properties very different from bulk water. Here, we use classical molecular dynamics simulations to study the dielectric response of hydration water next to hydrophobic and hydrophilic planar surfaces. We find the interfacial dielectricabsorption of water to be strongly anisotropic: compared to bulk water, which shows a broad dielectricabsorption maximum around 15 GHz in the imaginary part of the dielectric function, the absorption for electric fields parallel to the surface is of similar strength and shows a slight redshift, while for perpendicular electric fields it is strongly attenuated and blueshifted. This anisotropy is generic for hydrophobic and hydrophilic surfaces. From our spatially resolved dielectric functions and a modified Maxwell-Garnett theory that accounts for anisotropic hydration layers around spherical particles, the dielectricabsorption of solutions of organic molecules and micelles is derived to exhibit the experimentally known attenuation in combination with a redshift. These two features are traced back to the subtle interplay of interfacial depolarization effects and the dielectricanisotropy in the hydration layer. By a detailed analysis of the individual water molecule dynamics the perpendicular blueshift is shown not to be linked to accelerated water reorientation, but rather to dielectric boundary effects. Carefully conducted angularly resolved experiments at planar aqueous interfaces will be able to resolve this dielectricanisotropy and thus to confirm the subtle connection between spectralabsorption features and the molecular water dynamics in hydration layers

Spillover events of rabbit haemorrhagic disease virus 2 (recombinant GI.4P-GI.2) from Lagomorpha to Eurasian badger

Áreas de pesquisa: Infectious Diseases ; Veterinary SciencesRabbit haemorrhagic disease (RHD) is a major threat to domestic and wild European rabbits. Presently, in Europe, the disease is caused mainly by Rabbit haemorrhagic disease virus 2 (RHDV2/b or Lagovirus europaeus GI.2), the origin of which is still unclear, as no RHDV2 reservoir hosts were identified. After the RHDV2 emergence in 2010, viral RNA was detected in a few rodent species. Furthermore, RHDV2 was found to cause disease in some hare species resembling the disease in rabbits, evidencing the ability of the virus to cross the species barrier. In this study, through molecular, histopathologic, antigenic and morphological evidences, we demonstrate the presence and replication of RHDV2 in Eurasian badgers (Meles meles) found dead in the district of Santarém, Portugal, between March 2017 and January 2020. In these animals, we further classify the RHDV2 as a Lagovirus europaeus recombinant GI.4P-GI.2. Our results indicate that Meles meles is susceptible to RHDV2, developing systemic infection, and excreting the virus in the faeces. Given the high viral loads seen in several organs and matrices, we believe that transmission to the wild rabbit is likely. Furthermore, transmission electron microscopy data show the presence of calicivirus compatible virions in the nucleus of hepatocytes, which constitutes a paradigm shift for caliciviruses’ replication cycleinfo:eu-repo/semantics/publishedVersio

First Report of 13 Species of Culicoides (Diptera: Ceratopogonidae) in Mainland Portugal and Azores by Morphological and Molecular Characterization

The genus Culicoides (Diptera: Ceratopogonidae) contains important vectors of animal and human diseases, including bluetongue, African horse sickness and filariosis. A major outbreak of bluetongue occurred in mainland Portugal in 2004, forty eight years after the last recorded case. A national Entomological Surveillance Plan was initiated in mainland Portugal, Azores and the Madeira archipelagos in 2005 in order to better understand the disease and facilitate policy decisions. During the survey, the most prevalent Culicoides species in mainland Portugal was C. imicola (75.3%) and species belonging to the Obsoletus group (6.5%). The latter were the most prevalent in Azores archipelago, accounting for 96.7% of the total species identified. The Obsoletus group was further characterized by multiplex Polymerase Chain Reaction to species level showing that only two species of this group were present: C. obsoletus sensu strictu (69.6%) and C. scoticus (30.4%). Nine species of Culicoides were detected for the first time in mainland Portugal: C. alazanicus, C. bahrainensis, C. deltus, C. lupicaris, C. picturatus, C. santonicus, C. semimaculatus, C. simulator and C. subfagineus. In the Azores, C. newsteadi and C. circumscriptus were identified for the first time from some islands, and bluetongue vectors belonging to the Obsoletus group (C. obsoletus and C. scoticus) were found to be widespread

Bacterial Signatures of Paediatric Respiratory Disease : An Individual Participant Data Meta-Analysis

Introduction: The airway microbiota has been linked to specific paediatric respiratory diseases, but studies are often small. It remains unclear whether particular bacteria are associated with a given disease, or if a more general, non-specific microbiota association with disease exists, as suggested for the gut. We investigated overarching patterns of bacterial association with acute and chronic paediatric respiratory disease in an individual participant data (IPD) meta-analysis of 16S rRNA gene sequences from published respiratory microbiota studies.Methods: We obtained raw microbiota data from public repositories or via communication with corresponding authors. Cross-sectional analyses of the paediatric (10 case subjects were included. Sequence data were processed using a uniform bioinformatics pipeline, removing a potentially substantial source of variation. Microbiota differences across diagnoses were assessed using alpha- and beta-diversity approaches, machine learning, and biomarker analyses.Results: We ultimately included 20 studies containing individual data from 2624 children. Disease was associated with lower bacterial diversity in nasal and lower airway samples and higher relative abundances of specific nasal taxa including Streptococcus and Haemophilus. Machine learning success in assigning samples to diagnostic groupings varied with anatomical site, with positive predictive value and sensitivity ranging from 43 to 100 and 8 to 99%, respectively.Conclusion: IPD meta-analysis of the respiratory microbiota across multiple diseases allowed identification of a non-specific disease association which cannot be recognised by studying a single disease. Whilst imperfect, machine learning offers promise as a potential additional tool to aid clinical diagnosis.Peer reviewe

Preferential infection and depletion of Mycobacterium tuberculosis–specific CD4 T cells after HIV-1 infection

HIV-1 preferentially infects M. tuberculosis-specific CD4+ T cells due to their increased production of IL-2