Mechanisms of acaricide resistance in ticks

Background: In several countries, including Brazil, the livestock industry plays a key role in the country's economy. Brazil has the second largest bovine herd in the world and the biggest commercial herd. Ticks are an ongoing problem for both large operation cattle producers and small family farmers. Rhipicephalus microplus causes expressive losses in cattle breeding, since it occurs in important beef production zones like South America, Africa, and Oceania. Some of the negative consequences of tick infestation to cattle breeding are anemia, loss in milk and beef production, and transmission of Babesia bovis and B. bigemina. Significant losses are caused by the cattle tick (R. microplus) in several regions of the world, costing around US$ 3.3 billion per year to the Brazilian livestock industry alone. The tick control methods are mainly based on synthetic acaricides. However, the improvement of current tick control requires the identification of new molecular targets in tick physiology and development of molecule compounds to target important physiology pathways. The strategies proposed to address this issue are expand the knowledge about the molecules involved in the detoxification of chemicals to enhance the efficacy of the acaricides as well as to develop new compounds for chemical control. Review: Tick control is currently based on chemical acaricides; however, effective control and prevention of tick infestation remain distant goals. In recent decades, a progressive decrease in the efficiency of acaricides due to drug resistance has been observed. Acaricide resistance is an evolutionary adaptation, which implies the existence of behavioral and physiological mechanisms that allow the survival of resistant individuals. Four resistance mechanisms are described: behavioral resistance, reduced drug penetration, target site insensitivity and increased drug detoxification. Augmented drug detoxification may be due to increased activity of enzymes or transporters due to increased gene expression or mutations in some genes. Research focus on mechanisms of acaricide resistance in ticks characterized detoxification pathways based on (1) increased activity of enzymes (cytochrome p450, esterase and GST) which play a role in biochemically altering acaricides towards decreased toxicity and, (2) enhanced excretion of the modified less toxic compounds. To bypass the current problems, a better understanding of the biology, physiology, and molecular biology of the mechanisms of resistance to acaricides is fundamental to prolong their efficiency in controlling ticks. Moreover, identifying the genes and proteins associated with resistance can support in the development of more sensitive diagnostic methods to identify acaricide resistance, as well as improving control strategies. Discussion: In the last years, many researchers have been studying resistance mechanisms and important advances have been made which showed that, in several tick species, ABC transporters, esterases, P-450 cytochromes and glutathione-S-transferases participate in acaricide resistance. The characterization of the alterations in the targets in tick physiology and identification of new drugs with potential to tick control are crucial goals to increase tick control

Isolation and characterization of synthetic pyrethroids-degrading bacterial strains from agricultural soil / Isolamento e caracterização de cepas bacterianas degradadoras de piretróides sintéticos de solo agrícola

Pyrethroid pesticides are commonly used for pest control in agriculture setup, veterinary and home garden. They are now posing increased risks to non-targeted organisms associated to human beings due to their considerable use. The present work deals with the isolation of bacteria with tolerance to high concentrations of bifenthrin and cypermethrin from contaminated soil. Enrichment culture technique (bifenthrin concentration = 50-800 mg/L) was used for bacterial isolation. Bacteria that showed growth on minimal media with bifenthrin were also sub-cultured on minimal media with cypermethrin. Bacteria showing luxurious growth on both the pyrethroid, were screened out based on their morphological, biochemical parameters and by API 20NE Kit. Phylogenetic studies revealed that, one bacterial isolate (MG04) belonging to Acinetobacter lwoffii and other five bacterial isolates (MG06, MG05, MG01, MG03 and MG02) cluster with Pseudomonas aeruginosa, Pseudomonas putida respectively. Isolated members of genera Pseudomonas and Acinetobacter could be used for further detailed degradation studies by using FTIR, HPLC-MS or GC-MS analysis.

Os pesticidas piretróides são comumente usados ​​para controle de pragas na agricultura, veterinária e hortas domésticas. Atualmente eles apresentam riscos aumentados para organismos não-alvo associados a seres humanos devido ao seu uso considerável. O presente trabalho analisou o isolamento de bactérias com tolerância a altas concentrações de bifentrina e cipermetrina de solo contaminado. A técnica de cultura de enriquecimento (concentração de bifentrina = 50-800 mg/L) foi utilizada para o isolamento bacteriano. Bactérias que apresentaram crescimento em meio mínimo com bifentrina também foram subcultivadas em meio mínimo com cipermetrina. Bactérias apresentando crescimento luxuoso em ambos os piretróides foram triadas com base em seus parâmetros morfológicos, bioquímicos e pelo Kit API 20NE. Estudos filogenéticos revelaram que, um isolado bacteriano (MG04) pertencente a Acinetobacter lwoffii e outros cinco isolados bacterianos (MG06, MG05, MG01, MG03 e MG02) agrupam-se com Pseudomonas aeruginosa, Pseudomonas putida respectivamente. Membros isolados dos gêneros Pseudomonas e Acinetobacter podem ser usados ​​para estudos de degradação mais detalhados usando análises de FTIR, HPLC-MS ou GC-MS.

Resistance profile of Rhipicephalus (Boophilus) microplus to diazinon and cypermethrin and first report of sodium channel mutation - domain III S6 - T2134A, in field samples from the state of São Paulo, Brazil / Perfil de resistência do Rhipicephalus (Boophilus) microplus ao diazinon e à cipermetrina e primeiro relato de mutação no canal de sódio - domain III S6 - T2134A em amostras de campo, no estado de São Paulo - Brasil

Rhipicephalus (Boophilus) microplus is one of the parasites that has an impact on livestock farming in Brazil. Bioassays using the larval packet test (LPT) impregnated with cypermethrin and diazinon at different concentrations were performed to characterize phenotypic resistance (resistance level, RL), molecular resistance (mutation in domain III - S6 T2134A) and enzymatic metabolism of diazinon and cypermethrin in some populations of R. microplus that were collected in different regions of the state of São Paulo. Among the 40 farms analyzed, 18 of them presented resistance factors for cypermethrin, with RL I (53%) and RL II (47%). Mutation of domain III T2134A was found for the first time in Brazil, on seven farms. Heterozygous larvae were found on six of them and resistant homozygous larvae on four. No differences (p>0.05) in enzymatic activity of α-esterase and ß-esterase were found in tests with live and dead larvae at a cypermethrin concentration of 409.6µg/cm2. Ninety percent of the farms showed resistance to the active agent diazinon: RL I in 6%, RL II in 30% and RL III in 64%. There were significant differences (p<0.05) in enzymatic activity at the highest concentration (3.2µg/cm2).

Rhipicephalus (Boophilus) microplus (Canestrini) é um dos parasitas que mais impactam a pecuária de países tropicais e subtropicais, incluindo o Brasil, com perdas em torno de US$ 3,24 bilhões por ano. Ocorrências de populações resistentes a diferentes classes de acaricidas e suas associações têm sido amplamente diagnosticadas em todo o Brasil. Para isso, bioensaios utilizando o teste de pacote larval (LPT) impregnado com cipermetrina e diazinon em diferentes concentrações foram realizados para caracterizar a resistência fenotípica (nível de resistência, RL), a resistência molecular (mutação no domínio III - S6 T2134A) e o metabolismo enzimático do diazinon e da cipermetrina em algumas populações de R. (Boophilus) microplus coletadas em diferentes regiões do estado de São Paulo. Dentre as 40 propriedades analisadas, 18 delas apresentaram fatores de resistência à cipermetrina, sendo RL I (53%) e RL II (47%). A mutação do domínio III T2134A foi encontrada pela primeira vez no Brasil, em sete fazendas. Larvas heterozigotas foram constatadas em seis delas, e larvas homozigotas resistentes em quatro. Nenhuma diferença (P>0,05) na atividade enzimática de α-esterase e ß-esterase foi observada em testes com larvas vivas e mortas em uma concentração de cipermetrina de 409,6µg/cm2. Noventa por cento das propriedades apresentaram resistência ao agente ativo diazinon: RL I em 6%, RL II em 30% e RL III em 64%. Houve diferenças significativas (P<0,05) na atividade enzimática na concentração mais elevada (3,2µg/cm2) entre os grupos de larvas vivas e mortas.

An outbreak of systemic intoxication with irritant contact dermatitis due cypermethrin in dairy cows: case report / Surto de intoxicação sistêmica com dermatite de contato irritante devido à cipermetrina em vacas leiteiras: relato de caso

Pyrethroids are ectoparasiticides safe for mammals and widely used in farm animals. An outbreak of systemic intoxication with irritant contact dermatitis resulting from the use of cypermethrin pour on in dairy cows is reported in the state of Pernambuco. Eight adult animals were affected, three died on the property and five were referred to the Clínica de Bovinos, Universidade Federal Rural de Pernambuco, Campus Garanhuns. These received 100 mL of pour on Cypermethrin (Ectonil ®, Cipermetrina, Labgard, Brasil). Apathy, hyperexcitability, muscle tremors, sialorrhea, bradycardia and crusted lesions were observed on the dorsum of the neck, scapula, ears and ulcerations in the oral and vaginal mucosa. There was hyperfibrinogenemia and leukocytosis due to neutrophilia with a regenerative left shift. Histopathology showed areas of erosion and ulceration of the epidermis and perivascular lymphohistiocytic and neutrophilic infiltrate in the superficial dermis. Supportive treatment was done with improvement of systemic signs and skin lesions, however, in one animal (with 19 days hospitalized), there was no complete regression of neurological alterations of bradycardia and muscle tremors, even so, it was possible to return to productive activity. High doses of pour on cypermethrin may cause systemic intoxication in cattle and result in bradycardia, hyperexcitability, muscle tremors and sialorrhea with irritant contact dermatitis, and death in severe cases.

Os piretroides são ectoparasiticidas com grande segurança para mamíferos, utilizados amplamente em animais de produção. Relata-se um surto de intoxicação sistêmica com dermatite irritante por contato, resultante do uso de Cipermetrina Pour-On em bovinos, no estado de Pernambuco. Oito animais adultos foram acometidos: três deles morreram na propriedade e cinco foram recebidos na Clínica de Bovinos da Universidade Federal Rural de Pernambuco, Campus Garanhuns. Todos haviam recebido 100mL de Cipermetrina Pour-On (Ectonil®, Cipermetrina, Labgard, Brasil). Observou-se apatia, hiperexcitabilidade, tremores musculares, sialorreia, bradicardia e lesões crostosas no dorso da região de pescoço, na escápula, mas orelhas, bem como ulcerações em mucosa oral e vaginal. No hemograma, verificou-se hiperfibrinogenemia e leucocitose por neutrofilia com desvio à esquerda regenerativo. Na histopatologia, foram constatadas áreas de erosão e ulceração da epiderme e infiltrado linfo-histiocitário e neutrofílico perivascular na derme superficial. O tratamento de suporte gerou melhora dos sinais sistêmicos e das lesões cutâneas, porém, em um dos animais (que esteve internado por 19 dias), não houve regressão completa das alterações neurológicas de bradicardia e de tremores musculares; mesmo assim, foi possível o retorno à atividade produtiva. Doses elevadas de Cipermetrina Pour-On podem causar intoxicação sistêmica em bovinos e resultarem em bradicardia, hiperexcitabilidade, tremores musculares e sialorreia com dermatite irritante por contato, bem como morte em casos severos.

Intoxicação acidental por cipermetrina em coelhos: relato de caso / Accidental intoxication by cypermethrin in rabbits: case report

O objetivo deste trabalho foi relatar casos de intoxicação em coelhos após a aplicação de spray contendo cipermetrina em sua composição. Doze coelhos submetidos a procedimento cirúrgico experimental receberam como tratamento de feridas a aplicação diária de spray destinado à estimulação de cicatrização. O produto possuía em sua composição cipermetrina 4%. Durante o acompanhamento do pós-operatório, 33% dos animais (4/12) apresentaram sinais de intoxicação, caracterizados por hiperexcitabilidade, tremores, ataxia, movimentos involuntários e lateralização de cabeça. Após a constatação do quadro de intoxicação, o uso do spray foi suspenso em todos os animais. A ausência de qualquer sinal de intoxicação e completa recuperação do quadro clínico foi obtida no segundo dia após a suspensão do uso do spray. O quadro clínico foi associado a cipermetrina devido a semelhança dos sinais clínicos observados com os relatos encontrados na literatura para intoxicação por piretróides em animais de companhia. O que chamou atenção nesse caso foi que a utilização em forma de spray, além de ter sido tópica, foi realizada com dose terapêutica. Um possível fator agravante foi o hábito de constante lambedura dos coelhos. Concluiu-se que a cipermetrina como componente de drogas tópicas pode causar intoxicação em coelhos.

The objective of this study was to report cases of poisoning in rabbits after application of spray containing cypermethrinin its composition. Twelve rabbits were subjected to experimental surgery procedure receiving such wounds treatment adaily spray application for the stimulation of wound healing. The product had in its composition cypermethrin 4%.During the accompaniment of the postoperative period, 33% of animals (4/12) showed signs of intoxication,characterized by hyperexcitability, tremors, ataxia, involuntary movements and head lateralization. After finding ofintoxication, the use of the spray was suspended in all animals. The absence of any sign of intoxication and completerecovery of the clinical condition was achieved on the second day after stopping use of the spray. The clinical condiction was associated to the cypermethrin use due to similarity of clinical signs reported in the literature for poisoning caused by pyrethroids in company animals. Which draws attention in this case was the use in spray form, besides having been topic, was performed with therapeutic dose. A possible contributing factor is the rabbits lickinghabit. It was concluded that the cypermethrin component as topical drugs can cause poisoning in rabbits.

Intoxicação acidental por cipermetrina em coelhos: relato de caso / Accidental intoxication by cypermethrin in rabbits: case report

O objetivo deste trabalho foi relatar casos de intoxicação em coelhos após a aplicação de spray contendo cipermetrina em sua composição. Doze coelhos submetidos a procedimento cirúrgico experimental receberam como tratamento de feridas a aplicação diária de spray destinado à estimulação de cicatrização. O produto possuía em sua composição cipermetrina 4%. Durante o acompanhamento do pós-operatório, 33% dos animais (4/12) apresentaram sinais de intoxicação, caracterizados por hiperexcitabilidade, tremores, ataxia, movimentos involuntários e lateralização de cabeça. Após a constatação do quadro de intoxicação, o uso do spray foi suspenso em todos os animais. A ausência de qualquer sinal de intoxicação e completa recuperação do quadro clínico foi obtida no segundo dia após a suspensão do uso do spray. O quadro clínico foi associado a cipermetrina devido a semelhança dos sinais clínicos observados com os relatos encontrados na literatura para intoxicação por piretróides em animais de companhia. O que chamou atenção nesse caso foi que a utilização em forma de spray, além de ter sido tópica, foi realizada com dose terapêutica. Um possível fator agravante foi o hábito de constante lambedura dos coelhos. Concluiu-se que a cipermetrina como componente de drogas tópicas pode causar intoxicação em coelhos.(AU)

The objective of this study was to report cases of poisoning in rabbits after application of spray containing cypermethrinin its composition. Twelve rabbits were subjected to experimental surgery procedure receiving such wounds treatment adaily spray application for the stimulation of wound healing. The product had in its composition cypermethrin 4%.During the accompaniment of the postoperative period, 33% of animals (4/12) showed signs of intoxication,characterized by hyperexcitability, tremors, ataxia, involuntary movements and head lateralization. After finding ofintoxication, the use of the spray was suspended in all animals. The absence of any sign of intoxication and completerecovery of the clinical condition was achieved on the second day after stopping use of the spray. The clinical condiction was associated to the cypermethrin use due to similarity of clinical signs reported in the literature for poisoning caused by pyrethroids in company animals. Which draws attention in this case was the use in spray form, besides having been topic, was performed with therapeutic dose. A possible contributing factor is the rabbits lickinghabit. It was concluded that the cypermethrin component as topical drugs can cause poisoning in rabbits.(AU)

Clinical, biochemical and haemathological effects in Rhamdia quelen exposed to cypermethrin / Efeitos clínicos, bioquímicos e hematológicos em Rhamdia quelen expostos à cipermetrina

The acute intoxication of Cypermethrin in Silver Catfish (Rhamdia quelen) was evaluated. Animals weighing 56.67±4.43g and measuring 18.92±1.16cm were exposed to sublethal concentrations of Cypermethrin for the species in hydrological conditions during 96 hours. A total of 52 fish divided into three groups were used and received the following concentrations of Cypermethrin: 0 (n=12); 1.5 (n=20) and 2.5 (n=20)mg/L. The intoxicated animals suffered behavioral changes such as loss of balance, swimming alteration, dyspnea, upright swimming and sudden spiral swimming movements. As soon as the 96-hour period was over, a blood collection for hematological and biochemical analyses was performed. A complete haemogram test, plasmatic protein test, albumin, alanine transaminase (ALT), aspartate aminotransferase (AST), gamma glutamyltransferase and alkaline phosphatase (ALP) were studied. The values of erythrocytes, hematocrits, haemoglobin, total number of leukocytes, thrombocyte, ALT, AST and ALP changed according to the groups. The results have shown that the environmental contamination by Cypermethrin is toxic to the species.(AU)

Avaliou-se a intoxicação aguda da cipermetrina em jundiás (Rhamdia quelen). Jundiás que pesavam 56,67±4.43g e mediam 18,92±1,16cm foram expostos a concentrações subletais de cipermetrina para a espécie em 96 horas, via hídrica, utilizando-se 52 peixes, distribuídos em três grupos, segundo a concentração de cipermetrina: 0 (n = 12); 1,5 (n = 20) e 2,5 (n = 20)mg/L. Os animais intoxicados apresentaram alterações comportamentais, como perda de equilíbrio, dispneia, natação na posição vertical e movimentos bruscos de natação em espiral. Após 96 horas de exposição, foi coletado sangue para análises de hemograma completo, proteína plasmática, albumina, alanina aminotransferase (ALT), aspartato aminotransferase (AST), fosfatase alcalina (ALP) e gamaglutamiltransferase. Os valores de eritrócitos, hematócrito, hemoglobina, número total de leucócitos, número total de plaquetas, ALT, AST e ALP diferiram entre os grupos. Os resultados demonstraram que a contaminação ambiental por cipermetrina é tóxica para a espécie.(AU)

Eficácia terapêutica e residual de seis formulações inseticidas sobre o parasitismo por larvas de Dermatobia hominis em bovinos / Therapeutic and protective efficacy of six parasiticides in controlling Dermatobia hominis infestation in cattle / Eficacia terapéutica y residual de seis formulaciones insecticidas sobre la infestación de Dermatobia hominis en ganado

A eficácia imediata e o poder residual de seis formulações químicas comercialmente disponíveis para o controle de infestações por larvas de Dermatobia hominis foram avaliados em bovinos da raça Nelore. Quarenta e oito fêmeas, naturalmente infestadas, foram divididas em seis grupos de oito animais com base no número de larvas presentes no dia do tratamento. A contagem do número de larvas foi feita em ambos os lados dos animais antes do tratamento e semanalmente após o tratamento até a sexta semana. Os animais foram tratados com produtos contendo os seguintes princípios ativos e respectivas concentrações: Triclorfon (1 ml/4 kg), DDVP (15 mL/10 L), Cipermetrina/Butóxido de Piperonila (10 mL/10 L), Ivermectina 1% (200 mcg/kg), Doramectina 1% (200 mcg/kg) e Doramectina 1% (50 mcg/kg). As análises dos resultados revelaram que todos os tratamentos produziram redução significativa das infestações (p<0,01), não havendo diferença de eficácia entre os produtos. A inexistência de diferença estatística entre a eficácia imediata e residual proporcionada pelos diferentes tratamentos (p<0,05) contrastou com a percepção visual empírica de que as lactonas macrocíclicas teriam apresentado eficácia maior que os produtos a base de organofosforados ou piretróides. Os resultados obtidos não sustentam a suspeita de resistência a nenhuma das substâncias testadas.

The immediate efficacy and residual effect of six commercially available parasiticides to control infestations by Dermatobia hominis were evaluated in a Nelore cattle herb. Forty-eight naturally infested females were divided into six groups of eight animals on the basis of the number of D. hominis nodules present at the day of treatment. The number of cutaneous nodules was determined by manual counting of larvae on both side of each animal. The counting was performed before treatment and weekly after the treatment in the follow six weeks. The animals were dosed with commercial products containing the following principles and concentrations: Trichlorfon (1 mL/4 kg), DDVP (15 mL/10 L), Cipermetrin/Piperonil Butoxide(10 mL/10 L), Ivermectin 1% (200 mcg/kg), Doramectin 1% (200 mcg/kg) and Doramectin 1% (50 mcg/kg). All the treatments produced a significant reduction of larval infestation (p<0.01) in all animal groups. The immediate and residual effectiveness showed no statistical difference (p<0.05) contrasting with the empirical perception by which the macrocyclic lactones provides a higher effectiveness compared to organophosphates and pyrethroids drugs. Data obtained in this work showed that there is no evidence of resistance of D. hominis to any of the drugs tested.

Se evaluaran la eficacia inmediata y el efecto residual de seis formulaciones químicas disponibles comercialmente para el control de infestaciones de larvas de Dermatobia hominis. Cuarenta y ocho hembras de la raza Nelore, infestadas naturalmente, fueran divididas en seis grupos de ocho animales, basados en el número de larvas presentes en el día de tratamiento. La contaje del número de larvas se realizó en ambos lados de los animales antes del tratamiento y cada semana después del tratamiento hasta la sexta semana. Los animales fueran dosificados con los siguientes ingredientes activos y respectivas concentraciones: triclorfón (1 ml / 4 kg), DDVP (15 ml/10 L), Cipermetrina / butóxido de piperonilo (10 ml/10 L), 1% de ivermectina (200 mcg/kg) Doramectina 1% (200 mcg/kg) y doramectina 1% (50 mcg/kg). La análisis de los resultados reveló que todos los tratamientos produjeron una reducción significativa de la infestación (p<0,01), sin diferencia estadística entre los productos. Esta falta de diferencia entre los distintos tratamientos (p<0,05) contrastó con la percepción visual y empírica de que las lactonas macrocíclicas fueran más eficaces que los organofosfatos o piretroides. Los resultados obtenidos refutan la sospecha de resistencia a las sustancias ensayadas.

Characterization of the pyrethroid resistance profile of Rhipicephalus (Boophilus) microplus populations from the states of Rio Grande do Sul and Mato Grosso do Sul, Brazil / Caracterização do perfil de resistência do Rhipicephalus (Boophilus) microplus a piretróides em populações dos estados do Rio Grande do Sul e Mato Grosso do Sul, Brasil

Cattle ticks Rhipicephalus (Boophilus) microplus are mainly controlled in Brazil by means of acaricide products, without any official policies in this regard. Acaricides continue to be sold indiscriminately, and this has contributed towards making the problem of resistance widespread, thus making diagnosis and monitoring of tick resistance essential. Here, bioassays (larval packet test) were performed on tick populations from the states of Rio Grande do Sul and Mato Grosso do Sul regarding their susceptibility to cypermethrin, deltamethrin and flumethrin. All the tick samples tested showed resistance to cypermethrin (10) (resistance factor (RF) ranging from 5.6 to 80.3) and deltamethrin (10) (RF ranging from 2.4 to 83.1). Six out of eight populations were resistant to flumethrin (RF ranging from 3.8 to 8.2). PCR molecular analyses did not show any T2134A mutations in the voltage-gated sodium channel gene, in any of the sampled populations. The results from this study highlight the critical status of resistance of the cattle tick to synthetic pyrethroids in the regions studied. Further studies are needed to identify the mechanisms responsible for the resistant phenotypes observed in the bioassays. This was the first detection of flumethrin resistance in Brazil.

O controle do carrapato Rhipicephalus (Boophilus) microplus no Brasil é feito principalmente com produtos acaricidas, sem uma política de controle oficial. A venda destes produtos continua ocorrendo de maneira indiscriminada, o que tem contribuído para generalizar o problema da resistência em todo o país, tornando essencial seu diagnóstico e monitoramento. Bioensaios (teste do pacote de larvas) foram conduzidos com populações de carrapatos do Rio Grande do Sul e Mato Grosso do Sul, com relação à sua suscetibilidade a três princípios ativos piretróides. Todas as amostras analisadas mostraram resistência à cipermetrina (10), com fatores de resistência (FR) de 5,6 a 80,3, e à deltametrina, com FR variando de 2,4 a 83,1. Seis das oito amostras foram resistentes à flumetrina (FR de 3,8 a 8,2). Análises moleculares utilizando PCR demonstraram que em todas as populações amostradas não foram encontrados alelos com a mutação T2134A no gene do canal de sódio controlado por voltagem. Os resultados deste estudo evidenciam a situação crítica da resistência do carrapato bovino ao grupo dos piretróides sintéticos nas regiões estudadas. Novos estudos são necessários para identificar os mecanismos responsáveis pelos fenótipos resistentes observados nos bioensaios. Este é o primeiro relato da resistência a flumetrina no Brasil.

Characterization of the pyrethroid resistance profile of Rhipicephalus (Boophilus)microplus populations from the states of Rio Grande do Sul and Mato Grosso do Sul, Brazil

Cattle ticks Rhipicephalus(Boophilus) microplus are mainly controlled in Brazil by means of acaricide products, without any official policies in this regard. Acaricides continue to be sold indiscriminately, and this has contributed towards making the problem of resistance widespread, thus making diagnosis and monitoring of tick resistance essential. Here, bioassays (larval packet test) were performed on tick populations from the states of Rio Grande do Sul and Mato Grosso do Sul regarding their susceptibility to cypermethrin, deltamethrin and flumethrin. All the tick samples tested showed resistance to cypermethrin (10) (resistance factor (RF) ranging from 5.6 to 80.3) and deltamethrin (10) (RF ranging from 2.4 to 83.1). Six out of eight populations were resistant to flumethrin (RF ranging from 3.8 to 8.2). PCR molecular analyses did not show any T2134A mutations in the voltage-gated sodium channel gene, in any of the sampled populations. The results from this study highlight the critical status of resistance of the cattle tick to synthetic pyrethroids in the regions studied. Further studies are needed to identify the mechanisms responsible for the resistant phenotypes observed in the bioassays. This was the first detection of flumethrin resistance in Brazil.

O controle do carrapato Rhipicephalus(Boophilus) microplus no Brasil é feito principalmente com produtos acaricidas, sem uma política de controle oficial. A venda destes produtos continua ocorrendo de maneira indiscriminada, o que tem contribuído para generalizar o problema da resistência em todo o país, tornando essencial seu diagnóstico e monitoramento. Bioensaios (teste do pacote de larvas) foram conduzidos com populações de carrapatos do Rio Grande do Sul e Mato Grosso do Sul, com relação à sua suscetibilidade a três princípios ativos piretróides. Todas as amostras analisadas mostraram resistência à cipermetrina (10), com fatores de resistência (FR) de 5,6 a 80,3, e à deltametrina, com FR variando de 2,4 a 83,1. Seis das oito amostras foram resistentes à flumetrina (FR de 3,8 a 8,2). Análises moleculares utilizando PCR demonstraram que em todas as populações amostradas não foram encontrados alelos com a mutação T2134A no gene do canal de sódio controlado por voltagem. Os resultados deste estudo evidenciam a situação crítica da resistência do carrapato bovino ao grupo dos piretróides sintéticos nas regiões estudadas. Novos estudos são necessários para identificar os mecanismos responsáveis pelos fenótipos resistentes observados nos bioensaios. Este é o primeiro relato da resistência a flumetrina no Brasil.

Genetic profile and molecular resistance of Aedes (Stegomyia) aegypti (Diptera: Culicidae) in Foz do Iguaçu (Brazil), at the border with Argentina and Paraguay

The genetic variability of populations of Aedes (Stegomyia) aegypti (Linnaeus, 1762) is often low due to the intense selection pressure caused by chemical control measures. In this study, we evaluated the susceptibility of larvae and adults of this mosquito to chemical insecticides, the frequency of the Val1016IIe mutation, and the genetic variability of the mitochondrial ND4 gene fragment in the urban area of Foz do Iguaçu, Paraná. The populations of A. aegypti in the southern and central regions of the city were resistant to the diagnostic dose of temephos 0.0162 ppm. Additionally, we detected difference in susceptibility in the northern population. The resistance ratios (RR95) were 3.8, 4.1, and 4.6 for the populations in the north, central, and south of the city, respectively. The entire population of A. aegypti in Foz do Iguaçu is resistant to pyrethroids. The mortality rates are as follows: 72.2% for cypermethrin (CD: 146 mg i.a./m²) and 57% for deltamethrin (CD: 18 mg i.a./m²). These results corroborate the hypothesis that the mutated 1016Ile allele is present in all analyzed strata. Out of the 234 samples genotyped for the Val1016Ile mutation, 15% were homozygous dominant for the wild allele (Val/Val), 62% were heterozygous (Va/Ile) and 23% were homozygous for the recessive mutation (Ile/Ile). With respect to the genetic variability of the mitochondrial ND4 gene fragment, 93% of the sequences analyzed belonged to haplotype 1, and 7% belonged to haplotype 2. The genetic diversity was low, the fixation index was not significant, and gene flow was high. The control of A. aegypti in Foz do Iguaçu using temephos and pyrethroids may be compromised because of the reduced vector susceptibility. Populations of A. aegypti, that undergoes a sudden reduction in effective population size and become resistant to pyrethroids may differ from the original population in vector capacity.

Genetic profile and molecular resistance of Aedes (Stegomyia) aegypti (Diptera: Culicidae) in Foz do Iguaçu (Brazil), at the border with Argentina and Paraguay

The genetic variability of populations of Aedes (Stegomyia) aegypti (Linnaeus, 1762) is often low due to the intense selection pressure caused by chemical control measures. In this study, we evaluated the susceptibility of larvae and adults of this mosquito to chemical insecticides, the frequency of the Val1016IIe mutation, and the genetic variability of the mitochondrial ND4 gene fragment in the urban area of Foz do Iguaçu, Paraná. The populations of A. aegypti in the southern and central regions of the city were resistant to the diagnostic dose of temephos 0.0162 ppm. Additionally, we detected difference in susceptibility in the northern population. The resistance ratios (RR95) were 3.8, 4.1, and 4.6 for the populations in the north, central, and south of the city, respectively. The entire population of A. aegypti in Foz do Iguaçu is resistant to pyrethroids. The mortality rates are as follows: 72.2% for cypermethrin (CD: 146 mg i.a./m²) and 57% for deltamethrin (CD: 18 mg i.a./m²). These results corroborate the hypothesis that the mutated 1016Ile allele is present in all analyzed strata. Out of the 234 samples genotyped for the Val1016Ile mutation, 15% were homozygous dominant for the wild allele (Val/Val), 62% were heterozygous (Va/Ile) and 23% were homozygous for the recessive mutation (Ile/Ile). With respect to the genetic variability of the mitochondrial ND4 gene fragment, 93% of the sequences analyzed belonged to haplotype 1, and 7% belonged to haplotype 2. The genetic diversity was low, the fixation index was not significant, and gene flow was high. The control of A. aegypti in Foz do Iguaçu using temephos and pyrethroids may be compromised because of the reduced vector susceptibility. Populations of A. aegypti, that undergoes a sudden reduction in effective population size and become resistant to pyrethroids may differ from the original population in vector capacity.

Genetic profile and molecular resistance of Aedes (Stegomyia) aegypti (Diptera: Culicidae) in Foz do Iguaçu (Brazil), at the border with Argentina and Paraguay

The genetic variability of populations of Aedes (Stegomyia) aegypti (Linnaeus, 1762) is often low due to the intense selection pressure caused by chemical control measures. In this study, we evaluated the susceptibility of larvae and adults of this mosquito to chemical insecticides, the frequency of the Val1016IIe mutation, and the genetic variability of the mitochondrial ND4 gene fragment in the urban area of Foz do Iguaçu, Paraná. The populations of A. aegypti in the southern and central regions of the city were resistant to the diagnostic dose of temephos 0.0162 ppm. Additionally, we detected difference in susceptibility in the northern population. The resistance ratios (RR95) were 3.8, 4.1, and 4.6 for the populations in the north, central, and south of the city, respectively. The entire population of A. aegypti in Foz do Iguaçu is resistant to pyrethroids. The mortality rates are as follows: 72.2% for cypermethrin (CD: 146 mg i.a./m²) and 57% for deltamethrin (CD: 18 mg i.a./m²). These results corroborate the hypothesis that the mutated 1016Ile allele is present in all analyzed strata. Out of the 234 samples genotyped for the Val1016Ile mutation, 15% were homozygous dominant for the wild allele (Val/Val), 62% were heterozygous (Va/Ile) and 23% were homozygous for the recessive mutation (Ile/Ile). With respect to the genetic variability of the mitochondrial ND4 gene fragment, 93% of the sequences analyzed belonged to haplotype 1, and 7% belonged to haplotype 2. The genetic diversity was low, the fixation index was not significant, and gene flow was high. The control of A. aegypti in Foz do Iguaçu using temephos and pyrethroids may be compromised because of the reduced vector susceptibility. Populations of A. aegypti, that undergoes a sudden reduction in effective population size and become resistant to pyrethroids may differ from the original population in vector capacity.

Análise de praguicidas por bioensaio com mosca drosophila melanogaster e cromatografia em camada delgada

ABSTRACT The intoxication of animals by pesticides is diagnosed by a set of evaluations including the detection of these substances in the animal or in environmental samples. The present study verified the sensibility of the bioassay with Drosophila melanogaster and thin-layer chromatography in the detection of the pesticides diazinon, dichlorvos, alphacypermethrin, deltamethrin, carbofuran and carbaryl. In the bioassay,Drosophila melanogaster flies were exposed to different concentrations of pesticides to determine the quantity able to cause 70% of mortality (CL70). In the analysis by TLC, solutions of pesticides were applied in thin-layer chromatography plates and treated with ortho-toluidine reagent to determine the minimum detectable quantity. The values of CL70 obtained by the bioassay were 0.6 ?g.mL-1 for diazinon, 0.14 ?g.mL-1 for dichlorvos, 1.5 ?g.mL-1 for alpha-cypermethrin, 1.0 ?g.mL-1 for deltamethrin, 5.0 ?g.mL-1 for carbofuran, and 21.000 ?g.mL-1 for carbaryl. The minimum quantities detectable by chromatography were 20.0 ?g.mL-1, 200.0 ?g.mL-1, 10.0 ?g.mL-1, 10.0 ?g.mL-1, 1.0 ?g.mL-1 and 0.4 ?g.mL-1 for diazinon, dichorvos, alpha-cipermethrin, deltamethrin, carbofuran and carbaryl, respectively. Although the sensibility of both methods in the detection of the pesticides was variable, they can be used as methods in the triage and identification of these compounds with the advantages of low cost and easy execution, thus allowing the implantation of these methods in laboratories with scarce resources.

RESUMO A intoxicação de animais por praguicidas é diagnosticada por um conjunto de avaliações, entre elas, a detecção destas substâncias no próprio animal ou em amostras ambientais. Neste trabalho, verificou-se a sensibilidade do bioensaio com Drosophila melanogaster e da cromatografia em camada delgada na detecção dos praguicidas diazinon, diclorvós, alfa-cipermetrina, deltametrina, carbofuran e carbaril. No bioensaio, moscas D. melanogaster foram expostas a diferentes concentrações dos praguicidas para determinar a quantidade capaz de provocar 70% de mortalidade (CL70). Na análise por cromatografia em camada delgada, soluções dos praguicidas foram aplicadas em placas cromatográficas e tratadas com reagente de orto-toluidina para determinação da quantidade mínima detectável. Os valores de CL70 obtidos no bioensaio foram de 0,6?g.mL-1 para o diazinon, 0,14 ?g.mL-1 para o diclorvós, 1,5 ?g.mL-1 para a alfa-cipermetrina, 1,0 ?g.mL-1 para a deltametrina, 5,0 ?g.mL-1 para o carbofuran e 21.000 ?g.mL-1 para o carbaril. As quantidades mínimas detectáveis pela cromatografia em camada delgada foram 20,0 ?g.mL-1, 200 ?g.mL-1, 10,0 ?g.mL-1, 10 ?g.mL-1, 1,0 ?g.mL-1 e 0,4 ?g.mL-1 para diazinon, diclorvós, alfa-cipermetrina, deltametrina, carbofuran e carbaril, respectivamente. Embora a sensibilidade dos dois métodos na detecção dos praguicidas tenha sido bastante variável, ambos podem ser utilizados como métodos de triagem e identificação destes compostos, tendo como vantagem o baixo custo e a simplicidade de execução, podendo ser implantados em laboratórios com poucos recursos.

Sensitivity of boophilus microplus (acari: ixodidae) to pyrethroids and organophosphate in farms in the vale do paraíba region, são paulo, brazil

ABSTRACT A study to evaluate the resistance of B. microplus to the active principles cypermethrin, deltamethrin and chlorpyriphos was performed together with the survey of the tick control practices used in 12 farms located in Vale do Paraíba Region, São Paulo, Brazil. Results obtained by the larval packet test (LPT) technique, adopted by FAO, showed established resistance to pyrethroids (cypermethrin 16.7% sensitive, 8.3% resistant level I and 75% resistant level II; deltamethrin 25% /sensitive, 33.3% resistant level II and 41.7% resistant level III) and emerging resistance to organophosphate compounds (chlorpiriphos 58.3% sensitive, 33.3% resistant level I and 8.4% resistant level II). The inquiry applied to the farmers showed that the combination of organophosphates and pyrethroids compounds products is the most commonly tick-killing compounds used in the region, followed by amitraz and macrocyclic lactones.

RESUMO Foi realizada pesquisa da resistência do Boophilus microplus aos princípios ativos cipermetrina, deltametrina e clorpirifós e, concomitantemente, feito o levantamento sobre as práticas adotadas no controle do carrapato em 12 propriedades localizadas na região do Vale do Paraíba, São Paulo, Brasil. Os resultados obtidos por meio da técnica LPT (Larval Packet Test), segundo a classificação adotada, mostraram que, para a cipermetrina, 16.7% das fazendas apresentaram populações classificadas como sensíveis; 8.3% com resistência nível I e 75% com resistência nível II. Para a deltametrina, 25% sensíveis; 33.3% com resistência nível II e 41.7% com resistência nível III. Para o organofosforado clorpirifós 58.3% mostraram-se sensíveis; 33.3% com resistência nível I e 8.4% com resistência nível II. Os questionários aplicados aos produtores revelaram que os produtos à base da associação de organofosforados com piretróides são os mais usados na região, seguidos do amitraz e lactonas macrocíclicas.

Desequilíbrio biológico do ácaro-rajado tetranychus urticae koch, 1836 (acari: tetranychidae) após aplicações de inseticidas em algodoeiro

ABSTRACT plants, this experiment was carried out using the randomised complete block design with 4 replications (plots with 3,000 m²). The treatments were: 1) Pirephos (fenitrotion + esfenvalerate) 800 + 40 CE (0.6 L ha-1); 2) Sumidan (esfenvalerate) 150 CE (0.2 L ha-1); 3) Decis (deltametrin) 25 CE (0.4 L ha-1); 4) Thiodan (endosulfan) 350 CE (2.0 L ha-1); 5) Folidol (parathion methyl)) 600 CE (1.0 L ha-1) and 6) Control. The insecticides were applied at 62, 73, 84 and 95 days after crop emergence. To evaluate the biological disequilibrium an evaluation was made at the 125 days after crop emergence, by counting the number of infested plants with levels attribution for the symptoms severity found (damage scale from 1 to 10, where 1 = absence of symptoms and 10 = whole plants defoliated). The highest populational disequilibrium of the spider mite was caused by Folidol 600 CE, with 46% of infested plants and 1.72 average severity level; the second insecticide that caused more disequilibrium with 21.75% of infested plants and 0.5 for severity level was Thiodan 350 CE. The control and the other treatments were similar statistically.

RESUMO Objetivando-se avaliar o impacto de inseticidas químicos sobre a população de Tetranychus urticae Koch,1836 em algodoeiro foi realizado este experimento com delineamento experimental de blocos ao acaso e quatro repetições (parcelas de 3.000 m2). Os tratamentos foram: 1) Pirephos (fenitrotion + esfenvalerate) 800 + 40 CE (0,6 l.ha-1); 2) Sumidan (esfenvalerate) 150 CE (0,2 l.ha-1); 3) Decis (deltametrina) 25 CE (0,4 l.ha-1); 4) Thiodan (endosulfan) 350 CE (2,0 l.ha-1); 5) Folidol (parationa-metílica) 600 CE (1,0 l.ha-1); 6) testemunha. Os inseticidas foram aplicados aos 62, 73, 84 e 95 dias após a emergência da cultura. Para avaliar o desequilíbrio biológico foi feita uma avaliação aos 125 dias após a emergência, contando-se o número de plantas infestadas pela praga com atribuição de notas para a severidade dos sintomas encontrados (escala de dano de 1 a 10, onde 1 = ausência de sintoma e 10 = plantas inteiramente desfolhadas). Folidol 600 CE provocou o maior desequilíbrio populacional do ácaro-rajado, com 46% de plantas infestadas e nota média para a severidade igual a 1,72; Thiodan 350 CE apresentou 21,75% de plantas infestadas e nota 0,5 para a severidade sendo o segundo inseticida que mais desequilibrou. Os demais tratamentos foram estatisticamente semelhantes entre si e a testemunha.

Impacto de inseticidas em artrópodes não-alvo associados à cultura da melancia / Impact of insecticides on non-target arthropods in watermelon crop

A cultura da melancia Citrullus lunatus (Thunberg, Matsumura & Nakai) abriga uma grande diversidade de artrópodes, cada um desempenhando um papel específico. Apesar de alguns desses artrópodes serem considerados pragas, outros são responsáveis pela aeração do solo, liberação de nutrientes e predação das espécies-praga, sendo, dessa forma, considerados benéficos às culturas. A agricultura intensiva praticada no Brasil para o cultivo da melancia é baseada no uso dos inseticidas como tiamethoxam e deltametrina, que pode não só matar as pragas, mas também organismos não-alvo. Pesquisas relacionadas à influência de inseticidas sobre artrópodes benéficos na cultura da melancia são escassas. Este estudo foi realizado com o objetivo de avaliar o efeito dos inseticidas deltametrina e thiamethoxam na comunidade de artrópodes existentes na superfície do solo, bem como naqueles artropópodes que habitam o dossel das plantas na cultura da melancia. Este estudo foi realizado no Estado do Tocantins, Brasil. Embora as aplicações de thiamethoxam e deltametrina foram eficientes no controle de populações de Aphis gossypii, como era esperado, os inseticidas afetaram negativamente artrópodes não-alvo como insetos detritívoros, insetos de dossel e da superfície do solo. Implicações ecológicas do impacto dos pesticidas sobre as espécies de artrópodes benéficos são discutidos.

Watermelon Citrullus lunatus (Thunberg, Matsumura & Nakai) is an ecosystem having a variety of arthropods, each one playing a specific role. Although some of them are considered pest to crops, some others are responsible for soil aeration, nutrient release and predation of pest species and are, therefore, considered beneficial to crops. The intensive farming practiced for watermelon cultivation in Brazil is based on the use of tiamethoxam and deltamethrin, which may not only kill target but also nontarget organisms such as beneficial arthropods. Research data regarding the influence of insecticides on arthropods in watermelon cropping is scarce. This study aimed to evaluate the effect of the insecticides deltamethrin and thiamethoxam on soil surface and watermelon canopy arthropod community. The study was carried out in the State of Tocantins, Brazil. Although the application of thiamethoxam and deltamethrin was efficient in controlling populations of Aphis gossypii (Glover), as we expected, they negatively affected non-target arthropods such as detritivores insects in the canopy and soil surface. Ecological implications of the impact of such pesticides on beneficial arthropod species are discussed.

Impacto de inseticidas em artrópodes não-alvo associados à cultura da melancia / Impact of insecticides on non-target arthropods in watermelon crop

A cultura da melancia Citrullus lunatus (Thunberg, Matsumura & Nakai) abriga uma grande diversidade de artrópodes, cada um desempenhando um papel específico. Apesar de alguns desses artrópodes serem considerados pragas, outros são responsáveis pela aeração do solo, liberação de nutrientes e predação das espécies-praga, sendo, dessa forma, considerados benéficos às culturas. A agricultura intensiva praticada no Brasil para o cultivo da melancia é baseada no uso dos inseticidas como tiamethoxam e deltametrina, que pode não só matar as pragas, mas também organismos não-alvo. Pesquisas relacionadas à influência de inseticidas sobre artrópodes benéficos na cultura da melancia são escassas. Este estudo foi realizado com o objetivo de avaliar o efeito dos inseticidas deltametrina e thiamethoxam na comunidade de artrópodes existentes na superfície do solo, bem como naqueles artropópodes que habitam o dossel das plantas na cultura da melancia. Este estudo foi realizado no Estado do Tocantins, Brasil. Embora as aplicações de thiamethoxam e deltametrina foram eficientes no controle de populações de Aphis gossypii, como era esperado, os inseticidas afetaram negativamente artrópodes não-alvo como insetos detritívoros, insetos de dossel e da superfície do solo. Implicações ecológicas do impacto dos pesticidas sobre as espécies de artrópodes benéficos são discutidos. 

Watermelon Citrullus lunatus (Thunberg, Matsumura & Nakai) is an ecosystem having a variety of arthropods, each one playing a specific role. Although some of them are considered pest to crops, some others are responsible for soil aeration, nutrient release and predation of pest species and are, therefore, considered beneficial to crops. The intensive farming practiced for watermelon cultivation in Brazil is based on the use of tiamethoxam and deltamethrin, which may not only kill target but also nontarget organisms such as beneficial arthropods. Research data regarding the influence of insecticides on arthropods in watermelon cropping is scarce. This study aimed to evaluate the effect of the insecticides deltamethrin and thiamethoxam on soil surface and watermelon canopy arthropod community. The study was carried out in the State of Tocantins, Brazil. Although the application of thiamethoxam and deltamethrin was efficient in controlling populations of Aphis gossypii (Glover), as we expected, they negatively affected non-target arthropods such as detritivores insects in the canopy and soil surface. Ecological implications of the impact of such pesticides on beneficial arthropod species are discussed.