Isolation and characterization of bacteria associated with silkworm gut under antibiotic-treated larval feeding / Isolamento e caracterização de bactérias associadas ao trato intestinal do bicho-da-seda sob alimentação larval tratada com antibióticos

Abstract The impact of antibiotics on growth, cocoon production was assessed in addition to isolation and characterization of bacteria associated with silkworm gut of infected larvae. Larval rearing was maintained at recommended conditions of temperature and humidity. Silkworm larvae showing abnormal symptoms were collected from the control group and dissected for gut collection. Bacteria were isolated from the gut content by spreading on agar plates and incubated at 37 °C for 48 hrs. Bacterial identification and phylogenetic analysis were carried out by 16S rRNA gene sequencing. The isolated bacteria were subjected to antimicrobial susceptibility test (disc diffusion methods) by using Penicillin (10 µg/mL), Tetracycline (30 µg/mL), Amoxicillin (25 µg/mL), Ampicillin (10 µg/mL), and Erythromycin (15 µg/mL). All isolated strains showed positive results for the catalase test. We isolated and identified bacterial strains (n = 06) from the gut of healthy and diseased silkworm larvae. Based on the 16S rRNA gene sequence, isolated bacteria showed close relation with Serratia, Bacillus, and Pseudomonas spp. Notably, 83.3% of strains were resistant to Penicillin, Tetracycline, Amoxicillin, Ampicillin, and Erythromycin but 16.6% showed antibiotic susceptibility to the above-mentioned commonly used antibiotics. Silkworm larvae fed on penicillin-treated leaves showed significant improvement in larval weight, larval length, and cocoon production. Significantly higher larval weight (6.88g), larval length (5.84cm), and cocoon weight (1.33g) were recorded for larvae fed on leaves treated with penicillin as compared to other antibiotics. Isolated bacterial strains showed close relation with Serratia spp., Bacillus spp. and Pseudomonas spp.

Resumo O impacto dos antibióticos no crescimento e na produção do casulo foi avaliado, além do isolamento e caracterização das bactérias associadas ao intestino de larvas infectadas do bicho-da-seda. A criação das larvas foi mantida nas condições recomendadas de temperatura e umidade. As larvas do bicho-da-seda com sintomas anormais foram coletadas do grupo controle e dissecadas para coleta do intestino. As bactérias foram isoladas do conteúdo intestinal por espalhamento em placas de ágar e incubadas a 37° C durante 48 horas. A identificação bacteriana e a análise filogenética foram realizadas pelo sequenciamento do gene 16S rRNA. As bactérias isoladas foram submetidas a teste de sensibilidade antimicrobiana (métodos de difusão em disco) com penicilina (10 µg / mL), tetraciclina (30 µg / mL), amoxicilina (25 µg / mL), ampicilina (10 µg / mL) e eritromicina (15 µg / mL). Todas as cepas isoladas apresentaram resultados positivos para o teste da catalase. Isolamos e identificamos cepas bacterianas (n = 06) do intestino de larvas de bicho-da-seda saudáveis e doentes. Com base na sequência do gene 16S rRNA, as bactérias isoladas mostraram estreita relação com Serratia, Bacillus e Pseudomonas spp. Notavelmente, 83,3% das cepas eram resistentes a penicilina, tetraciclina, amoxicilina, ampicilina e eritromicina, mas 16,6% mostraram suscetibilidade aos antibióticos comumente usados mencionados acima. As larvas do bicho-da-seda alimentadas com folhas tratadas com penicilina apresentaram melhora significativa no peso larval, comprimento larval e produção de casulo. Peso larval significativamente maior (6,88g), comprimento larval (5,84cm) e peso do casulo (1,33g) foram registrados para larvas alimentadas com folhas tratadas com penicilina, em comparação com outros antibióticos. Cepas bacterianas isoladas mostraram estreita relação com Serratia spp., Bacillus spp. e Pseudomonas spp.

Isolation and characterization of bacteria associated with silkworm gut under antibiotic-treated larval feeding

Abstract The impact of antibiotics on growth, cocoon production was assessed in addition to isolation and characterization of bacteria associated with silkworm gut of infected larvae. Larval rearing was maintained at recommended conditions of temperature and humidity. Silkworm larvae showing abnormal symptoms were collected from the control group and dissected for gut collection. Bacteria were isolated from the gut content by spreading on agar plates and incubated at 37 °C for 48 hrs. Bacterial identification and phylogenetic analysis were carried out by 16S rRNA gene sequencing. The isolated bacteria were subjected to antimicrobial susceptibility test (disc diffusion methods) by using Penicillin (10 µg/mL), Tetracycline (30 µg/mL), Amoxicillin (25 µg/mL), Ampicillin (10 µg/mL), and Erythromycin (15 µg/mL). All isolated strains showed positive results for the catalase test. We isolated and identified bacterial strains (n = 06) from the gut of healthy and diseased silkworm larvae. Based on the 16S rRNA gene sequence, isolated bacteria showed close relation with Serratia, Bacillus, and Pseudomonas spp. Notably, 83.3% of strains were resistant to Penicillin, Tetracycline, Amoxicillin, Ampicillin, and Erythromycin but 16.6% showed antibiotic susceptibility to the above-mentioned commonly used antibiotics. Silkworm larvae fed on penicillin-treated leaves showed significant improvement in larval weight, larval length, and cocoon production. Significantly higher larval weight (6.88g), larval length (5.84cm), and cocoon weight (1.33g) were recorded for larvae fed on leaves treated with penicillin as compared to other antibiotics. Isolated bacterial strains showed close relation with Serratia spp., Bacillus spp. and Pseudomonas spp.

Resumo O impacto dos antibióticos no crescimento e na produção do casulo foi avaliado, além do isolamento e caracterização das bactérias associadas ao intestino de larvas infectadas do bicho-da-seda. A criação das larvas foi mantida nas condições recomendadas de temperatura e umidade. As larvas do bicho-da-seda com sintomas anormais foram coletadas do grupo controle e dissecadas para coleta do intestino. As bactérias foram isoladas do conteúdo intestinal por espalhamento em placas de ágar e incubadas a 37° C durante 48 horas. A identificação bacteriana e a análise filogenética foram realizadas pelo sequenciamento do gene 16S rRNA. As bactérias isoladas foram submetidas a teste de sensibilidade antimicrobiana (métodos de difusão em disco) com penicilina (10 µg / mL), tetraciclina (30 µg / mL), amoxicilina (25 µg / mL), ampicilina (10 µg / mL) e eritromicina (15 µg / mL). Todas as cepas isoladas apresentaram resultados positivos para o teste da catalase. Isolamos e identificamos cepas bacterianas (n = 06) do intestino de larvas de bicho-da-seda saudáveis e doentes. Com base na sequência do gene 16S rRNA, as bactérias isoladas mostraram estreita relação com Serratia, Bacillus e Pseudomonas spp. Notavelmente, 83,3% das cepas eram resistentes a penicilina, tetraciclina, amoxicilina, ampicilina e eritromicina, mas 16,6% mostraram suscetibilidade aos antibióticos comumente usados mencionados acima. As larvas do bicho-da-seda alimentadas com folhas tratadas com penicilina apresentaram melhora significativa no peso larval, comprimento larval e produção de casulo. Peso larval significativamente maior (6,88g), comprimento larval (5,84cm) e peso do casulo (1,33g) foram registrados para larvas alimentadas com folhas tratadas com penicilina, em comparação com outros antibióticos. Cepas bacterianas isoladas mostraram estreita relação com Serratia spp., Bacillus spp. e Pseudomonas spp.

Efecto del compost en la diversidad de bacterias rizosféricas del cultivo de morera (Morus alba) / Effect of compost on the rhizospheric bacteria diversity in mulberry (Morus alba) crops

RESUMEN La producción orgánica de seda incluye la aplicación de compost como practica de cultivo en morera (Morus alba), sin embargo, el efecto de la fertilización orgánica en las poblaciones de bacterias rizosféricas no siempre es positivo. Para evaluar el efecto del compost en la diversidad de bacterias rizosféricas en cultivos de morera (Morus alba), se aplicaron 0, 0.25, 0.5 y 1 kg.m-2 de compost a parcelas con morera dispuestas en un diseño en bloques completos al azar. De cada parcela se extrajo ADN del suelo rizosférico a los 0, 5, 10 y 90 días de aplicado el compost y se amplificó la región V4 del gen ADNr 16S para su secuenciación y asignación taxonómica de los OTUS. Los índices de diversidad alpha mostraron la dominancia de algunos grupos taxonómicos, como los phyla Proteobacteria y Acidobacteria y los géneros Pseudomonas, Opitutus, Luteolibacter y Nitrospir. La diversidad beta indicó similitud entre las muestras influenciadas por la aplicación compost y el incremento de la diversidad en las parcelas muestreadas al final del experimento (90 días). Los grupos taxonómicos dominantes se caracterizan por su función en el ciclo del nitrógeno. Así, se concluyó que la aplicación de 1 kg.m-2 llevó al aumento de la humedad del suelo, el pH y la disponibilidad de nutrientes, lo que incremento la diversidad de bacterias rizosféricas con cambios positivos en composición, riqueza y abundancia en los niveles de orden, familia y género.

ABSTRACT The organic silk production includes the application of compost as cultivation practice to the mulberry crop. However, the effect of the organic fertilization on populations of rhizospheric bacteria is not always positive. To evaluate the effect of compost on the diversity of rhizospheric bacteria in mulberry crops (Morus alba), 0, 0.25, 0.5 and 1 kg.m-2 of compost was applied to mulberry plots arranged in a completely randomized blocks design. From each plot, DNA was extracted from the rhizospheric soil at 0, 5, 10 and 90 days after compost was applied and the V4 region of the 16S rDNA gene was amplified for its sequencing and taxonomic assignment of the OTUS. Alpha diversity indices showed the dominance of some taxonomic groups, such as the phyla Proteobacteria and Acidobacteria, and the genera Pseudomonas, Opitutus, Luteolibacter and Nitrospira. The beta diversity indicated similarity between the samples influenced by the compost application and the increase of the biodiversity in the plots sampled at the end of the experiment (90 days). The taxonomic groups dominated are characterized by their role in the nitrogen cycle. Thus, it was concluded that the application of 1 kg.m-2 of compost led to the increase of ground humidity, soil pH and nutrient availability which increased the rhizospheric bacteria diversity with positive changes in composition, richness and abundance at order, family and genera levels.

Verificação da interferência do solvente propilenoglicol sobre o efeito da própolis na produção de lagartas de Bombyx mori l. (Lepidoptera: bombicidae) comparado ao extrato alcoólico de própolis / Interference of propyleneglycol solvent on the effect of propolis in the production of silkworm Bombyx mori l. (Lepidoptera: bombicidae) compared to propolis alcoholic extract / Verificación de la interferencia del solvente propilenoglicol sobre el efecto de propóleos en la producción de gusano de seda Bombyx mori l. (Lepidoptera: bombicidae) comparado al extracto alcohólico de propóleos

Este experimento foi realizado no Laboratório de Sericicultura, no Campus Sede da Universidade Paranaense (UNIPAR) de Umuarama, no período de fevereiro a outubro de 2011, com o objetivo de verificar o efeito da própolis em diferentes dosagens na alimentação durante o desenvolvimento biológico do bicho-da-seda (Bombxy mori L.). O método empregado na parte experimental foi a pulverização do extrato glicólico de própolis, diluído em 500mL de água destilada nas folhas de amoreira, nas seguintes dosagens, água-controle, 25mL, 30mL, 35mL e 40mL compondo os tratamentos: controle, T1, T2, T3 e T4 respectivamente. As folhas de amoreira foram fornecidas cinco vezes ao dia, durante o manejo alimentar. Verificou-se, pelos resultados obtidos, que as diferentes dosagens de própolis utilizadas não interferiram no ganho de peso das lagartas, no peso dos casulos verdes, no peso da casca sérica e crisálidas, quando comparado ao tratamento controle, mas quando se compara o Controle e T4 do ensaio da primavera, respectivamente, para os teores de seda bruto e líquido, há resultados significativos. Portanto, verificou-se que o extrato glicólico de própolis, em dosagens de 40mL, pode prejudicar o teor líquido de seda em uma produção de casulos, trazendo resultados pouco apreciados dentro da sericicultura.

This experiment was performed at the Laboratory of Sericulture, at the main campus of University Paranaense (UNIPAR), in the city of Umuarama, from February to October 2011, in order to verify the effect of different doses of propolis in feeding during the biological development of silkworm (Bombyx mori L.). The method used in the experiment was the spraying of propolis glycolic extract dissolved in 500-mL distilled water on the mulberry leaves in the following water-control dosages: 25mL, 30mL, 35mL and 40mL related to the treatment controls T1, T2, T3 and T4, respectively. Mulberry leaves were provided five times a day for feeding management. The results obtained showed that the different dosages of propolis used did not affect the weight gain of the larvae, the weight of green cocoons, shells and pupae when compared to the control treatment. However, when comparing the control and T4 from the Spring assay, respectively, to the levels of crude and net silk, significant results were noted. Thus, it can be concluded that propolis glycolic extract in 40-ml dosages may impair the net silk content in a cocoon production, presenting negative results in sericulture.

Este experimento se llevó a cabo en el Laboratorio de Sericultura, Campus Sede de la Universidad Paranaense (UNIPAR) de Umuarama, en el período de febrero a octubre de 2011, con el fin de verificar el efecto de propóleos en diferentes concentraciones en la alimentación durante el desarrollo biológico del gusano de seda (Bombyx mori L.). El método utilizado en el experimento fue la pulverización de extracto glicólico de propóleos, disuelto en 500 ml de agua destilada en las hojas de morera, en las siguientes dosis, agua control, 25 mL, 30mL, 35 mL, y 40 mL componiendo los tratamientos: control T1, T2, T3 e T4 respectivamente. A las hojas de morera se les han dado cinco veces al día, durante el manejo alimentar. Se verificó, por los resultados obtenidos, que las diferentes dosis de propóleos utilizados no afectaron en la ganancia de peso de los gusanos, en el peso de los capullos verdes, en el peso de la cáscara sérica y crisálidas, en comparación con el tratamiento de control, pero cuando se compara el Control y T4 del ensayo de la primavera, respectivamente, para los niveles de seda cruda y líquida, hay resultados significativos. Por lo tanto, se encontró que el extracto glicólico de propóleos, en dosis de 40 mL, puede perjudicar la concentración líquida de seda en una producción de capullos, trayendo resultados poco apreciados dentro de la sericultura.

Verificação da interferência do solvente propilenoglicol sobre o efeito da própolis na produção de lagartas de Bombyx mori L. (Lepidoptera: bombicidae) comparado ao extrato alcoólico de própolis / Interference of propyleneglycol solvent on the effect of propolis in the production of silkworm Bombyx mori L. (Lepidoptera: bombicidae) compared to propolis alcoholic extract / Verificación de la interferencia del solvente propilenoglicol sobre el efecto de propóleos en la producción de gusano de seda Bombyx mori L. (lepidoptera: bombicidae) comparado al extracto alcohólico de propóleos

Este experimento foi realizado no Laboratório de Sericicultura, no Campus Sede da Universidade Paranaense (UNIPAR) de Umuarama, no período de fevereiro a outubro de 2011, com o objetivo de verificar o efeito da própolis em diferentes dosagens na alimentação durante o desenvolvimento biológico do bicho-da-seda (Bombxy mori L.). O método empregado na parte experimental foi a pulverização do extrato glicólico de própolis, diluído em 500mL de água destilada nas folhas de amoreira, nas seguintes dosagens, água-controle, 25mL, 30mL, 35mL e 40mL compondo os tratamentos: controle, T1 , T2 , T3 e T4 respectivamente. As folhas de amoreira foram fornecidas cinco vezes ao dia, durante o manejo alimentar. Verificou-se, pelos resultados obtidos, que as diferentes dosagens de própolis utilizadas não interferiram no ganho de peso das lagartas, no peso dos casulos verdes, no peso da casca sérica e crisálidas, quando comparado ao tratamento controle, mas quando se compara o Controle e T4 do ensaio da primavera, respectivamente, para os teores de seda bruto e líquido, há resultados significativos. Portanto, verificou-se que o extrato glicólico de própolis, em dosagens de 40mL, pode prejudicar o teor líquido de seda em uma produção de casulos, trazendo resultados pouco apreciados dentro da sericicultura...

This experiment was performed at the Laboratory of Sericulture, at the main campus of University Paranaense (UNIPAR), in the city of Umuarama, from February to October 2011, in order to verify the effect of different doses of propolis in feeding during the biological development of silkworm (Bombyx mori L.). The method used in the experiment was the spraying of propolis glycolic extract dissolved in 500-mL distilled water on the mulberry leaves in the following water- -control dosages: 25mL, 30mL, 35mL and 40mL related to the treatment controls T1, T2, T3 and T4, respectively. Mulberry leaves were provided five times a day for feeding management. The results obtained showed that the different dosages of propolis used did not affect the weight gain of the larvae, the weight of green cocoons, shells and pupae when compared to the control treatment. However, when comparing the control and T4 from the Spring assay, respectively, to the levels of crude and net silk, significant results were noted. Thus, it can be concluded that propolis glycolic extract in 40-ml dosages may impair the net silk content in a cocoon production, presenting negative results in sericulture...

: Este experimento se llevó a cabo en el Laboratorio de Sericultura, Campus Sede de la Universidad Paranaense (UNIPAR) de Umuarama, en el período de febrero a octubre de 2011, con el fin de verificar el efecto de propóleos en diferentes concentraciones en la alimentación durante el desarrollo biológico del gusano de seda (Bombyx mori L.). El método utilizado en el experimento fue la pulverización de extracto glicólico de propóleos, disuelto en 500 ml de agua destilada en las hojas de morera, en las siguientes dosis, agua control, 25 mL, 30mL, 35 mL, y 40 mL componiendo los tratamientos: control T1 , T2 , T3 e T4 respectivamente. A las hojas de morera se les han dado cinco veces al día, durante el manejo alimentar. Se verificó, por los resultados obtenidos, que las diferentes dosis de propóleos utilizados no afectaron en la ganancia de peso de los gusanos, en el peso de los capullos verdes, en el peso de la cáscara sérica y crisálidas, en comparación con el tratamiento de control, pero cuando se compara el Control y T4 del ensayo de la primavera, respectivamente, para los niveles de seda cruda y líquida, hay resultados significativos. Por lo tanto, se encontró que el extracto glicólico de propóleos, en dosis de 40 mL, puede perjudicar la concentración líquida de seda en una producción de capullos, trayendo resultados poco apreciados dentro de la sericultura...