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    Attacks of Kalotermes flavicollis in Palermo and associated Aspergillus species

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    Tra le termiti della famiglia Kalotermitidae, una delle più primitive tra gli Isotteri e tipica del legno umido, la specie Kalotermes flavicollis Fabr. si distingue per essere nota come ‘termite del legno secco dal collo giallo’. Recentemente, in edifici pubblici e privati e in due chiese di Palermo sono stati rinvenuti diversi nidi di K. flavicollis, associati ad attacchi sia di parti strutturali, che di manufatti, alcuni dei quali di rilevante pregio e valore artistico. Il loro comportamento lucifago ha reso difficile la precoce individuazione delle infestazioni, sottovalutandone il rischio, fino alla manifestazione dei danni. Le colonie identificate erano costituita da circa 400-500 individui, mentre i voli nuziali di maschi e femmine sono stati registrati nei mesi di ottobre e novembre degli anni 2019 – 2021. Durante il monitoraggio sono stati rilevati diversi individui morti e con evidenti efflorescenze fungine. Si è ritenuto opportuno, quindi, effettuare uno studio rivolto all’isolamento e all’identificazione di tali microrganismi. Allo scopo, dai nidi con individui infetti sono stati prelevati alcuni campioni di materiale ligneo e di insetti da sottoporre alle opportune analisi di laboratorio. Le prime osservazioni al microscopio stereoscopico hanno evidenziato la presenza di teste conidiche di Aspergillus, di colore giallo-ocraceo, portate da lunghi conidiofori emergenti dal corpo degli insetti. Sono stati condotti, quindi, isolamenti diretti e indiretti (diluizioni seriali) su substrato nutritivo agarizzato PDA. Le colonie fungine accresciute sono state allevate in purezza e osservate al microscopio ottico per la loro identificazione morfologica su base dei caratteri macro- e microscopici. Le colonie ricorrenti sono state sottoposte ad estrazione di DNA e amplificazione dei geni ITS e β-tubulina. Le analisi morfologiche e molecolari hanno consentito di identificare Aspergillus nomius, A. subramanianii e A. tamarii. In letteratura, A. nomius è stato segnalato, su termiti della specie Coptotermes formosanus, sia come saprofita che come parassita facoltativo, su insetti sottoposti a qualche forma di stress, mentre A. tamarii è stato identificato in associazione a quelle della specie Psammotermes hypostoma. In questo studio A. subramanianii, viene segnalato per la prima volta in associazione a termiti. Ulteriori indagini potranno fornire utili indicazioni sull’eventuale ruolo ecologico che questi funghi rivestono, sia singolarmente che in consociazione, sulla vitalità delle colonie di K. flavicollis, anche nell’ottica della messa a punto di mirate strategie di biocontrollo

    Revision on the effects of an entomopathogen bacteria Bacillus thuringiensis on the immune response of Red Palm Weevil (Rhynchophorus ferrugineus), is it a question of gender?

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    1 Università degli Studi di Palermo, Italia; 2 Università degli Studi dell’Insubria, Italia Il punteruolo rosso, Rhynchophorus ferrugineus (Olivier 1790) (Coleoptera: Curculionidae) fitofago infestante delle palme e Galleria mellonella L. (Lepidoptera: Pyralidae) parassita delle arnie, sono stati utilizzati come modelli per approfondire le conoscenze della relazione ospite-nematode entomopatogeno. Gli effetti del nematode entomopatogeno Steinernema carpocapsae (Nematoda: Steinernematidae) sull'immuno attività delle larve di R. ferrugineus e di G. mellonella, sono stati messi a confronto. E’ stata anche valutata la capacità di completare il ciclo vitale di S. carpocapsae nei due insetti. Sebbene S. carpocapsae sia efficace nel controllo biologico del punteruolo rosso, non è tuttavia in grado di completare il suo ciclo all’interno dell’ospite, mentre lo stesso nematode si riproduce con successo in G. mellonella. Sulla base di precedenti dati di laboratorio e sulla revisione sistematica della letteratura, gli effetti indotti dal nematode sulla risposta immunitaria del Coleottero e del Lepidottero, sono stati comparati. In particolare sono stati analizzati: la popolazione emocitaria immunocompetente (numero e tipi cellulari), l’attività del sistema profenolossidasi-fenolossidasi (proPO) e infine è stata valutata l’inibizione e proliferazione del batterio simbionte Gram negativo Xenorhabdus nematophila (Enterobacteraceae).Since their discovery, bioinsecticides based on Bacillus thuringiensis (Bt) have demonstrated targeted insect control with minimal environmental impact. Understanding the biology of insect pests, as well as interac- tions with pathogens and immune systems, can help to enhance their effect within these interactions. On the basis of previous laboratory data and a systematic literature review we analyzed the effects induced by the entomopathogen bacteria Bt, on red palm weevil (RPW), an highly invasive pest of palms that had a significant economic, environmental and social impact when introduced into Italy. The bacteria-induced effects on physiology, immune response and stress answers in the RPW. Rhynchophorus ferrugineus Olivier (Coleoptera: Curculionidae) were considered. Previously a Bt strain, commercialized against another family of Coleopters, was found to be a potential pathogen of RPW. Data showed that Bt interacts negatively with the growth and the vitality of RPW moreover with hemocytes of R. ferrugineus whose numbers decreased drastically in the hemolymph both in total number and in type. In particular, we focused on the Bt stress- induced infections considering the genders and the instars. The interaction between Bt and RPW hemocytes was analyzed by evaluating the expression heat shock proteins (HSPs) particularly HSP70 in the supernatant of the hemocyte lysate obtained from larvae and adults. HSPs are rapidly synthesized in the cells after stress exposition including infection by pathogens. The western blot analysis, showed that the HSP70 expression was modulated in the time (3h, 6h, 12h, 19, 24h) in the response to Bt treatment, highlighting that Bt is a stress factor for the larvae but also for adults. The protein expression was increased approximately seven times after 3 hours from treatment and after 6 hours it returning to control value. Data show difference in how males and females invest in Bt infection answer. Our data on immunity support the theory that males choose investment in reproduction over investment in immunity. In fact, B. thuringiensis-induced mortality data show the effect that females mount a stronger immune response and they also suffer lower mortality

    Does the immune answer to Bacillus thuringiensis infection is the same in larvae, females and males of Rhynchophorus ferrugineus?

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    Bacillus thuringiensis (Bt) è considerato un potenziale batterio entomopatogeno per la lotta al Rhynchophorus ferrugineus, coleottero da quarantena infestante le palme. In questo lavoro si considerano gli effetti dell’infezione di Bt in larve, maschi e femmine del punteruolo rosso. La patogenicità è stata valutata stimando la LD50 (Lethal Median Dose) e la LT50 (Lethal Median Time), il numero totale di emociti ed il tipo di emociti (Differential Haemocytes counts) ed inoltre l’espressione delle proteine Heat Shock Protein 70 (HSP70) negli emociti e nel cerebro. La mortalità di entrambi i sessi e delle larve aumentava all’aumentare della dose e del tempo di esposizione. Tuttavia le larve hanno mostrato una maggiore mortalità, quasi doppia di quella degli adulti, mentre i valori di LT50 erano superiori nelle femmine rispetto ai maschi e alle larve. Trattamenti con dosi sub letali di Bt inducevano un decremento nel numero di emociti sia per larve che per gli adulti. Nelle larve, tuttavia, vi era un incremento dei plasmatociti e un decremento di enociti e sferulociti. Nelle femmine invece diminuivano tutti i tipi di emociti mentre nei maschi diminuiva il numero di plasmatociti ed incrementava quello dei granulociti. La risposta fisiologica alla infezione da Bt è stata valutata anche mediante la modulazione delle HSP70 negli emociti, mostrando che già dopo 3 ore dall’ingestione di Bt, si poteva notare un incremento delle stesse. Nel cerebro il massimo picco di modulazione delle HSP70 si è registrato a 6 ore dall’ingestione. I risultati confermano che il Bt induce uno stato di patogenesi nel punteruolo rosso sia negli adulti che nelle larve già a poche ore dall’ingestione tuttavia gli effetti sono diversi come livello e tipo di risposta.Bacillus thuringiensisis considered a potential useful entomopathogen of Rhynchophorus ferrugineus(RPW), a quarantine pest that attacks the palm trees. We compare the effects of Bt in mature larvae, females and males. The pathogenicity activity of Bt was evaluated estimating: Median Lethal Dose (LD50), Median Lethal Time (LT50), and Total Haemocytes Count (THC) and Differential Haemocytes count (DHC), and finally the expression of the stress protein Heat Shock Protein 70 in the haemocytes and in the brains. RPW mortality exhibited a positive trend with the dosage and duration of exposure to Bt. The larvae were more susceptible than adults and the LD50 of females was even the double value of the one of larvae. Similarly, the LT50 value was higher for females than males and larvae. Treatment with sub-lethal dose of Bt induces a decrement in THC in larvae, females, and males. In treated larvae plasmatocytes decrease while oenocytes and spherulocytes increase. In treated females all type of haemocytes decrease, while in males the number of plasmatocytes decreases and the granulocytes increase. We also registered the stress answer directly on hemocytes, showing that already at 3, hours after eating Bt, it modulates the expression of the stress protein Hsp 70. This effect was also observed in the brain tissue at 6 hours after treatment. The results confirm that the Bt treatment induces a pathogenic state in RPW larvae and adult of both genders, that answer only after few hours from ingestion, however, the effects are different in magnitude and in type of target. The highlights can be useful to understand better the relationship pathogen-host and to implement the integrated control of phytophagous

    Monitoraggio e controllo di insetti infestanti le collezioni dell’erbario dell’orto botanico di Palermo

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    Gli erbari sono strumenti d’importante rilevanza scientifica che conservano esempi di piante rare, endemiche o estinte, e assumono essi stessi notevole interesse come beni culturali per il loro valore storico ed estetico. Gli erbari possono essere soggetti all’attacco di diverse specie d’insetti che danneggiano le piante essiccate (exsiccata) con la loro attività di alimentazione. Il controllo di queste infestazioni è spesso aggravato dalla difficoltà di poter mettere in atto trattamenti insetticidi. In tale contesto è opportuno adoperare adeguati strumenti di monitoraggio e controllo basati su sostanze attrattive feromonali o alimentari per una corretta gestione integrata degli erbari. In questo studio è stata dapprima eseguita una valutazione dei principali insetti infestanti l’erbario dell’Orto Botanico di Palermo. L’infestante chiave è risultato il coleottero anobide Lasioderma serricorne F. Sono stati rinvenuti diversi esemplari di Psocoptera (Liposcelis spp.), Thysanura (Thermobia domestica Packard e Lepisma saccharina L.) e di alcuni Hymenoptera appartenenti alla famiglia Formicidae. Sono state quindi effettuate prove sperimentali al fine di migliorare il monitoraggio e la cattura massale di L. serricorne. In una prima prova sono stati testati due erogatori (fiala in polietilene e patch in tessuto non tessuto colloso) di feromone sia in termini di emissione nel tempo che nella capacità attrattiva all’interno delle trappole. In una seconda prova di campo è stato aggiunto al feromone un attrattivo alimentare consistente in polvere di peperoncino, al fine di valutarne l’efficacia come sinergizzante del feromone. I risultati delle prove hanno evidenziato che i dispenser in polietilene hanno rilasciato il feromone in maniera più graduale e hanno determinato un maggiore numero di catture all’interno delle trappole. Infine, l’utilizzo di polvere di peperoncino ha determinato un rilevante incremento delle catture rispetto alle trappole innescate con il solo feromone.The herbaria are scientific tools of great importance that preserve extinct, rare, endemic, and common plant species, showing a valuable significance for their historical and aesthetic value as cultural heritage. The herbaria can be subject to attack by different insect species that damage dried plants (exsiccata) with their feeding activity. The control of these infestations is often aggravated by the difficulty of being able to put in implement adequate insecticide treatments. In this context, it is appropriate to use successful monitoring and control tools based on pheromonal or food attractants to be included in the integrated herbarium management. In this study, an evaluation of the main insect pests of the herbarium of the Palermo Botanical Garden was carried out, in order to identify the main entomological problem. In addition to the key pest represented by the anobiid beetle Lasioderma serricorne F., several specimens of Psocoptera (Liposcelisspp.), Thysanura (Thermobia domestica Packard and Lepisma saccharina L.) and some Hymenoptera belonging to the Formicidae family were found. Two experimental tests were therefore carried out on L. serricorne. In the first test, two pheromone dispensers (polyethylene and patch) were tested both in terms of emission over time and in the effectiveness of the traps. In the second field test, a food attractant consisting of chili powder was added to the pheromone, in order to evaluate its effectiveness as a synergist of the pheromone. The test results showed that the polyethylene dispensers released the pheromone more gradually and resulted in a greater number of catches in the traps. Finally, the use of chili powder in pheromone traps has determined a significant increase of catches compared to the catches observed in the traps loaded with pheromone only

    Comparison of the immune response of Galleria mellonella and Rhynchophorus ferrugineus after infection with the entomopathogenic nematode Steinernema carpocapsae

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    The red palm weevil, Rhynchophorus ferrugineus (Olivier 1790) (Coleoptera: Curculionidae), a pest of palm trees, and Galleria mellonella L. (Lepidoptera: Pyralidae), a pest of beehives, were used as models to deepen our understanding of the host-entomopathogenic nematode relationship. The effects of the entomopathogenic nematode Steinernema carpocapsae (Nematoda: Steinernematidae) on the immune activity of R. ferrugineus and G. mellonella larvae were compared. The ability to complete the life cycle of S. carpocapsae in the two insects was also evaluated. Although S. carpocapsae is effective in the biological control of the red weevil, it is not able to complete its cycle within the host, whereas the same nematode successfully reproduces in G. mellonella. On the basis of previous laboratory data and a systematic literature review, the nematode-induced effects on the immune response of the Coleoptera and the Lepidoptera were compared. In particular, the immunocompetent haemocyte population (number and cell types), the activity of the prophenoloxidase- phenoloxidase system (proPO) and finally the inhibition and proliferation of the Gram-negative symbiont bacterium Xenorhabdus nematophila (Enterobacteraceae) were analysed

    Going Beyond Counting First Authors in Author Co-citation Analysis

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    The present study examines one of the fundamental aspects of author co-citation analysis (ACA) - the way co-citation counts are defined. Co-citation counting provides the data on which all subsequent statistical analyses and mappings are based, and we compare ACA results based on two different types of co-citation counting - the traditional type that only counts the first one among a cited work's authors on the one hand and a non-traditional type that takes into account the first 5 authors of a cited work on the other hand. Results indicate that the picture produced through this non-traditional author co-citation counting contains more coherent author groups and is therefore considerably clearer. However, this picture represents fewer specialties in the research field being studied than that produced through the traditional first-author co-citation counting when the same number of top-ranked authors is selected and analyzed. Reasons for these effects are discussed
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