16S rRNA gene profiling of bacterial communities mediating production of tsetse attractive phenols in mammalian urine

Abstract

Several types of odours are involved in the location of host animals by tsetse (Diptera: Glossinidae), a vector of animal African trypanosomiasis. Host animals’ ageing urine has been shown to be the source of a phenolic blend attractive to the tsetse. Nevertheless, limited research has been performed on the microbial communities’ role in the production of phenols. This study aimed at profiling bacterial communities mediating the production of tsetse attractive phenols in mammalian urine. Urine samples were collected from African buffalo ( Syncerus caffer ), cattle ( Bos taurus ) and eland ( Taurotragus oryx ) at Kongoni Game Valley Ranch and Kenyatta University in Kenya. Urine samples, of each animal species, were pooled and left open to age in ambient conditions. Bacteriological and phenols analyses were then carried out, at 4 days ageing intervals, for 24 days. Phenols analysis revealed nine volatile phenols: 4-cresol, ortho-cresol, 3-cresol, phenol, 3-ethylphenol, 3-propylphenol, 2-methyloxyphenol, 4-ethylphenol and 4-propylphenol. Eight out of 19 bacterial isolates from the ageing urine revealed the potential to mediate production of phenols. 16S rRNA gene characterisation of the isolates closely resembled Enterococcus faecalis KUB3006, Psychrobacter alimentarius PAMC 27887, Streptococcus agalactiae 2603V, Morganella morganii sub.sp. morganii KT, Micrococcus luteus NCTC2665, Planococcus massiliensis strain ES2, Ochrobactrum pituitosum AA2 and Enterococcus faecalis OGIRF. This study established that some of the phenols emitted from mammalian urine, which influence the tsetse‘s host-seeking behaviour, are well characterised by certain bacteria. These results may allow the development of biotechnological models in vector control that combines the use of these bacteria in the controlled release of semiochemicals.

Urina de vaca como biopesticida e biorrepelente: revisão sistemática da literatura

“…A base de dados Pubmed apresentou 13 resultados para os termos cattle urine AND insects, 6 para cow urine AND biopesticide, 5 para cow urine AND repellent e zero para os demais conjuntos de termos empregados na busca. Relativo ao período de publicação dos estudos, obteve-se um artigo publicado no ano de 2011 (Meena et al, 2011); um em 2013 (Rakesh et al,2013); um em 2014 (Kambar et al, 2014); três para o ano de 2016 (Gahukar, 2016;Isberg et al, 2016;Wachira et al, 2016); um em 2018 (Bijewar e Chouragade, 2018) e dois estudos em 2019 (Musonye et al, 2019; Thakur e Sood, 2019). A figura um apresenta o esquema e ordenação das etapas seguidas para a seleção das pesquisas nas bases de dados a partir dos descritores utilizados.…”

“…Ano de publicação, local de origem da pesquisa, coleta/preparo da amostra e finalidade de uso da urina de vaca nas publicações. (Meena et al, 2011;Rakesh et al,2013;Kambar et al, 2014;Gahukar, 2016; Bijewar e Chouragade, 2018; Thakur e Sood, 2019); dois (22,2 %) no país africano Quênia (Wachira et al, 2016;Musonye et al, 2019) e um (11,1 %) artigo na Suécia (Isberg et al, 2016).…”

“…Referente ao tipo de coleta e preparo das amostras de urina de vaca nos estudos avaliados, cinco (55,5 %) destes utilizaram apenas urina de vaca em sua forma pura ou em diluição (Kambar et al, 2014;Isberg et al, 2016;Wachira et al, 2016;Musonye et al, 2019); três (33,3 %) dos estudos utilizaram diluições da urina de vaca combinada com outros compostos naturais, destes, dois combinaram a urina apenas com extratos vegetais e um com extratos vegetais, leite fermentado e esterco bovino (Rakesh et al,2013;Gahukar, 2016; Thakur e Sood, 2019); dois (22,2 %) estudos empregaram a urina de vaca em sua forma individual sob diferentes diluições, bem como em combinação com outros compostos como extratos vegetais (Meena et al, 2011;Bijewar e Chouragade, 2018).…”

“…No tocante aos tipos de abordagem sobre o tema, três (33,3 3%) estudos avaliaram a ação inibitória contra microrganismos fitopatogênicos (2011; Meena et al, Rakesh et al, 2013;2011;Kambar et al, 2014); três (33,3 %) estudos investigaram os compostos químicos voláteis da urina de vaca e sua ação repelente/atraente sobre espécies de artrópodes (Isberg et al, 2016;Wachira et al, 2016;Musonye et al, 2019); dois (22,2 %) estudos mensuraram o potencial de ação biorrepelente/bioinseticida da urina de vaca (Bijewar e Chouragade , 2018;…”

“…Método de aplicação/avaliação do composto, grupo taxonômico e os principais resultados relativos aos efeitos da urina de vaca obtidos nos estudos. Bijewar e Chouragade 2018); dois (22,2 %) empregaram o enriquecimento de meio de cultura (Rakesh et al,2013;Kambar et al, 2014);dois (22,2 %) submeteram as amostras à evaporação (Isberg et al, 2016;Wachira et al, 2016); um estudo aplicou o método específico de extração dos constituintes químicos do composto para análise cromatográfica (Musonye et al, 2019); um estudo tratou da aplicação do composto para o tratamento de sementes (Gahukar, 2016) e um estudo utilizou as amostras do composto como meio de imersão para tratar folhas vegetais (Thakur e Sood, 2019).…”