Valorization of hop leaves for development of eco-friendly bee pesticides

Autores
Iglesias, A.; Giménez Martínez, Pablo Darian; Ramirez, C.; Mitton, Giulia Angelica; Meroi Arcerito, Facundo René; Fangio, Maria Florencia; Churio, Maria Sandra; Fuselli, Sandra Rosa; Fanovich, Maria Alejandra; Eguaras, Martin Javier; Maggi, Matías Daniel
Año de publicación
2020
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
The bacterium Paenibacillus larvae and the mite Varroa destructor are two of the most severe biotic stressors affecting honeybees and are responsible for American foulbrood and varroosis respectively. To control these pathogens, beekeepers regularly apply synthetic acaricides or antibiotics to parasitized hives. However, antibiotic and acaricide overuse over time leads to resistance in bacteria strains and mite populations respectively, not to mention the residual contamination of bee products with these chemicals. The development of alternative and effective control methods of bee diseases is therefore crucial. In recent years, natural substances from plant extracts have emerged as the basis of suitable control methods to treat bee colonies parasitized by both P. larvae and V. destructor. Our aim was to evaluate the bioactivity of ethanolic and methanolic hop leaf extract (species: Humulus lupulus L, varieties: Victoria, Spalt, and Cascade) against P. larvae, V. destructor, and A. mellifera. The bactericidal activity against P. larvae was evaluated by the broth microdilution method. Topical administration protocols were used to determine the bioactivity of hop extracts on V. destructor and A. mellifera. Total polyphenols, flavonoids, saponins, and antioxidant capacity were determined for each hop leaf extract tested. The Victoria extract had the highest concentration of phenolic compounds, whereas Cascade and Victoria extracts had higher concentrations of the glycoside saponin. All hop extracts presented low toxicity against A. mellifera bees after 48 h of topical administration (except for Cascade ethanolic extract which reached a maximum of 36% of bee mortality). Minimum inhibitory concentration (MIC) and minimum bactericidal concentration (MBC) values ranged from 0.69 to 2.75 mg/kg for the Cascade variety, 1.38 to 5.5 mg/kg for the Spalt variety, and 5.5 to 11 mg/kg for the Victoria variety. After 48 h, the acaricidal activity for the ethanolic extract of the Victoria variety reached a value close to 80%, while the methanolic extract of Cascade showed an acaricidal activity close to 70%. The results reported in this study support the potential use of methanolic and ethanolic extracts of hop leaves from Argentina as promising natural alternatives for varroosis and American foulbrood control.
Fil: Iglesias, A.. Universidad Nacional de Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Producción, Sanidad y Ambiente - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Producción, Sanidad y Ambiente; Argentina
Fil: Giménez Martínez, Pablo Darian. Universidad Nacional de Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Producción, Sanidad y Ambiente - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Producción, Sanidad y Ambiente; Argentina
Fil: Ramirez, C.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Biotecnología; Argentina
Fil: Mitton, Giulia Angelica. Universidad Nacional de Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Producción, Sanidad y Ambiente - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Producción, Sanidad y Ambiente; Argentina
Fil: Meroi Arcerito, Facundo René. Universidad Nacional de Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Producción, Sanidad y Ambiente - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Producción, Sanidad y Ambiente; Argentina
Fil: Fangio, Maria Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Físicas de Mar del Plata. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Físicas de Mar del Plata; Argentina
Fil: Churio, Maria Sandra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Físicas de Mar del Plata. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Físicas de Mar del Plata; Argentina
Fil: Fuselli, Sandra Rosa. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Biología; Argentina
Fil: Fanovich, Maria Alejandra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; Argentina
Fil: Eguaras, Martin Javier. Universidad Nacional de Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Producción, Sanidad y Ambiente - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Producción, Sanidad y Ambiente; Argentina
Fil: Maggi, Matías Daniel. Universidad Nacional de Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Producción, Sanidad y Ambiente - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Producción, Sanidad y Ambiente; Argentina
Materia
APIS MELLIFERA
CHEMICAL COMPOSITION
HUMULUS LUPULUS
NATURAL EXTRACTS
PAENIBACILLUS LARVAE
VARROA DESTRUCTOR
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
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The development of alternative and effective control methods of bee diseases is therefore crucial. In recent years, natural substances from plant extracts have emerged as the basis of suitable control methods to treat bee colonies parasitized by both P. larvae and V. destructor. Our aim was to evaluate the bioactivity of ethanolic and methanolic hop leaf extract (species: Humulus lupulus L, varieties: Victoria, Spalt, and Cascade) against P. larvae, V. destructor, and A. mellifera. The bactericidal activity against P. larvae was evaluated by the broth microdilution method. Topical administration protocols were used to determine the bioactivity of hop extracts on V. destructor and A. mellifera. Total polyphenols, flavonoids, saponins, and antioxidant capacity were determined for each hop leaf extract tested. The Victoria extract had the highest concentration of phenolic compounds, whereas Cascade and Victoria extracts had higher concentrations of the glycoside saponin. All hop extracts presented low toxicity against A. mellifera bees after 48 h of topical administration (except for Cascade ethanolic extract which reached a maximum of 36% of bee mortality). Minimum inhibitory concentration (MIC) and minimum bactericidal concentration (MBC) values ranged from 0.69 to 2.75 mg/kg for the Cascade variety, 1.38 to 5.5 mg/kg for the Spalt variety, and 5.5 to 11 mg/kg for the Victoria variety. After 48 h, the acaricidal activity for the ethanolic extract of the Victoria variety reached a value close to 80%, while the methanolic extract of Cascade showed an acaricidal activity close to 70%. The results reported in this study support the potential use of methanolic and ethanolic extracts of hop leaves from Argentina as promising natural alternatives for varroosis and American foulbrood control.Fil: Iglesias, A.. Universidad Nacional de Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Producción, Sanidad y Ambiente - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Producción, Sanidad y Ambiente; ArgentinaFil: Giménez Martínez, Pablo Darian. Universidad Nacional de Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Producción, Sanidad y Ambiente - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Producción, Sanidad y Ambiente; ArgentinaFil: Ramirez, C.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Biotecnología; ArgentinaFil: Mitton, Giulia Angelica. Universidad Nacional de Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Producción, Sanidad y Ambiente - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. 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Fil: Fuselli, Sandra Rosa. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Biología; Argentina
Fil: Fanovich, Maria Alejandra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; Argentina
Fil: Eguaras, Martin Javier. Universidad Nacional de Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Producción, Sanidad y Ambiente - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Producción, Sanidad y Ambiente; Argentina
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