Abstract Buffalo flies ( Haematobia irritans exigua ) are hematophagous ectoparasites of cattle causing production and welfare impacts in northern Australian herds. Skin lesions associated with buffalo fly infestation and Stephanofilaria nematode infection are manifested as focal dermatitis or ulcerated areas most commonly on the medial canthus of the eye, along the lateral and ventral neck and on the abdomen of cattle. For closely related horn flies ( Haematobia irritans irritans ), Staphylococcus aureus have been suggested as a contributing factor in the development of lesions. To investigate the potential role of bacterial infection in the pathogenesis of buffalo fly lesions, swabs were taken from lesions and normal skin, and bacteria were also isolated from surface washings of buffalo flies and surface-sterilised homogenized flies. Bacterial identification was conducted by MALDI-TOF, strain typing by rep-PCR and DNA sequencing to determine species similarity and virulence factors. Of 49 bacterial isolates collected from lesions, 37 were identified as Staphylococcus agnetis and 12 as Staphylococcus hyicus , whereas from normal skin four isolates were S. hyicus and one was Staphylococcus sciuri . Of the Staphylococcus isolates isolated from buffalo flies, five were identified as S. agnetis and three as S. hyicus . Fifty percent of the buffalo fly isolates had rep-PCR genotypic patterns identical to the lesion isolates. Genome sequencing of 16 S. agnetis and four S. hyicus isolates revealed closely similar virulence factor profiles, with all isolates possessing exfoliative toxin A and C genes. The findings from this study suggest the involvement of S. agnetis and S. hyicus in buffalo fly lesion pathogenesis. This should be taken into account in the development of effective treatment and control strategies for lesions.

The horn fly, Haematobia irritans irritans, is a hematophagous parasite of livestock distributed throughout Europe, Africa, Asia, and the Americas. Welfare losses on livestock due to horn fly infestation are estimated to cost between USD 1-2.5 billion annually in North America and Brazil. The endosymbiotic bacterium Wolbachia pipientis is a maternally inherited manipulator of reproductive biology in arthropods and naturally infects laboratory colonies of horn flies from Kerrville, USA and Alberta, Canada, but has also been identified in wild-caught samples from Canada, USA, Mexico and Hungary. Re-assembly of PacBio long-read and Illumina genomic DNA libraries from the Kerrville H. i. irritans genome project allowed for a complete and circularised 1.3 Mb Wolbachia genome (wHae). Annotation of wHae yielded 1249 coding genes, 34 tRNAs, three rRNAs, and five prophage regions. Comparative genomics and whole genome Bayesian evolutionary analysis of wHae compared to published Wolbachia genomes suggests that wHae is most closely related to and diverged from Wolbachia supergroup A strains known to infect Drosophila spp. Whole-genome synteny analyses between wHae and closely related genomes indicates that wHae has undergone convoluted genome rearrangements while maintaining high nucleotide identity. Comparative analysis of the cytoplasmic incompatibility (CI) genes of wHae suggests two phylogenetically distinct CI loci and acquisition of another CifB homolog from phylogenetically distant supergroup A Wolbachia strains suggesting horizontal acquisition of these loci. The wHae genome provides a resource for future examination of the impact Wolbachia may have in both biocontrol and potential insecticide resistance of horn flies.

Background Control of buffalo flies ( Haematobia irritans exigua , BFs) relies mainly on chemical methods; however, resistance to insecticides is widespread in BF populations. Breeding for resistance to BFs represents a possible alternative, but direct phenotyping of animals is laborious and often inaccurate. The availability of reliable diagnostic biomarker(s) to identify low BF carrier cattle would facilitate rapid and accurate selection for genetic improvement. However, limited information is available regarding differences amongst cattle in host responses to BF infestation. Methods This study investigated the variation in Brangus cattle serum proteomic profiles before (naïve) and after peak BF exposure, in low (LF) and high BF burden (HF) cattle. Cattle were phenotyped for susceptibility based on BF counts on multiple dates using visual and photographic techniques. The relative abundance of serum proteins in cattle before and after exposure to BFs was analysed using sequential window acquisition of all theoretical fragment ion mass spectrometry (SWATH-MS). Results Exposure to BFs elicited similar responses in HF and LF cattle, with 79 and 70 proteins, respectively, showing significantly different abundances post exposure as compared to their relevant naïve groups. The comparison of serum samples from naïve HF and LF cattle identified 44 significantly differentially abundant (DA) proteins, while 37 significantly DA proteins were identified from the comparison between HF and LF cattle post-exposure to BFs. Proteins with higher abundance in naïve LF cattle were enriched in blood coagulation mechanisms that were sustained after exposure to BFs. Strong immune response mechanisms were also identified in naïve LF cattle, whereas these responses developed in HF cattle only after exposure to BF. High BF cattle also showed active anticoagulation mechanisms in response to BF exposure, including downregulation of coagulation factor IX and upregulation of antithrombin-III, which might facilitate BF feeding. Conclusion Underlying differences in the abundance of proteins related to blood coagulation and immune response pathways could potentially provide indirect indicators of susceptibility to BF infestation and biomarkers for selecting more BF-resistant cattle.

BACKGROUND: Haematobia spp., horn flies (HF) and buffalo flies (BF), are economically important ectoparasites of dairy and beef cattle. Control of these flies relies mainly on the treatment of cattle with chemical insecticides. However, the development of resistance to commonly used compounds is compromising the effectiveness of these treatments and alternative methods of control are required. Wolbachia are maternally transmitted endosymbiotic bacteria of arthropods that cause various reproductive distortions and fitness effects, making them a potential candidate for use in the biological control of pests. RESULTS: Here we report the successful establishment of a continuous HF cell line (HIE-18) from embryonic cells and its stable transinfection with Wolbachia strain wAlbB native to mosquitoes, and wMel and wMelPop native to Drosophila melanogaster. The established HIE-18 cells are typically round and diploid with ten chromosomes (2n = 10) or tetraploid with 20 chromosomes (4n=20) having a doubling time of 67.2 hours. Wolbachia density decreased significantly in the HIE-18 cells in the first 48 hours of infection, possibly due to overexpression of antimicrobial peptides through the Imd immune signalling pathway. However, density recovered after this time and stably Wolbachia-infected HIE-18 cell lines have now all been subcultured more than 50 times as persistently infected lines. CONCLUSION: The amenability of HF to infection with different strains of Wolbachia suggests the potential for use of Wolbachia in novel approaches for the control of Haematobia spp. Further, the availability of the HIE-18 cell line will provide an important resource for the study of genetics, host-parasite interactions and chemical resistance in Haematobia populations.

A widespread insect endosymbiont Wolbachia is currently of much interest for use in novel strategies for the control of insect pests and blocking transmission of insect-vectored diseases. Wolbachia-induced effects can vary from beneficial to detrimental depending on host biology and the genetic background of the infecting strains. As a first step towards investigating the potential of Wolbachia for use in the biocontrol of buffalo flies (BF), embryos, pupae, and adult female BF were injected with three different Wolbachia strains (wAlbB, wMel and wMelPop). BF eggs were not easily injected because of their tough outer chorion and embryos were frequently damaged resulting in less than 1% hatch rate of microinjected eggs. No Wolbachia infection was recorded in flies successfully reared from injected eggs. Adult and pupal injection gave a much higher survival rate and resulted in somatic infection and germinal tissue infection in surviving flies with transmission to the succeeding generations on a number of occasions. Investigations of infection dynamics in flies from injected pupae confirmed that Wolbachia were increasing in numbers in BF somatic tissues and ovarian infections were confirmed with wMel and wMelPop in some instances, though not with wAlbB. Measurement of fitness traits indicated reduced longevity, decreased and delayed adult emergence, and reduced fecundity in Wolbachia-infected flies in comparison to mock-injected flies. Furthermore, fitness effects varied according to the Wolbachia strain injected with most marked reductions seen in the wMelPop-injected flies and least severe effects seen with the wAlbB strain.

Abstract BACKGROUND Flystrike, primarily caused by Lucilia cuprina , is a major health and welfare issue for sheep wool industries. Current chemical‐based controls can have limited effectiveness due to the emergence of resistance in the parasite. RNA interference (RNAi), which uses double‐stranded RNA (dsRNA) as a trigger molecule, has been successfully investigated for the development of innovative pest control strategies. Although RNAi offers great potential, the efficient identification, selection of target genes and delivery of dsRNA represent challenges to be overcome for the successful application of RNAi for control of L. cuprina . RESULTS A primary L. cuprina (blowfly) embryo cell line (BFEC) was established and confirmed as being derived from L. cuprina eggs by PCR and amplicon sequencing. The BFECs were successfully transfected with plasmids and messenger RNA (mRNA) expressing fluorescent reporter proteins and dsRNA using lipid‐based transfection reagents. The transfection of dsRNA into BEFC in this study suggested decreased mRNA levels of target gene expression, which suggested RNAi‐mediated knockdown. Three of the dsRNAs identified in this study resulted in reductions of in target gene mRNA levels in BFEC and loss of biological fitness by L. cuprina larvae in a feeding bioassay. CONCLUSION This study confirms that the novel BFEC cell line can be used to improve the efficacy of dsRNA‐mediated screening to accelerate the identification of potential target genes in the development of RNAi mediated control approaches for L. cuprina. The research models established in this study are encouraging with respect to the use of RNAi as a blowfly control method, however further improvement and validation are required for field applicationsnot prefect, and could be ongoing developing. © 2024 The Author(s). Pest Management Science published by John Wiley & Sons Ltd on behalf of Society of Chemical Industry.

Insecticides allow control of agricultural pests and disease vectors and are vital for global food security and health. The evolution of resistance to insecticides, such as organophosphates (OPs), is a serious and growing concern. OP resistance often involves sequestration or hydrolysis of OPs by carboxylesterases. Inhibiting carboxylesterases could therefore restore the effectiveness of OPs for which resistance has evolved. Here, we use covalent computational design to produce nano/pico-molar boronic acid inhibitors of the carboxylesterase aE7 from the agricultural pest Lucilia cuprina, as well as a common Gly137Asp aE7 mutant that confers OP resistance. These inhibitors, with high selectivity against human acetylcholinesterase, and low to no toxicity in human cells and mice, act synergistically with the OPs diazinon and malathion to reduce the amount of OP required to kill L. cuprina by up to 16-fold, and abolish resistance. The compounds exhibit broad utility in significantly potentiating another OP, chlorpyrifos against the common pest, the peach-potato aphid (Myzus persicae). These compounds represent a solution to OP resistance as well as to environmental concerns regarding overuse of OPs, allowing significant reduction of use without compromising efficacy.