Assessment of p-cresol and phenol antifungal interactions in an arthropod defensive secretion: the case of an endemic Balkan millipede, Apfelbeckia insculpta (L. Koch, 1867) (Diplopoda: Callipodida)

Abstract: Millipedes (Diplopoda) are a group of arthropods that produce and deploy chemically diverse exudates from defensive glands in the event of predator attack. These exocrine secretions are also potent antimicrobials. In view of the fact that the defensive secretion of the endemic Balkan millipede, Apfelbeckia insculpta (L. Koch, 1867) consists of only two compounds with known antifungal properties (p-cresol and phenol), it represents an ideal model for studying the contribution of individual compounds to the overall antifungal activity of this natural product, thereby enabling us to define the nature and type of interactions between the main compound (p-cresol) and the trace compound (phenol). Twenty-five combinations of concentrations, ranging from 0.1 to 1.0 mg mL^-1, were tested on 14 filamentous fungi belonging to the genera Aspergillus, Cladosporium, Fusarium, Penicillium and Trichoderma; two yeasts (Sporobolomyces roseus and Meyerozyma guilliermondii); and one yeast-like filamentous fungus (Aureobasidium pullulans var. melanogenum) using the checkerboard method. Among the 29 interactions observed, the tested combinations of concentrations showed mainly additive (16 instances) and, to a lesser extent, indifferent (12 instances) properties, with notably 2–8 times lower concentrations of compounds needed to suppress fungal growth than those recorded for the individual compounds. A synergistic effect was observed only for Aspergillus niger when 0.1 mg mL^-1 of p-cresol was supplemented with 0.2 mg mL^-1 of phenol. Furthermore, A. niger was the only fungus where all three types of documented antifungal interactions, i.e., synergism, additivism and indifference, were observed. No antagonism between compounds was documented in any of the tested combinations. Meyerozyma guilliermondii was the only tested fungus where no interactions could be determined (MIC >1.0 mg mL^-1).

РЕЗЮМЕ. Двупарноногие многоножки (Diplopoda) — это группа членистоногих, производящая и выделяющая разнообразные химические эксудаты из защитных желез в случае атаки хищника. Эти экзокринные выделения одновременно являются и потенциальными антимикробными агентами. Поскольку защитный секрет эндемичного балканского вида Apfelbeckia insculpta (L. Koch, 1867) состоит лишь из двух компонент с известными противогрибковыми свойствами (р-крезол и фенол), он представляет собой идеальную модель для изучения вклада отдельных компонент в общую фунгицидную активность этого натурального продукта, тем самым позволяя нам определить природу и тип взаимодействий между главной (р-крезол) и следовой компонентами (фенол). В 25 комбинациях их концентраций, от 0,1 до 1,0 мг/мл, шахматным методом было проверено действие секрета на 14 видов мицелиальных грибков родов Aspergillus, Cladosporium, Fusarium, Penicillium и Trichoderma, два вида дрожжей (Sporobolomyces roseus и Meyerozyma guilliermondii) и один вид похожего на дрожжи мицелиального грибка (Aureobasidium pullulans var. melanogenum). Среди 29 наблюдавшихся взаимодействий проверяемые комбинации концентраций, в основном, оказывали аддитивное действие (16 случаев) и в меньшей мере были нейтральны (12 случаев) в концентрациях даже в 2–8 раз ниже требуемых, чтобы подавить рост грибков, чем для отдельных компонент. Синэргический эффект наблюдался только для Aspergillus niger при концентрации 0,1 мг/мл р-крезола с добавкой 0,2 мг/мл фенола. Более того, A. niger был единственным из грибков, где проявились все три типа документи-рованных фунгицидных взаимодействий, т.е. синэригизм, аддитивизм и нейтральность. Антагонизм не был выявлен ни в одной из тестируемых комбинаций компонент. Вид Meyerozyma guilliermondii был единственным тестируемым грибком, где не выявлено никаких взаимодействий (MIC >1,0 мг/мл).