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Method Article
Aedes Aegypti Moskitos mit Wolbachia infiziert werden in natürlichen Populationen zu unterdrücken, die Übertragung von Arboviren freigesetzt. Wir beschreiben Methoden nach hinten Ae. Aegypti mit Wolbachia Infektionen im Labor für Experimente und Feld Freigabe, Vorsichtsmaßnahmen zum Labor Anpassung und Auswahl zu minimieren.
Aedes Aegypti Moskitos experimentell infiziert mit Wolbachia sind in Programme, um die Ausbreitung von Arboviren wie Dengue-Fieber, Chikungunya und Zika genutzt. Wolbachia-infizierte Mücken ins Feld, entweder Populationsgrössen durch inkompatible Paarungen zu reduzieren oder Populationen mit Mücken zu verwandeln, die refraktär gegenüber Übertragung des Virus sind freigegeben werden können. Für diese Strategien, um erfolgreich zu sein müssen die Mücken, die in das Feld aus dem Labor entlassen mit einheimischen Mücken wettbewerbsfähig sein. Jedoch kann Pflege Mücken im Labor führen Inzucht, genetische Drift und Labor-Anpassung, die kann ihre Fitness im Bereich reduzieren und kann die Ergebnisse von Experimenten verwirren. Um die Eignung der verschiedenen Wolbachia Infektionen für den Einsatz im Feld zu testen, ist es notwendig, die Mücken in einer kontrollierten Laborumgebung über mehrere Generationen hinweg zu erhalten. Wir beschreiben ein einfaches Protokoll für die Aufrechterhaltung der Ae. Aegypti Moskitos in das Labor, das für beide Wolbachiaeignet-infizierten und Wildtyp Mücken. Die Methoden minimieren Labor Anpassung und Umsetzung Auskreuzung um die Bedeutung der Experimente für Feld Mücken zu erhöhen. Darüber hinaus werden Kolonien unter optimalen Bedingungen zu maximieren Sie ihre Fitness für Freiland Versionen beibehalten.
Aedes Aegypti Moskitos sind verantwortlich für die Übertragung von einigen der wichtigsten Arboviren in der Welt, einschließlich Zika, Dengue-Fieber und Chikungunya1. Diese Viren sind eine zunehmende Bedrohung für die globale Gesundheit immer, da die weite Verbreitung von Ae. Aegypti in den Tropen weiterhin2,3,4zu erweitern. Weibliche Ae. Aegypti bevorzugt ernähren sich von menschlichem Blut5 und somit Leben in unmittelbarer Nähe zu den Menschen, insbesondere in städtischen Gebieten, wo die Populationen dichteste sind, tendenziell. Durch diese enge Verbindung mit den Menschen haben sie auch angepasst, um in künstlichen Lebensräumen, einschließlich Reifen, Töpfe, Dachrinnen und Wasser Behälter6,7zu züchten. AE. Aegypti anpassen auch leicht, Laborumgebungen, wo sie ohne spezielle Anforderungen beibehalten werden kann, nachdem er direkt aus der Praxis, im Gegensatz zu einigen anderen Arten in der Aedes Gattung8gesammelt, 9,10. Ihre Mühelosigkeit der Wartung hat gesehen, wie sie weit in das Labor in den unterschiedlichsten Bereichen studiert, letztlich mit dem Ziel, die Moskitos Krankheiten zu steuern übertragen kann.
Traditionell, stützt arbovirale Kontrolle sich auf den Einsatz von Insektiziden, Moskito-Populationen zu reduzieren. Allerdings gibt es zunehmende Interesse an Ansätze wo modifizierte Mücken im Labor gezüchtet und dann in natürlichen Populationen freigegeben sind. Freigegebene Mücken können gentechnisch11,12,13, biologisch14,15, durch Bestrahlung16, chemische Behandlung17,18, oder in Kombination mit Techniken19 um Populationen von Moskitos zu unterdrücken oder ersetzen Sie sie durch Mücken, die refraktär gegenüber arbovirale Getriebe20sind.
Wolbachia sind Bakterien, die derzeit als eine biologische Schädlingsbekämpfungsmittel für Arboviren. verwendet werden Mehrere Stämme von Wolbachia worden in Ae. Aegypti experimentell mit embryonalen Mikroinjektion21,22,23,24vor kurzem eingeführt. Diese Belastungen reduzieren die Fähigkeit von Arboviren zu verbreiten und zu replizieren im Moskito, verringern ihre Übertragung potenzielle23,25,26,27,28 . Wolbachia Infektionen sind von Mutter auf Kind, übertragen, jedoch bestimmte Stämme Sterilität verursachen, wenn infizierte Männchen paaren sich mit nicht infizierten Frauen22. Wolbachia-infizierte Männer daher in großen Mengen nach natürlichen Moskito Populationen, wie kürzlich in anderen Aedes -Arten15,29demonstriert unterdrücken freigegeben werden können. Jedoch da Wolbachia auch hemmen arbovirale Übertragung in Ae. Aegypti, können Mücken auch freigegeben, um heimische Populationen mit ärmeren Vektoren zu ersetzen. Ae. Aegypti mit Wolbachia experimentell infiziert werden jetzt in das Feld in mehrere Länder, in denen dieser letzteren Ansatz14,30,31veröffentlicht.
Wolbachia-basierte Ansätze zur arbovirale Steuerung verlassen Sie sich auf ein fundiertes Verständnis der Wechselwirkungen zwischen Wolbachia, die Mücke und der Umwelt. Wolbachia kommen natürlicherweise in ein breites Spektrum von Insekten, und die Stämme in Mücken eingeführt sind vielfältig in ihren Auswirkungen32. Da neue Wolbachia Infektionstypen in Ae. Aegypti24eingeführt sind, ist es notwendig, jede Belastung auf ihre Auswirkungen auf Moskito Fitness, Reproduktion und arbovirale Eingriffe unter einer Reihe von Bedingungen zu charakterisieren. Rigorose Experimente im Labor muss deshalb das Potenzial für Wolbachia Belastungen im Bereich erfolgreich zu bewerten.
Freiland-Versionen von Ae. Aegypti mit Wolbachia Infektionen können erfordern oft, dass Tausende bis Zehntausende von Mücken pro Freigabe Zone werden jede Woche14,30,31aufgezogen. Der Erfolg der ersten Releases kann verbessert werden, durch die Freigabe von Mücken von einer großen Größe ihre Fruchtbarkeit33 und Paarung Erfolg34,35maximieren. Mücken sollten auch die Gegebenheiten angepasst werden, die sie erleben werden, im Feld, aber langfristige Labor Aufzucht verursachen Veränderungen im Verhalten und Physiologie die Bereich Leistung36,37auswirken könnte, 38.
Wir beschreiben ein einfaches Protokoll für die Aufzucht von Ae. Aegypti im Labor mit Grundausstattung. Dieses Protokoll eignet sich für beide Wildtyp und Wolbachia-infizierten Mücken, von denen die letztere erfordern besondere Aufmerksamkeit, können da einige Wolbachia Stämme erhebliche Auswirkungen auf Moskito Lebensgeschichte Eigenschaften39, haben 40. die Aufzucht Bedingungen zu vermeiden, Überbelegung und Nahrungskonkurrenz Mücken eine einheitliche Größe zu produzieren, die ist entscheidend für Vektorkompetenz und Fitness Experimente und sorgt dafür, dass die Mücken gesund für Feld Release41 sind . Wir auch Vorkehrungen treffen, um Labor Anpassung und Inzucht durch Verringerung der selektiven Druck zu minimieren und sicherzustellen, dass die nächste Generation wird aus einem großen, zufällige Pool gesampelt. Jedoch Laborumgebungen unterscheiden sich deutlich von Feldbedingungen und langfristige Wartung unter ausgeruhten Bedingungen reduzieren könnte die Fitness der Mücken nach Freigabe in das Feld37,42,43 . Daher überqueren wir Frauen von Labor-Linien bis Feld gesammelt Männchen in regelmäßigen Abständen, was in Kolonien, die genetisch ähnlich für experimentelle Vergleiche sind und das Ziel Bereich Bevölkerung39angepasst sind. Die Methoden erfordern spezielle Ausrüstung und können nach hinten zig Tausenden von Individuen pro Woche für Freisetzungen hochskaliert werden. Das Protokoll priorisiert auch die Fitness der Moskitos innerhalb und zwischen den Generationen, ein wichtiger Aspekt für Insekten, die für die Einrichtung in natürlichen Populationen bestimmt. Das Protokoll ist geeignet für die meisten Labors, die erfordern Wartung von Ae. Aegypti, besonders für experimentelle Vergleiche, wo eine gleichbleibende Qualität der Mücken und Beziehbarkeit zum Feld sind wichtig.
Blut Fütterung der Moskitos am Menschen wurde von der University of Melbourne menschliche Ethik-Kommission genehmigt (Genehmigung Nr.: 0723847). Alle Freiwilligen zur Verfügung gestellt Einwilligung schriftliche.
1. Larvenstadium Aufzucht
Hinweis: Die Mücken sind in 26 ± 0,5 ° C und 50-70 % Relative Luftfeuchtigkeit, mit einem 12:12 h (Licht: dunkel) Photoperiode für diese Kolonie Wartungsprotokoll statt. Diese Bedingungen sind ähnlich wie die durchschnittlichen klimatischen Bedingungen in Cairns, Australien und im optimalen thermischen Bereich für Ae. Aegypti überleben und Entwicklung44,45,46. Hohe Temperaturen sollte können zum Verlust von Wolbachia Infektionen von Moskito Kolonien führen und vermieden werden47. Wir halten mindestens 500 Personen pro Einwohner um Inzucht zu minimieren; Aufrechterhaltung der Kolonien von einer kleineren Größe kann Fitness folgen [Ross Et Al. unveröffentlicht] haben. Unter diesen Bedingungen und unter der Annahme angemessener Ernährung beträgt die durchschnittliche Generationszeit 28 Tage (siehe Tabelle 1).
(2) Erwachsene Entstehung
Hinweis: Larven fangen an, aus fünf Tage nach dem Schlupf verpuppen sich, wenn gut gefüttert und die Mehrheit sollte durch sieben Tage nach dem Schlupf verpuppen. Erwachsene beginnt etwa zwei Tage nach der Verpuppung entstehen, wenn optimal auf 26 ° C gehalten (siehe Vertreter Ergebnisse). Larvalentwicklung ist von Wolbachia Infektionen in der Regel nicht betroffen, wenn ausreichend Nahrung23,39,49vorgesehen ist.
(3) pupal Geschlechtsbestimmung für Auskreuzung
(4) Blut zu füttern und Eiablage
5. die Eizellentnahme und Konditionierung
Tag | Schritt | ||
0 | Luke Eiern | ||
1 | Anzahl Larven in trays | ||
7 | Larven und Puppen in Kolonie Käfige zu übertragen | ||
17 | Blut ernähren weibliche Erwachsene | ||
21 | Beginnen, sammeln von Eiern | ||
25 | Sammeln von Eiern zu beenden | ||
28 | Luke Eiern |
Tabelle 1: Übersicht über die Ae. Aegypti Kolonie Wartungsplan bei 26 ° c Das Timing der weiblichen Blut-Fütterung und das Ausbrüten von Eiern ist flexibel, aber lange Laufzeiten auf diesen Stufen sollte vermieden werden, insbesondere für Mücken infiziert mit Wolbachia, um Sterblichkeit zu minimieren. Nach diesem Zeitplan minimiert Selektion gegen Mücken, die schnell oder langsam zu entwickeln und zu Reifen in allen Lebensphasen, vorausgesetzt, dass Larven optimal gefüttert werden.
Abbildung 1: Ausrüstung für die Aufzucht von Ae. Aegypti im Labor. (A) Kunststoffbehälter verwendet für Bruteier oder zur Aufzucht von Larven mit einem Volumen von 500, 750 und 5.000 mL (von links nach rechts). (B) Tabletts für die Aufzucht der Larven bei einer kontrollierten Dichte, in der Regel 500 Larven in 4 L Wasser verwendet. (C) (D) 3 L Käfige verwendet für Gehäuse Erwachsene und 19,7 L. Einer Dichte von 25 Erwachsenen oder weniger pro Liter sollten beibehalten werden, um ausreichend Platz zu bieten. (E) 35 mL Tasse mit feuchter Watte als eine Quelle des Wassers für Erwachsene zur Verfügung gestellt. (F) 35 mL Tasse mit Saccharoselösung durch eine Schnur oder zahnärztliche Docht als eine Quelle des Zuckers zur Verfügung gestellt. (G–H) Tassen mit Larven Aufzucht Wasser gefüllt und mit einer Eiablage Substrat aus Sandpapier oder Filterpapier ausgekleidet (G und H, beziehungsweise). (ich) Zip-Lock Beutel zur Aufbewahrung von Schleifpapier Streifen oder Filterpapier verwendet. Schwarze Flecken auf Sandpapier sind Moskito Eiern. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.
Abbildung 2: Lateral (A) und dorsalen (B) Blick auf Puppen und Erwachsenen Ae. Aegypti (C) zeigen ihre sexuellen Dimorphismus. Männchen sind Weibchen in jedes Panel rechts und links positioniert. Wenn optimal gefüttert, unterscheiden sich männliche und weibliche Puppen Größe; die Weibchen sind größer als die Männchen (A) und haben eine relativ bauchigen Cephalothorax im Vergleich zu Männern die flachere Seiten (B) haben. Männlichen Erwachsenen unterscheiden sich leicht von Frauen unter allen Aufzucht Bedingungen, vor allem durch ihre federen Antennen und langen Palpen. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.
Abbildung 3. Vier Tage alten Ae. Aegypti Eiern unter verschiedenen Bedingungen. (A) Intact Eiern auf Schleifpapier Streifen bei Luftfeuchtigkeit hoch (> 80 %), aber ohne jede sichtbare Feuchtigkeit gepflegt. Schlüpfraten sollte über 90 % für Wildtyp Ae. Aegypti , wenn richtig gepflegt. (B) Eiern, die schlüpfen vor wird unter Wasser (frühreif Schraffur) zeichnen sich durch eine freistehende Ei-Kappe und sichtbar Larve. Dies bedeutet, dass der Streifen Sandpapier zu feucht gehalten wurde. (C) Eiern, die zu hart getrocknet werden können zusammenbrechen, und sind gut sichtbar durch ihre konkave auftreten. Wenn das Schleifpapier steif wird bedeutet dies auch, dass die Eizellen zu trocken sein können. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.
Abbildung 4 zeigt die Auswirkungen der suboptimale Ernährung auf die Entwicklung von Ae. Aegypti Larven. Wenn Container verfügen über 0,25 mg Futter pro Larve pro Tag oder weniger, die Entwicklungszeit erhöht für Männer und Frauen, und ist weniger synchron als im Container mit 0,5 mg von Lebensmitteln versehen. Wenn angemessener Nahrung nicht während der gesamten Dauer der Larvalentwicklung erfolgt, hätte dies negative Auswirkungen auf den Ze...
Nach dem Protokoll hier vorgestellten für die Wartung von Wolbachia-infizierten Ae. Aegypti sollten sicherstellen, dass gesunde Mücken eine gleich bleibende Qualität für Experimente entstehen und Freisetzungen zu öffnen. Im Gegensatz zu anderen Protokollen, die die Produktion von großen Mengen von Mücken priorisieren (siehe Referenz-57), sind die Methoden konzentriert sich auf die Maximierung ihrer Fitness, sowohl innerhalb der Generationen durch entspannte Aufzucht Durchf...
Die Autoren erklären, dass sie keine finanziellen Interessenkonflikte.
Wir erkennen Heng Lin Yeap, Chris Paton, Petrina Johnson und Clare Doig für ihre Beiträge zur Entwicklung unserer Kolonie Wartung Methoden und drei anonymen Gutachtern für ihre Vorschläge, die dazu beigetragen, um das Manuskript zu verbessern. Unsere Forschung stützt sich auf ein Programm Grant und Kameradschaft, AAH von den National Health und Medical Research Council und eine Übersetzung vom Wellcome Trust zu gewähren. PAR ist ein Empfänger von einem australischen Regierung Training Programm Forschungsstipendium.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Wild type Aedes aegypti | Collected from field locations in Queensland, Australia, see Yeap and others39 for details | ||
w Mel-infected Aedes aegypti | Provided by Monash University. Refer to Walker and others23 for information on the strain | ||
w AlbB-infected Aedes aegypti | Provided by Monash University. Refer to Xi and others21 for information on the strain | ||
w MelPop-infected Aedes aegypti | Provided by Monash University. Refer to McMeniman and others22 for information on the strain | ||
Instant dried yeast | Lowan | Stimulates egg hatching. Found in general grocery stores. Other brands may be used | |
5 L plastic tub | Quadrant | Q110950 | Used for hatching and rearing larvae. Other products may be used |
Fish Food (Tetramin Tropical Tablets) | Tetra | 16152 | Provided to larvae as a source of food. Web address: https://www.amazon.com/Tetra-16152-TetraMin-Tropical-10-93-Ounce/dp/B00025Z6SE |
Plastic containers | Used for rearing larvae. Any plastic container above 500 mL should be suitable | ||
Glass pipette | Used for transferring larvae and pupae between containers. Web address: https://www.aliexpress.com/item/10Pcs-Durable-Long-Glass-Experiment-Medical-Pipette-Dropper-Transfer-Pipette-Lab-Supplies-With-Red-Rubber-Cap/32704471109.html?spm=2114.40010308.4.2.py4Kez | ||
Clicker counter | RS Pro | 710-5212 | Used to assist in the counting of larvae, pupae and eggs. Web address: http://au.rs-online.com/web/p/products/7105212/?grossPrice=Y |
Rearing trays | Gratnells | Used for rearing larvae. Web address: http://www.gratnells.com | |
Nylon mesh | Used to transfer larvae and pupae to containers of fresh water. Other brands may be used. Web address: https://www.spotlightstores.com/fabrics-yarn/specialty-apparel-fabrics/nettings-tulles/nylon-netting/p/BP80046941001-white | ||
Cages | BugDorm | DP1000 | Houses adult mosquitoes. Alternative products may be used. Web address: http://bugdorm.megaview.com.tw/bugdorm-1-insect-rearing-cage-30x30x30-cm-pack-of-one-p-29.html |
35 mL plastic cup | Huhtamaki | AA272225 | Used to provide water or sucrose to adult mosquitoes. Other brands may be used |
35 mL plastic cup lid | Huhtamaki | GB030005 | Used to provide sucrose to adult mosquitoes. Other brands may be used |
Cotton wool | Cutisoft | 71841-13 | Moist cotton wool is provided as a source of water to adults. Other brands may be used |
White Sugar | Provided as a source of sugar to adult mosquitoes. Found in general grocery stores | ||
Rope | M Recht Accessories | C323C/W | Used to provide sucrose solution to adults. Other brands may be used. Web address: https://mrecht.com.au/haberdashery/braids-cords-and-tapes/cords/plaited-cord/cotton/ |
Plastic cup (large) | Used as an oviposition container. Any plastic cup that holds 100 mL of water should be suitable | ||
Sandpaper | Norton Master Painters | CE015962 | Provided as an oviposition substrate. Alternative products may be used, but we use this brand because it is relatively odorless. Lighter colors are used for contrast with eggs. Web address: https://www.bolt.com.au/115mm-36m-master-painters-bulk-roll-p80-medium-p-9396.html |
Filter paper | Whatman | 1001-150 | Used as an alternative oviposition substrate. Other brands may be used |
Latex gloves | SemperGuard | Z560979 | Prevents mosquito bites on hands when blood feeding. Other brands may be used. Web address: http://www.sempermed.com/en/products/detail/semperguardR_latex_puderfrei_innercoated/ |
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