Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Động lực học di truyền quần thể của các véc tơ sốt xuất huyết Aedes aegypti và Aedes albopictus tại Sri Lanka: Nghiên cứu cơ bản để thiết kế phương pháp kiểm soát Wolbachia
Tóm tắt
Bệnh sốt xuất huyết là một bệnh do virus vectơ truyền qua hai loài chủ yếu Aedes aegypti và Aedes albopictus. Trong bối cảnh thiếu biện pháp phòng ngừa hoặc điều trị hiệu quả, việc kiểm soát bệnh hoàn toàn dựa vào kiểm soát véc tơ. Do đó, hiểu biết về di truyền quần thể của véc tơ có thể đóng vai trò quan trọng trong việc thiết kế các chiến lược kiểm soát véc tơ hiệu quả, đặc biệt trong quá trình thả muỗi nhiễm Wolbachia. Vì vậy, chúng tôi đã nghiên cứu cấu trúc di truyền quần thể của Ae. aegypti và Ae. albopictus tại Sri Lanka, bao gồm bảy vùng dịch sốt xuất huyết (Colombo, Gampaha, Kalutara, Galle, Jaffna, Mullathivu và Kilinochchi) bằng cách sử dụng sáu marker microsatellite đặc trưng cho mỗi loài nhằm cung cấp dữ liệu cơ bản để thực hiện phương pháp kiểm soát Wolbachia. Theo kết quả, cả hai loài đều thể hiện cấu trúc quần thể nhỏ nhưng có ý nghĩa. Cấu trúc di truyền quan sát thấy ở quần thể Ae. albopictus ít rõ ràng hơn so với Ae. aegypti, phản ánh sự di chuyển gen tương đối cao của chúng qua các khoảng cách xa. Có bằng chứng về khả năng xâm nhập nhiều lần vào phía bắc của đất nước từ các quần thể Ae. albopictus phía nam được tạo điều kiện bởi sự gia tăng hoạt động của con người và đô thị hóa. Ngược lại, sự phân tán của Ae. aegypti được quan sát là bị giới hạn hơn, đặc biệt là giữa các vùng phía bắc và phía nam của đất nước. Đa dạng di truyền và số lượng quần thể hiệu quả cũng cao hơn ở Ae. albopictus so với Ae. aegypti, cho thấy tiềm năng tiến hóa và khả năng thích nghi tương đối cao hơn của chúng. Tổng thể, nghiên cứu của chúng tôi cho thấy rằng các biện pháp kiểm soát sốt xuất huyết được dự kiến sử dụng muỗi nhiễm Wolbachia cần phải bao phủ cả hai loài véc tơ dựa trên các mô hình di chuyển gen đặc thù của chúng để đạt được hiệu quả trong việc kiểm soát sốt xuất huyết.
Từ khóa
#Dengue #Aedes aegypti #Aedes albopictus #di truyền quần thể #kiểm soát WolbachiaTài liệu tham khảo
Amerasinghe FP (1995) Illustrated keys to the genera of mosquitoes (Diptera:Culicidae) in Sri Lanka. J Natn Sci Coun Sri Lanka 23:183–211
Balloux F, Lugon-Moulin N (2002) The estimation of population differentiation with microsatellite markers. Mol Ecol 11:155–165
Beebe NW, Ambrose L, Hill LA, Davis JB, Hapgood G, Cooper RD, Russell RC, Ritchie SA, Reimer LJ, Lobo NF, Syafruddin D, van den Hurk AF (2013) Tracing the Tiger: population genetics provides valuable insights into the Aedes(Stegomyia)albopictus invasion of the Australasian region. PLoS Negl Trop Dis 7:e2361. https://doi.org/10.1371/journal.pntd.0002361
Bonizzoni M, Gasperi G, Chen X, James AA (2013) The invasive mosquito species Aedes albopictus: current knowledge and future perspectives. Trends Parasitol 29:460–468. https://doi.org/10.1016/j.pt.2013.07.003.The
Chambers EW, Meece JK, McGowan JA et al (2007) Microsatellite isolation and linkage group identification in the yellow fever mosquito Aedes aegypti. J Hered 98:202–210. https://doi.org/10.1093/jhered/esm015
Dorigatti I, McCormack C, Nedjati-Gilani G, Ferguson NM (2018) Using Wolbachia for dengue control: insights from Modelling. Trends Parasitol 34:102–113. https://doi.org/10.1016/j.pt.2017.11.002
Endersby N, Hoffmann A, White V et al (2009) Genetic structure of Aedes aegypti in Austrailia and Vietnam revealed by microsatellite and exon primed intron crossing markers suggests feasibility of local control options. J Med Entomol 46:1074–1083. https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2011.08.021.Secreted
Evanno G, Regnaut S, Goudet J (2005) Detecting the number of clusters of individuals using the software STRUCTURE: a simulation study. Mol Ecol 14:2611–2620. https://doi.org/10.1111/j.1365-294X.2005.02553.x
Goudet J (1995) Computer note computer program to calculate F-statistics. J Hered 86:485–486
Hoffmann AA, Montgomery BL, Popovici J, Iturbe-Ormaetxe I, Johnson PH, Muzzi F, Greenfield M, Durkan M, Leong YS, Dong Y, Cook H, Axford J, Callahan AG, Kenny N, Omodei C, McGraw EA, Ryan PA, Ritchie SA, Turelli M, O’Neill SL (2011) Successful establishment of Wolbachia in Aedes populations to suppress dengue transmission. Nature 476:454–459. https://doi.org/10.1038/nature10356
Honório NA, Da Costa SW, Leite PJ et al (2003) Dispersal of Aedes aegypti and Aedes albopictus (Diptera: Culicidae) in an urban endemic dengue area in the state of Rio de Janeiro, Brazil. Mem Inst Oswaldo Cruz 98:191–198. https://doi.org/10.1590/S0074-02762003000200005
Iturbe-Ormaetxe I, Walker T, O’Neill SL (2011)Wolbachia and the biological control of mosquito-borne disease. EMBO Rep 12:508–518. https://doi.org/10.1038/embor.2011.84
James AA, Benedict MQ, Christophides GK et al (2006) Evaluation of drive mechanisms (including transgenes and drivers) in different environmental conditions and genetic backgrounds. In: Knols BGJ, Louis C (ed) Bridging laboratory and field research for genetic control of disease vectors. Seibersdorf, Heraklion, pp 149–156
Kimura M, Crow JF (1964) The numer of alleles that can be maintained in a finite population. Genetics 49:725–738
Louise C, Vidal PO, Suesdek L (2015) Microevolution of Aedes aegypti. PLoS One 10:e0137851–e0137851. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0137851
Mousson L, Vazeille M, Chawprom S, Prajakwong S, Rodhain F, Failloux AB (2002) Genetic structure of Aedes aegypti populations in Chiang Mai (Thailand) and relation with dengue transmission. Tropical Med Int Health 7:865–872. https://doi.org/10.1046/j.1365-3156.2002.00939.x
Nei M (1978) Estimation of average heterozygosity and genetic distance from a small number of individuals. Genetics 89:583–590. https://doi.org/10.3390/ijms15010277
Ohta T, Kimura M (2007) A model of mutation appropriate to estimate the number of electrophoretically detectable alleles in a finite population*. Genet Res 89:367–370. https://doi.org/10.1017/S0016672308009531
Pasteur N, Marquine M, Rousset F, Failloux AB, Chevillon C, Raymond M (1995) The role of passive migration in the dispersal of resistance genes in Culex pipiens quinquefasciatus within French Polynesia. Genet Res 66:139–146
Piry S, Luikart G, Cornuet JM (1999) BOTTLENECK: a computer program for detecting recent reductions in the effective population size using allele frequency data. J Hered 90:502–503
Pritchard JK, Stephens M, Donnelly P, Falush D (2000) Inference of population structure using multilocus genotype data. Genetics 155:945–959
Ritchie SA, Long S, Smith G, Pyke A, Knox TB (2004) Entomological investigations in a focus of dengue transmission in Cairns, Queensland, Australia, by using the sticky ovitraps. J Med Entomol 41:1–4
Schneider S, Roessli D, Excoffier L (2000) Arlequin version 2.000: a software for population genetics data analysis. Genetics and biometry laboratory. University of Geneva, Geneva
Schug MD, Mackay TFC, Aquadro CF (1997) Low mutation rates of microsatellite loci in Drosophila melanogaster. Nat Genet 15:99–102
Senaratne TN, Noordeen F (2014) Diagnosis of dengue in Sri Lanka: improvements to the existing state of the art in the island. Trans R Soc Trop Med Hyg 108:685–691. https://doi.org/10.1093/trstmh/tru131
Slatkin M, Barton NH (1989) A comparison of three indirect methods for estimating average levels of gene flow. Evolution (N Y) 43:1349–1368
Slotman M, Kelly NB, Harrington LC et al (2007) Polymorphic microsatellite markers for studies of Aedes aegypti (Diptera: Culicidae), the vector of dengue and yellow fever. Mol Ecol Notes 7:168–171. https://doi.org/10.1111/j.1471-8286.2006.01533.x
Van Oosterhout C, Hutchinson WF, Wills DPM, Shipley P (2004) MICRO-CHECKER: software for identifying and correcting genotyping errors in microsatellite data. Mol Ecol Notes 4:535–538. https://doi.org/10.1111/j.1471-8286.2004.00684.x
Vitarana T, Jayakuru WS, Withane N (1997) Historical account of dengue Haemorrhagic fever in Sri Lanka. Dengue Bull 21:117–118
Yeap HL, Mee P, Walker T, Weeks AR, O'Neill SL, Johnson P, Ritchie SA, Richardson KM, Doig C, Endersby NM, Hoffmann AA (2011) Dynamics of the “popcorn” Wolbachia infection in outbred Aedes aegypti informs prospects for mosquito vector control. Genetics 187:583–595. https://doi.org/10.1534/genetics.110.122390
Yeh FC, Yang RC, Boyle T et al (1999) POPGENE, version 1.32: the user friendly software for population genetic analysis. Molecular Biology and Biotechnology Centre, University of Alberta, Edmonton, Canada. https://www.ualberta.ca/~fyeh/