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Aug 02, 2023

Geruch

Parasites & Vectors Band 16, Artikelnummer: 264 (2023) Diesen Artikel zitieren 579 Zugriffe 12 Altmetric Metrics Details Der Geruchssinn spielt eine wichtige Rolle bei der Auswahl und Beurteilung der Eiablage

Parasites & Vectors Band 16, Artikelnummer: 264 (2023) Diesen Artikel zitieren

579 Zugriffe

12 Altmetrisch

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Der Geruchssinn spielt eine wichtige Rolle bei der Auswahl und Beurteilung von Eiablageorten durch Mücken. Flüchtige organische Verbindungen (VOCs), die mit potenziellen Brutstätten in Verbindung stehen, beeinflussen das Verhalten schwangerer Mücken, wobei VOCs aus Wasserstadien artverwandter Mücken die Eiablage beeinflussen und regulieren. Der Zweck dieser Studie bestand darin, eine systematische Analyse der Verhaltensreaktion von trächtigen Aedes aegypti auf konspezifisches, im Wasserstadium konditioniertes Wasser durchzuführen, die damit verbundenen bioaktiven VOCs zu identifizieren und zu bestimmen, wie Mischungen dieser VOCs die Auswahl der Eiablagestelle regulieren und die Eiablage stimulieren .

Mithilfe eines Multi-Choice-Tests zur olfaktorischen Eiablage unter Berücksichtigung anderer sensorischer Modalitäten wurden die Reaktionen einzelner Weibchen auf Wasser beurteilt, das mit unterschiedlichen Dichten artspezifischer Wasserstadien konditioniert war. Die konditionierten Wasserproben aus der am meisten bevorzugten Dichte jedes Wasserstadiums wurden anschließend unter Verwendung desselben Eiablagetests miteinander verglichen und mithilfe einer Varianzanalyse (ANOVA) analysiert, gefolgt von einem Tukey-Post-hoc-Test. Mittels kombinierter Gaschromatographie und elektroantennografischer Detektion oder Massenspektrometrie wurden bioaktive VOCs aus der bevorzugten Dichte jedes aquatischen Stadiums identifiziert. Synthetische Mischungen wurden auf der Grundlage der identifizierten Verhältnisse bioaktiver VOCs in den aquatischen Stadien hergestellt und dann getestet, um die Wahl der Eiablage von Ae zu bestimmen. Aegypti in dosisabhängiger Weise gegen eine Lösungsmittelkontrolle unter Verwendung eines Dual-Choice-Assays. Dieser Datensatz wurde mithilfe einer nominalen logistischen Regression analysiert, gefolgt von einem Vergleich der Quotenverhältnisse.

Gravid Ae. aegypti reagierte stadien- und dichteabhängig auf Wasser, das mit Eiern, Larven des zweiten und vierten Larvenstadiums und Puppenexuvien konditioniert war, nicht jedoch auf Wasser, das nur mit Puppen konditioniert war. Multi-Choice-Tests zeigten, dass trächtige Mücken ihre Eiablage lieber in Wasser ablegen, das mit Larven im vierten Stadium konditioniert war, als in Wasser, das im anderen Wasserstadium konditioniert war. Gravid Ae. Aegypti wurden in dosisabhängiger Weise von den einzelnen identifizierten synthetischen Geruchsmischungen für die verschiedenen aquatischen Stadien zur Eiablage angelockt und im Allgemeinen dazu angeregt.

Intraspezifische VOCs regulieren die Auswahl der Eiablagestelle bei Ae. aegypti in stadien- und dichteabhängiger Weise. Wir diskutieren die Notwendigkeit weiterer Studien zur Bewertung der identifizierten synthetischen Mischungen zur Modulation der geruchsvermittelten Eiablage von Ae. aegypti unter Freilandbedingungen.

Für Mücken ist die Wahl des Eiablageortes von entscheidender Bedeutung, da diese Entscheidung direkt das Wachstum, die Entwicklung und das Überleben der nächsten Generation sowie die Populationsdynamik reguliert [1,2,3,4,5]. Die Wasserstadien von Mücken sind in ihrer Bewegung eingeschränkt, und daher hängt das Schicksal der Nachkommen weitgehend von der mütterlichen Wahl der Eiablageorte ab [2, 6, 7]. Bei der Suche nach Eiablageorten müssen schwangere Mücken auf mehreren räumlichen Skalen nach potenziellen Eiablageorten suchen und diese unterscheiden, um die Verfügbarkeit von Nährstoffen für die Entwicklung und das Überleben der Larven sicherzustellen und die Konkurrenz und die Sterblichkeit der Nachkommen zu verringern [2, 8,9,10] . Zu diesem Zweck verlassen sich Mücken vor allem auf olfaktorische Hinweise, die von potenziellen Eiablageorten und ihrer Umgebung ausgehen [6, 9, 11]. Emission von konspezifischen unreifen Stadien, die mit Brutstätten verbunden sind, kann als zuverlässiges Signal für Weibchen dienen, um die Qualität einer Eiablagestelle im Hinblick auf Überfüllung und Konkurrenz durch konspezifische und heterospezifische aquatische Stadien zu beurteilen [11]. Ein besseres Verständnis der Signale, die die Auswahl der Eiablageorte bei Artgenossen regulieren, kann zur Entwicklung art- und/oder gattungsspezifischer Lockstoffe zur Vektorkontrolle führen.

Die Auswahl der Eiablagestelle durch trächtige Mücken kann durch Hinweise im Zusammenhang mit den Wasserstadien auf art-, stadien- und dichteabhängige Weise moduliert werden (11). Gravide Mücken vermeiden im Allgemeinen die Eiablage in Brutstätten, in denen das Risiko von kon- und heterospezifischer Konkurrenz und Kannibalismus/Prädation hoch ist [12,13,14,15,16,17,18,19]. Die Art und Weise, wie einzelne Arten die Eiablageplätze bewerten, unterscheidet sich je nach artspezifischen Anforderungen an den Brutplatz [2, 6, 11, 20]. Dies hängt daher von der Fähigkeit trächtiger Weibchen ab, Hinweise zu bewerten, die von verschiedenen artgleichen Wasserstadien ausgehen, da diese zuverlässige Signale für die Bedingungen der Brutstätte liefern [11, 12, 15, 18, 19]. Die Beschränkung der Nährstoffressourcen, die beispielsweise durch Konkurrenz und die dynamische Natur mückenassoziierter Mikrobengemeinschaften reguliert wird, wirkt sich taxonabhängig unterschiedlich auf die Wahl des Eiablageortes aus [5, 6, 19, 21, 22]. Darüber hinaus wirkt sich die Persistenz einzelner Brutstätten speziesspezifisch auf Mücken aus, häufig abhängig von der Dürretoleranz der aquatischen Stadien, wobei konspezifische Stadien-assoziierte Hinweise zuverlässige zeitliche Informationen z. B. über kurzlebige und zyklisch überflutete Standorte liefern [2, 6, 21]. Beispielsweise wählen das trächtige Gelbfieber und die asiatischen Tigermücken Aedes aegypti bzw. Aedes albopictus vorzugsweise Brutstätten aus, die späte Wasserstadien enthalten oder zuvor enthielten, was vermutlich auf die Verfügbarkeit von Nahrungsressourcen für Larven hinweist [20, 22]. Die Dichte der Artgenossen-Wasserstadien in den Brutstätten moduliert auch die Auswahl der Mücken-Ovipositionsorte, da Überfüllung zu Konkurrenz führt, während niedrige Artgenossendichten das Risiko von Raubtieren erhöhen, wobei optimale Dichten artabhängig sind [12, 15, 17, 18, 23]. ,24,25]. Während eine begrenzte Anzahl verhaltensaktiver flüchtiger organischer Verbindungen (VOCs) im Zusammenhang mit konspezifischen aquatischen Stadien identifiziert wurde, besteht weiterhin Bedarf an einer systematischen interdisziplinären chemisch-ökologischen Analyse, um intraspezifische Signale zu identifizieren, die die Auswahl des Eiablageortes und die Eiablage bei Mücken regulieren [ 11].

Ziel dieser Studie war es, die stadien- und dichteabhängige Verhaltensreaktion der Gelbfiebermücke Ae zu untersuchen. aegypti während der Auswahl des Eiablageplatzes und der Eiablage sowie die Identifizierung der natürlichen bioaktiven VOCs, die mit Wasser verbunden sind, das mit aquatischen Stadien konditioniert ist, und die diese Wahl regulieren. Synthetische Mischungen dieser bioaktiven VOCs wurden auf ihre Fähigkeit untersucht, die Reaktion der trächtigen Ae auf die Eiablage zu manipulieren. Ägypter. Das Verständnis der Eiablage bei Mücken und der beteiligten bioaktiven VOCs wird dazu beitragen, bestehende Vektorüberwachungs- und Kontrollprogramme zu verbessern, indem trächtige Mücken gezielt eingesetzt werden, um Vektorpopulationen und die Belastung durch Krankheitsübertragung zu reduzieren.

Eier von Aedes aegypti (Rockefeller), die auf Filterpapier (90 mm Durchmesser; Ahlstrom, Munksjö, Finnland) gelegt wurden, wurden in 3-l-Aufzuchtschalen aus Kunststoff (L: 24,5 × B: 18,5 × H: 7,5 cm; Emballator Lagan AB, Ljungby, Schweden) mit 1 l destilliertem Wasser gefüllt. Die Larven wurden täglich mit TetraMin®-Fischfutter (Tetra GmbH, Melle, Deutschland) gefüttert. Die Puppen wurden in 30-ml-Behältern (Essentra Components, Malmö, Schweden) gesammelt und in einem BugDorm-1-Käfig (L: 30 × B: 30 × H: 30 cm; MegaView Science, Taichung, Taiwan) zum Auftauchen als Erwachsene gehalten. Erwachsene wurden bei 27 ± 1 °C, 65 ± 5 % relativer Luftfeuchtigkeit und einem 12:12-Stunden-Hell-Dunkel-Zyklus gehalten, mit ad libitum Zugang zu einer 10 %igen Saccharoselösung. Für die Aufrechterhaltung der Kolonie und für Experimente wurden Erwachsene 5–7 Tage nach dem Auflaufen (dpe) 2 Stunden lang mit Schafsblut (Håtunalab, Bro, Schweden) unter Verwendung einer Kollagenmembran über ein Hemotek-Membranfütterungssystem (Hemotek Ltd., Blackburn, UK) versorgt ) bei 37 °C. In den Eiablageexperimenten wurden fünf Tage nach der Blutmahlzeitaufnahme (10–12 dpe) vollgestopfte Weibchen verwendet.

Das Wasser wurde mit Eiern, Larven des zweiten Larvenstadiums, Larven des vierten Larvenstadiums, Puppen oder Puppenhüllen von Ae konditioniert. Ägypter. Zur Herstellung des eikonditionierten Wassers (ECW) werden Filterpapiere mit ca. Es wurden 250, 500, 1000 und 2000 Eier gesammelt und 30 Minuten lang bei –20 °C inkubiert, um ein Schlüpfen zu verhindern. Es ist unwahrscheinlich, dass diese Behandlung das Chorion oder die äußere Eihülle geschädigt hat [26] und daher auch keinen Einfluss auf die freigesetzten VOCs hat. Anschließend wurden einzelne Filterpapiere mit oder ohne Eier für 22 ± 2 Stunden in Aufzuchtschalen mit 1 l destilliertem Wasser gelegt. Um das larvenkonditionierte Wasser (LCW) zu erhalten, wurden Larven im ersten Stadium in Aufzuchtschalen (siehe oben) mit einer von vier Dichten (ca. 50, 150, 300 und 600 Larven pro Liter) überführt und bis zum zweiten Stadium aufgezogen oder im vierten Stadium, ohne das Wasser vor den nachfolgenden Tests zu wechseln. Während ihrer gesamten Entwicklung wurde jede Larve ca. gefüttert. 10 mg TetraMin-Fischfutter, wobei Larven im ersten bis frühen dritten Larvenstadium mit 0,6 mg Futterlarven pro Tag versorgt werden und Larven im späten dritten und vierten Larvenstadium mit 2 mg Futterlarven pro Tag versorgt werden. Als Kontrolle wurde destilliertes Wasser mit äquivalenten Mengen Fischfutter und unter den gleichen Bedingungen behandelt, wobei die Futterpartikel täglich vor der nächsten Fischfutterzuteilung herausgesiebt wurden, um den Futterverbrauch der Larven widerzuspiegeln. Um das mit Puppen und ihren Exuvien konditionierte Wasser zu erzeugen, wurden zwei Puppengruppen gesammelt. Die Puppen mit einer Dichte von ca. 50, 100, 150 und 300 oder 6, 12, 24 und 48 wurden mit destilliertem Wasser gespült, um alle Fremdpartikel zu entfernen, und dann in Aufzuchtschalen mit 1 l destilliertem Wasser überführt. Die erste Puppengruppe wurde 22 ± 2 Stunden lang gehalten, um das Puppen-konditionierte Wasser (PCW) zu produzieren. Die zweite Puppengruppe wurde behalten, bis alle erwachsenen Tiere schlüpften (3 Nächte), und nur die Exuvien verblieben im destillierten Wasser. Anschließend wurde das mit Exuvien konditionierte Wasser (XCW) gewonnen. Als Kontrolle wurde 1 l destilliertes Wasser über denselben Zeitraum und unter denselben Bedingungen ohne Puppen oder Puppenexuvien gehalten. Das konditionierte Wasser wurde dann durch ein Nylonnetz und ein gefaltetes Filterpapier (18,5 cm; Whatman International Ltd., Maidstone, England) gesiebt und sofort in nachfolgenden Tests verwendet.

Charakterisierung der dichteabhängigen Wirkung von Gerüchen, die aus mit aquatischen Stadien konditioniertem Wasser ausgehen, auf die Auswahl des Eiablageortes und die Eiablage durch trächtige Ae. Aegypti, Multi-Choice-Ovipositionstests wurden durchgeführt (Zusatzdatei 1: Abb. S1a). Das konditionierte Wasser (40 ml Test oder Kontrolle) wurde in den unteren Bereich einer künstlichen Eiablagestelle gegeben, die aus einem blauen Plastikbecher (250 ml; Duni, Malmö, Schweden) bestand, in dem sich ein zweiter transparenter Becher (120 ml; ÖoB) befand , Lund, Schweden), mit sechs Perforationen mit 2,5 mm Durchmesser im Boden, wurde platziert, um Eingaben von anderen sensorischen Modalitäten als dem Geruchssinn auszuschließen (Zusatzdatei 1: Abb. S1b). Ein dritter Becher (30 ml), der destilliertes Wasser und ein Filterpapier enthielt, wurde in den zweiten Becher gestellt (Zusatzdatei 1: Abb. S1b). Als Eiablagesubstrat diente das Filterpapier. In einem BugDorm-1-Käfig wurden künstliche Eiablagestellen platziert, die das mit unterschiedlichen Dichten jedes Wasserstadiums konditionierte Wasser und eine destillierte Wasserkontrolle enthielten. Die Behandlungen und Kontrollen wurden zufällig auf die fünf künstlichen Eiablagestellen innerhalb des Käfigs verteilt, eine künstliche Eiablagestelle in jeder Ecke und eine in der Mitte des Käfigs (Zusatzdatei 1: Abb. S1a). Fünf Tage nach der Bluternährung wurde eine einzelne trächtige Mücke (10–12 dpe) 2 Stunden vor der Skotophase in jeden Käfig entlassen und gewährte nach Belieben Zugang zu 10 % Saccharose. Die Platzierung der Saccharosespender wechselte zwischen der linken und rechten Seite der Käfige und hatte keinen Einfluss auf die Wahl der Eiablage. Die Bioassays wurden wie oben beschrieben 48 Stunden lang unter ähnlichen Klimabedingungen gehalten, wonach die an jeder künstlichen Eiablagestelle abgelegten Eier gezählt wurden.

Festphasen-Mikroextraktion (SPME) aus Divinylbenzol/Carboxen/Polydimethylsiloxan. Supelco StableFlex™-Fasern (50/30 µm, 24 ga, 2 cm; Sigma-Aldrich, Stockholm, Schweden) wurden 30 Minuten lang bei 225 °C unter Verwendung eines Gaschromatographen konditioniert ( GC; Agilent Technologies 6890, Santa Clara, CA, USA) vor der Headspace-Sammlung. Die für die Headspace-Sammlung verwendeten Glasgeräte wurden vor der Verwendung gereinigt und 8 Stunden lang bei 250 °C aufbewahrt. Entweder das im konspezifischen Wasserstadium konditionierte Wasser, das in den Multi-Choice-Tests die höchste Eiablagereaktion hervorrief (400 ml), oder das Kontrollwasser (400 ml) wurde in 1-l-Glasflaschen (VWR, Stockholm, Schweden) gegossen. Das für diese Geruchssammlungen verwendete Wasser wurde so konditioniert, dass es dem konditionierten Wasser entsprach, das in den Verhaltensexperimenten verwendet wurde. Anschließend wurde Natriumchlorid (NaCl; ≥ 99 %, Sigma-Aldrich) in jedem gelöst, um die Emission flüchtiger Stoffe gemäß den modifizierten Protokollen von Lindh et al. zu verstärken. [27] und Mozūraitis et al. [28]. Drei Konzentrationen von NaCl (150, 225 und 255 mg ml-1) wurden getestet, wobei festgestellt wurde, dass 255 mg ml-1 die höchste Häufigkeit an VOCs hervorrief, die auf der SPME-Faser aus dem konditionierten Wasser eingeschlossen waren. Das Wasser wurde dann ca. 30 Minuten bei Raumtemperatur inkubiert. 5 Minuten. Auf die PCW wurde verzichtet, da keine dichteabhängige Reaktion auf die Eiablage vorliegt (Zusatzdatei 1: Abb. S2). Die saubere SPME-Faser wurde in ein kleines Loch (1,4 mm Durchmesser) eingeführt, das in den Polypropylendeckel der Glasflasche mit den Proben gebohrt war, um den Kopfraum 17 Stunden lang aufzufangen.

Antennenreaktionen von Ae 5 Tage nach der Bluternährung (10–12 dpe). Aegypti zu VOCs, die im Kopfraum enthalten sind und auf der SPME-Faser jedes der im Wasserstadium konditionierten Wasser gesammelt wurden, wurden mithilfe kombinierter Gaschromatographie- (GC), Flammenionisationsdetektions- (FID) und elektroantennographischer Detektionsanalysen (EAD) bestimmt. Der GC (Agilent Technologies 6890) war mit einer HP-5-Säule (30 m Länge × 0,25 mm Innendurchmesser [ID] × 0,25 µm Filmdicke) und einem Ausflussteiler zwischen der Säule und den Detektoren ausgestattet. Als Trägergas wurde Wasserstoff mit einer linearen Flussrate von 45 cm s−1 verwendet. Die an den SPME-Fasern adsorbierten VOCs wurden im Splitless-Modus für 1 Minute bei 225 °C in den GC injiziert und im Einlass thermisch desorbiert. Die GC-Ofentemperatur wurde von 50 °C (1 Minute halten) programmiert und dann mit einer Geschwindigkeit von 8 °C pro Minute auf 275 °C (10 Minuten Halten) erhöht. Am GC-Abflussverteiler wurde Stickstoff zugegeben und der Gasstrom zwischen dem FID und dem EAD in einem 1:1-Volumen-Vierwege-Kreuzverteiler (Gerstel, Mülheim, Deutschland) aufgeteilt. Der GC-Ausfluss, der sich zum EAD bewegte, durchlief eine Gerstel Olfactory Detector Port (ODP)-2-Transferleitung (Gerstel), die die GC-Ofentemperatur verfolgte, bevor er in ein Glasrohr (10 cm × 8 mm) geleitet wurde, wo er gemischt wurde mit kohlegefilterter, befeuchteter Luft (1,5 l min−1). Das Antennenpräparat wurde 0,5 cm vom Auslass des Glasrohrs entfernt positioniert.

Für die EAD-Analyse wurde eine weibliche Mücke kalt betäubt, bevor der herausgeschnittene Kopf auf einer Referenzelektrode befestigt wurde, die durch das Foramen eingeführt wurde. Das geschnittene distale Flagellomer der Antenne wurde mit der Aufzeichnungselektrode verbunden. Beide Elektroden wurden aus gezogenen Glasmikrokapillaren hergestellt, mit Beadle-Ephrussi-Ringer-Lösung [29] gefüllt und über chlorierte Silberdrähte in den Elektrodenhaltern platziert. Die Aufzeichnungselektrode wurde an einen Vorverstärker (1x), dann an eine hochohmige Gleichstromverstärkerschnittstelle (IDAC-2 Ockenfels Syntech GmbH, Buchenbach, Deutschland) und schließlich an einen Personal Computer (PC) angeschlossen Visualisierung und Speicherung. Für den Kopfraum, der aus dem bei jeder Wasserphase konditionierten Wasser gesammelt wurde, wurden drei bis fünf stabile Aufzeichnungen durchgeführt. Die Daten wurden mit der GC-EAD-Software (v.1.2.3, Ockenfels Syntech GmbH) analysiert.

Die SPME-Proben aus jedem der im Wasserstadium konditionierten Wasser und die entsprechenden Kontrollen wurden in einen kombinierten GC (6890, Agilent Technologies) und Massenspektrometer (MS, 5975, Agilent Technologies) injiziert, der im Elektronenionisationsmodus bei 70 eV betrieben wurde. Die GC-MS-Einheit war mit der gleichen Art von Fused-Silica-Kapillarsäule HP-5 (60 m Länge × 0,25 mm Innendurchmesser × 0,25 µm Filmdicke) ausgestattet wie die GC-EAD. Als Trägergas wurde Helium mit einer linearen Strömungsgeschwindigkeit von 34 cm s−1 verwendet. Für die GC-MS- und GC-EAD-Analysen wurde das gleiche Temperaturprogramm verwendet. Insgesamt drei bis fünf SPME-Proben, die aus dem mit jeder der Wasserstufen und der Kontrolle konditionierten Wasser entnommen wurden, wurden in das GC-MS injiziert. Alle physiologisch aktiven VOCs, die mithilfe der GC-EAD-Analyse bestimmt wurden, wurden mithilfe linearer Retentionszeiten (Kovats-Index) und Massenspektren im Vergleich mit der Bibliothek des National Institute of Standards and Technology (NIST) 17 identifiziert und anschließend mit authentischen Standards bestätigt ( Tabelle 1). Die relative Häufigkeit der bioaktiven VOCs in jedem der Extrakte wurde durch Vergleich der Flächen jedes Gesamtionenchromatogramms angenähert. Die ungefähre relative Häufigkeit jeder Verbindung wurde dann zur Formulierung der synthetischen Mischungen verwendet. Die Zusammensetzung und das Verhältnis der in den synthetischen Mischungen verwendeten Verbindungen sowie die physiologische Reaktion darauf wurden mittels GC-MS bzw. GC-EAD bestätigt. Die Reinheit der kommerziellen Verbindungen wurde durch Injektion im GC-MS bestätigt (Tabelle 1).

Um die Verhaltenspräferenz von trächtigen Ae zu bestimmen. aegypti zu den identifizierten synthetischen Mischungen aus dem Wasser, das mit den verschiedenen konspezifischen aquatischen Stadien konditioniert wurde, wurde eine dosisabhängige Analyse in einem Dual-Choice-Ovipositionstest durchgeführt. Die künstlichen Eiablagestellen, die entweder die Behandlung oder die Kontrolle enthielten, wurden in gegenüberliegenden Ecken eines BugDorm-1-Käfigs platziert, ca. 8 cm von jeder Käfigwand entfernt. Jede Verdünnung einer einzelnen synthetischen Mischung (6 ml) wurde gegen eine Lösungsmittelkontrolle (6 ml Hexan) getestet. Sowohl die Mischung als auch die Kontrolle wurden aus Dochtspendern [30] geliefert, die aus einem 12-ml-Fläschchen (Genetec, Stockholm, Schweden) mit einem perforierten Deckel (Loch mit 2 mm Durchmesser) und einem Docht bestanden. Der Docht bestand aus einem Teflonschlauch (75 mm Länge × 1,68 mm Innendurchmesser × 0,30 mm Wandstärke), in den ein Stück ungebleichter Baumwollschnur eingelegt war [30]. Die Dochtspender ermöglichten die Kontrolle der Freisetzungsrate und des Verhältnisses der VOCs in der Mischung während des Bioassays [30]. Anschließend wurde jeder Dochtspender in eine 250-ml-Glaswaschflasche (VWR) gegeben. Mit Kohle gefilterte Luft wurde über Teflonschläuche (6 mm Außendurchmesser [OD]) unter Verwendung einer Luftpumpe (Modell V-20; Guangdong Hailea Group Co., Ltd., Guangdong, China) durch die Glaswaschflaschen geleitet zwei 12-Kanal-Durchflussmesser (Kytola Instruments, Muurame, Finnland), bei denen die Durchflussrate auf 0,1 l min−1 eingestellt wurde. Teflonschläuche verbanden die Durchflussmesser mit den künstlichen Eiablagestellen (Zusatzdatei 1: Abb. S3) [31]. Einzelne Ae 5 Tage nach der Bluternährung. Aegypti wurden 2 Stunden vor der Skotophase in jeden der 12 BugDorm-1-Käfige eingeführt, die die künstlichen Eiablagestellen enthielten. Den Weibchen wurde während des Bioassays (19 ± 1 Stunde) nach Belieben Zugang zu 10 % Saccharose angeboten. Anschließend wurde die Anzahl der in der Behandlung und in der Kontrolle gelegten Eier gezählt und die Wahlindizes für die Eiablage berechnet: C/(C + T) und T/(T + C), wobei C die Anzahl der in der Kontrolle gelegten Eier ist und T ist die Anzahl der während der Behandlung gelegten Eier. Dual-Choice-Tests mit lösungsmittelgefüllten Dochtspendern auf beiden Seiten ergaben, dass es bei der Wahl der Eiablage der trächtigen Mücken keine Positionsverzerrung gab (Zusatzdatei 1: Abb. S4) [31]. Es wurden drei oder vier Wiederholungen mit jeweils 12 Mücken durchgeführt.

Der Shapiro-Wilk-Test wurde durchgeführt, um eine normale Verteilung der von jedem Weibchen gelegten Eier zu testen. Dabei wurde festgestellt, dass alle Datensätze die Annahme der Normalität nicht erfüllten (JMP Pro Version 16, SAS Institute Inc., Cary, NC, 1989–2021). . Die Datensätze für die Multi-Choice-Assays über unterschiedliche Dichten jedes Wasserstadiums und über die am meisten bevorzugten Dichten eines konspezifischen Wasserstadiums hinweg wurden anhand der durchschnittlichen Gesamtzahl der pro Weibchen gelegten Eier durch Varianzanalyse (ANOVA) verglichen, gefolgt von a Tukey-Post-hoc-Test. Für die Multi-Choice-Tests wurden die künstlichen Eiablageorte durch jede der fünf Positionen gedreht, um etwaige Standortverzerrungen zu minimieren. Im Anschluss an die ECW- und XCW-Experimente wurden die Daten mithilfe eines allgemeinen linearen Modells (JMP Pro Version 16) analysiert und festgestellt, dass es keine Positionsverzerrung in der Eiablagereaktion von trächtigen Ae gab. aegypti zu diesen Behandlungen, ECW (χ2 = 12,84, df = 8, P = 0,12) und XCW (χ2 = 9,71, df = 8, P = 0,29). Für Dual-Choice-Assays wurde eine binäre logistische Regression gefolgt von einem Odds-Ratio-Vergleich verwendet, um die Bevorzugung der Eiablagestelle zu testen, während eine ANOVA gefolgt von einem Tukey-Post-hoc-Test verwendet wurde, um die Eistimulation als Reaktion auf Behandlungen und Kontrollen zu bewerten ( JMP Pro Version 16). Die Eiablagereaktion war die abhängige Variable, die durch die Anzahl der trächtigen Weibchen im Eiablage-Bioassay bestimmt wurde, und die Dosis war der unabhängige feste Effekt.

Um die Wirkung von Wasser zu beurteilen, das mit unterschiedlichen Dichten der aquatischen Stadien von Ae konditioniert wurde. Aegypti zur Verhaltensreaktion schwangerer Mücken wurde eine Reihe von Multi-Choice-Ovipositionstests durchgeführt (Abb. 1a – d; Zusatzdatei 1: Abb. S1 und S2). Trächtige Mücken zeigten im Vergleich zur Kontrolle eine von der Gesamtdichte abhängige Reaktion auf Wasser, das mit jedem Wasserstadium konditioniert wurde, was mithilfe einer ANOVA gefolgt von einem Tukey-Post-hoc-Test für ECW beurteilt wurde (F = 2,72, P = 0,029); LCW im zweiten Stadium (F = 3,89, P = 0,0042); LCW im vierten Stadium (F = 2,90, P = 0,021); und XCW (F = 2,76, P = 0,027); jedoch nicht für PCW (F = 0,61, P = 0,66; Abb. 1a – d; Zusatzdatei 1: Abb. S2). In allen Experimenten zeigten trächtige Mücken eine Präferenz für konditioniertes Wasser, das eine mittlere Dichte der Wasserstadien enthielt (Abb. 1a – d), mit Ausnahme von PCW, für das keine Präferenz für irgendeine Dichte bestand (Zusatzdatei 1: Abb. S2). Als gravide Mücken in einem anschließenden Multi-Choice-Ovipositionstest die Wahl zwischen der am meisten bevorzugten Dichte an ECW, LCW, PCW und XCW im zweiten und vierten Stadium erhielten, zogen es einzelne trächtige Mücken vor, deutlich mehr Eier in mit konditioniertem Wasser zu legen Larven im vierten Stadium (F = 7,46, P <0,0001; Abb. 2).

Verhaltens- und physiologische Reaktionen von trächtigem Aedes aegypti auf flüchtige Stoffe, die aus konspezifischem, im Stadium konditioniertem Wasser stammen. Die Anzahl der Eier, die weibliche Mücken als Reaktion auf Wasser legen, das mit unterschiedlichen Dichten von Eiern a, b Larven im zweiten Stadium, c Larven im vierten Stadium und d Puppenexuvien konditioniert wurde. Die unterschiedlichen Kleinbuchstaben weisen auf signifikante Unterschiede hin (P < 0,05), ermittelt durch eine ANOVA gefolgt von einem Tukey-Post-hoc-Test. Fehlerbalken stellen den Standardfehler des Mittelwerts dar. In e–h zeigen die kombinierten Analysen von Gaschromatograph, Flammenionisationsdetektion und elektroantennographischer Detektion (EAD) Antennenreaktionen von Ae. aegypti (mV) als Reaktion auf bioaktive flüchtige organische Verbindungen im Kopfraum von konspezifischem, unreif konditioniertem Wasser, die im Laufe der Zeit (Minuten) aus dem Gaschromatographen eluieren und vom Flammenionisationsdetektor (FID) erfasst werden. Sternchen in den EAD-Spuren stellen Verbindungen dar, die auch im Kontroll-SPME-Headspace vorhanden waren

Aedes aegypti entscheidet sich für die Eiablage als Reaktion auf flüchtige Stoffe aus konditioniertem Wasser im Spätstadium. Die unterschiedlichen Kleinbuchstaben kennzeichnen signifikante Unterschiede (P < 0,05), ermittelt durch ANOVA und anschließenden Tukey-Post-hoc-Test. Fehlerbalken stellen den Standardfehler des Mittelwerts dar

Während kombinierte GC-EAD- und GC-MS-Analysen neun mit den ECW-Extrakten assoziierte bioaktive VOCs identifizierten, waren es nur vier (2,4-Dimethylhept-1-en, 2,6-Dimethyl-7-octen-2-ol, Kampfer und Decanal). ) waren in dieser Behandlung und nicht in der Kontrolle vorhanden und gelten daher als eiassoziierte Verbindungen (Abb. 1e). In ähnlicher Weise sind von den sechs und elf bioaktiven VOCs aus dem LCW im zweiten und vierten Stadium fünf (4-Cyanocyclohexen, (E)-2-Octenal, Nonanal, Decanal und 4-(2-Methylbutan-2-yl)phenol) und acht (2,4-Dimethylhept-1-en, (E)-2-Heptanal, Nonanal, Kampfer, (E)-2-Nonenal, (E)-2-Decenal und 4-(2-Methylbutan-2- yl)phenol und ein nicht identifiziertes verzweigtes C12-Alkan) wurden in diesen Behandlungen gefunden und nicht in ihren Kontrollen (Abb. 1f, g). Aus den XCW-Proben lösten neun VOCs eine Reaktion der Antennen aus, von denen drei (4-Cyanocyclohexen, 2,6-Dimethyl-7-octen-2-ol und Nonanal) in dieser Behandlung und nicht in der zugehörigen Kontrolle vorhanden waren ( Abb. 1h). Während n-Heneicosan, eine zuvor identifizierte mutmaßliche Komponente des Pheromons zur Eiablage in Ae. Aegypti-Larven [32, 33] wurden in jeder der SPME-Sammlungen gezielt gesucht, in der GC-MS-Analyse wurde keine identifiziert.

Es sollte beurteilt werden, ob synthetische Geruchsmischungen, die auf der Grundlage der identifizierten bioaktiven VOCs entwickelt wurden, mit den aquatischen Stadien von Ae in Zusammenhang stehen. Aegypti, die Anziehung und Stimulierung der Eiablage hervorrufen, wurden in einem Dual-Choice-Assay bewertet und mit einer Lösungsmittelkontrolle (Hexan) verglichen (Zusatzdatei 1: Abb. S3). Die synthetischen Mischungen wurden hergestellt, um das identifizierte Verhältnis von bioaktiven VOCs: Eiern (2,4-Dimethylhept-1-en: 2,6-Dimethyl-7-octen-2-ol: Kampfer: Decanal, 6:1:17: 1); zweites Stadium (4-Cyanocyclohexen: (E)-2-Octenal: Nonanal: Decanal: 4-(2-Methylbutan-2-yl)phenol, 1:7:9:5:17); viertes Stadium (2,4-Dimethylhept-1-en: (E)-2-heptanal: Nonanal: Kampfer: (E)-2-nonenal: (E)-2-decenal: 4-(2-methylbutan-2- yl)phenol, 11:9:3:48:1:9:20); bzw. Puppenexuvien (4-Cyanocyclohexen: 2,6-Dimethyl-7-octen-2-ol: Nonanal, 1:6:4). Die vier Mischungen wurden in Hexan verdünnt und in unterschiedlichen Dosen gegen eine Lösungsmittelkontrolle (Hexan) getestet (Abb. 3a – d). Gravid Ae. Aegypti wurden in dosisabhängiger Weise als Reaktion auf jede der vier synthetischen Mischungen von der Eiablage angezogen: Eier (χ2 = 12,09, df = 3, P = 0,0071); zweites Stadium (χ2 = 15,22, df = 3, P = 0,0016); viertes Stadium (χ2 = 6,79, df = 3, P = 0,079); und Puppenexuvien (χ2 = 11,11, df = 3, P = 0,011) (Abb. 3a – d). Darüber hinaus stimulierten die synthetischen Mischungen die trächtige Ae deutlich. aegypti legte dosisabhängig Eier, außer als Reaktion auf die des zweiten Stadiums: Eier (F = 3,39, P = 0,020); zweites Stadium (F = 1,22, P = 0,30); viertes Stadium (F = 4,90, P = 0,0030); und Puppen exuviae (F = 3,13, P = 0,027) (Abb. 3e – h). Während eine höhere Gesamtzahl an Eiern als Reaktion auf die synthetischen Geruchsmischungen gelegt wurde, basierend auf den VOCs, die im Zusammenhang mit Eiern und LCW im vierten Stadium identifiziert wurden (Abb. 3e, g), wurden die Eier unterschiedlich gelegt, wobei die Eier als Reaktion darauf gelegt wurden Geruchsmischungen auf Eibasis werden überwiegend an der Behandlungsstelle platziert, und diejenigen, die als Reaktion auf die Geruchsmischung auf Basis des vierten Stadiums gelegt werden, werden überwiegend an der Kontrollstelle platziert (Abb. 3e, g).

Synthetische Geruchsmischungen aus im Wasserstadium konditioniertem Wasser regulieren die Wahl der Eiablage und die Eiablage bei Aedes aegypti. Die dosisabhängige Wahl der Eiablage trächtiger Mücken gegenüber einzelnen synthetischen Geruchsmischungen, die mit Wasser in Zusammenhang stehen, das mit a Eiern, b Larven im zweiten Stadium, c Larven im vierten Stadium und d Puppenexuvien konditioniert wurde, im Vergleich zu einer Lösungsmittelkontrolle (Hexan). Sternchen weisen auf signifikante Unterschiede (P < 0,05) hin, die durch eine nominale logistische allgemeine Regressionsanalyse und anschließenden Vergleich der Chancenverhältnisse ermittelt wurden. Gravid Ae. Aegypti wurden als Reaktion auf diese Behandlungen unterschiedlich zur Eiablage angeregt (e–h). Die verschiedenen Kleinbuchstaben stellen signifikante Unterschiede dar (P < 0,05), wie durch eine ANOVA gefolgt von einem Tukey-Post-hoc-Test ermittelt. Fehlerbalken stellen den Standardfehler des Mittelwerts dar. Die Stichprobengröße ist bei allen Vergleichen größer als 30

Mit konspezifischen Wasserstadien assoziierte flüchtige Stoffe locken Mücken unterschiedlich zu Eiablagestellen und stimulieren die Eiablage [diese Studie, 11, 12, 15, 17, 18, 20, 24, 34–40]. In dieser Studie wurden schwangere Ae. Aegypti wurden als Reaktion auf die VOCs aus Wasser, das mit Larven im Spätstadium konditioniert war, bevorzugt zur Eiablage angezogen [11, 20, 22], was wahrscheinlich auf eine produktive Brutstätte und eine verringerte Konkurrenz um Ressourcen zwischen den vorhandenen, bald verpuppenden Larven und Larven hinweist die neue Generation [6, 20, 41, 42]. Darüber hinaus wirkte sich die Dichte der artgleichen Wasserstadien auf die Wahl des Ortes für die Eiablage aus, wobei trächtige Mücken auf den behandelten Stellen weniger Eier legten und sogar die Eiablage vermieden, wenn die Gerüche dieser Stellen auf eine hohe Dichte an konspezifischen Konkurrenten hindeuteten [diese Studie, 12, 15, 17, 18, 24, 25, 41, 43]. Sowohl das Wasserstadium als auch die Geruchsfreisetzungsrate beeinflussten erheblich die Art und Weise, wie Weibchen zur Eiablage an den behandelten oder kontrollierten Standorten stimuliert wurden. Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass trächtige Mücken zur Identifizierung und Unterscheidung potenzieller Eiablageorte auf den Nachweis aquatischer stadienspezifischer VOC-Mischungen angewiesen sind, um ein zuverlässiges Signal für die Eignung eines potenziellen Brutplatzes für ihre Nachkommen zu liefern (24, 39). Diese unterschiedliche Präferenz für ein bestimmtes artspezifisches Wasserstadium und seine flüchtigen Stoffe kann einen direkten Einfluss auf die Populationsdynamik von Ae haben. aegypti und bieten einen möglichen Weg zur Manipulation des Vektorverhaltens.

Das Vorhandensein von artgleichen Wasserstadien in einer Brutstätte, gegenwärtig oder in der jüngeren Vergangenheit, beeinflusst und vermittelt die Auswahl der Eiablagestelle und die Entscheidung zur Eiablage schwangerer Mücken [diese Studie, 11, 12, 15, 17, 18, 20, 24]. , 34–40, 44]. Die Verhaltensreaktionen schwangerer Mücken auf diese Standorte sind art- und taxonspezifisch (34, 36, 38, 41, 44). Zum Beispiel trächtige Ae. Aegypti legen ihre Eier bevorzugt in Wasser ab, das mit Larven im Spätstadium konditioniert ist [diese Studie, 20], während Anopheles coluzzii ihre Eier bevorzugt in Brutstätten mit Larven im ersten Stadium ablegt [15]. Dies weist darauf hin, dass sich das Geruchsprofil von Brutstätten je nach Entwicklungsstadium der Artgenossen ändert, wie in dieser Studie für Ae gezeigt wurde. aegypti und das von Schoelitsz et al. [39] für An. coluzzii.

Die ökologische Begründung für die beobachteten taxonspezifischen Strategien trächtiger Mücken, Hinweise aus bestimmten Artgenossen im Wasser als Indikatoren für die Eignung eines potenziellen Brutplatzes für ihre Nachkommen zu nutzen, basiert auf artbedingten Unterschieden in der Widerstandsfähigkeit ihrer Nachkommen sich verändernde biotische (z. B. Nahrungsressourcen, Konkurrenz) und abiotische (z. B. Wasserverfügbarkeit, gelöster Sauerstoff, Salzgehalt) Bedingungen in den Brutstätten [2, 5, 19, 20, 34, 36, 38, 41, 44, 45, 46 ]. Aedes aegypti wählt Brutstätten aus, die Larven im Spätstadium für die Eiablage enthalten/enthielten, was zunächst kontraintuitiv erscheinen mag, da zu dem Zeitpunkt, an dem die Larven das vierte Stadium erreichen, die Gefahr besteht, dass diese den Großteil der Ressourcen verbraucht haben in der begrenzten lokalen Umgebung und konkurrieren möglicherweise mit frisch geschlüpften Larven um die begrenzten darin enthaltenen Ressourcen [20, 47]. Larven im Spätstadium werden jedoch bald in das nicht fressende Puppenstadium übergehen, wodurch das Risiko einer Artgenossenkonkurrenz mit frisch geschlüpften Larven verringert wird, was die Präferenz von Ae für die Eiablage widerspiegelt. aegypti unter natürlichen und Laborbedingungen [diese Studie, 20]. Die mangelnde Anziehungskraft der trächtigen Mücken auf das mit dem Puppenstadium verbundene konditionierte Wasser, da die Puppen nicht die flüchtigen Signale erzeugen, die die trächtigen Weibchen anlocken [diese Studie], spiegelt die Unfähigkeit der Puppen wider, auszuscheiden und dadurch die Mikrobiota zu beeinflussen und Harnsäure in der Umwelt [48, 49]. Beim Schlüpfen des Erwachsenen hingegen wird das in der Puppe enthaltene Mekonium ausgeschieden, wodurch die Darmmikrobiota und andere harnsäurehaltige Abfälle in die Brutstätte freigesetzt werden [49]. Darüber hinaus enthalten befallene Brutbehälter typischerweise einzelne Kohorten aquatischer Stadien, die sich synchron entwickeln [50], was zeigt, dass trächtige Mücken Brutstätten nur dann wieder besiedeln, wenn konspezifische Eier vorhanden sind, zu denen trächtige Mücken dazu angeregt werden, größere Gelege von Eiern zu legen, oder späte aquatische Stadien Stadien [diese Studie, 20], um die Konkurrenz um ihre Nachkommen weiter zu verringern. Indirekte Auswirkungen im Zusammenhang mit der Entwicklung der aquatischen Stadien von Ae. aegypti kann auch zur Bevorzugung des Eiablageortes beitragen. Brutstätten, die Anzeichen eines starken mikrobiellen Wachstums aufweisen, insbesondere Mikroben, die während der Eiablage inokuliert wurden [51,52,53,54], und damit verbundener Detritus [55,56,57], der sich während der Larvenentwicklung von Artgenossen angesammelt hat, sorgen für eine reiche, reichlich vorhandene Larve Nahrungsquelle, was die potenzielle Konkurrenz zwischen etablierten und frisch geschlüpften Larven verringert [58]. Trächtige Mücken legen ihre Eier in temporären Gewässern ab, wie z. B. Ae. aegypti kann auch indirekt abiotische Faktoren nutzen, um potenzielle Eiablageorte zu beurteilen, da der Kannibalismus mit der zunehmenden Anzahl von Wechselwirkungen zwischen den Stadien zunimmt, da die Dichte aufgrund räumlicher Einschränkungen und nicht aufgrund von Nahrungsbeschränkungen zunimmt [14, 59].

Trächtige Mücken reagieren dichteabhängig auf Wasser, das artgleiche Wasserstadien enthält oder enthalten hat [diese Studie, 12, 15, 17, 18, 24, 60]. In unserer Studie wurden schwangere Ae. Aegypti legten weniger Eier als Reaktion auf Wasser, das mit einer hohen Dichte an Artgenossen-Eiern, Larven und Puppenexuvien konditioniert war, was die Hypothese stützt, dass das Legen der Mehrheit der Eier in Wasser mit geringer Dichte an Artgenossen-Wasserstadien das Wachstum, die Entwicklung und die Überlebenswahrscheinlichkeit der Nachkommen steigert , als Folge des verringerten Wettbewerbs [23, 25, 61]. Im Gegensatz dazu erzeugen hohe Larvendichten einen Wettbewerb um Nahrungsressourcen, der sich auf die Schlupfrate und die Larvenentwicklung sowie auf die Größe und Überlebensrate der erwachsenen Tiere auswirkt [23, 25, 61, 62]. Während bei anderen Mückenarten überfüllte und/oder ausgehungerte Larven abschreckende VOCs ausstoßen, die sich negativ auf die Verhaltensreaktion bei der Eiablage auswirken [15, 24, 43], müssen solche VOCs für Ae noch nachgewiesen werden. Ägypter. Zusammen beeinflussen diese dichtebezogenen Faktoren die Fitness schwangerer Mücken, was sich wiederum auf die Vektorkapazität auswirkt [61, 63, 64, 65]. Die Bewertung der Faktoren, die mit dem Stadium und der Dichte unreifer Artgenossen durch trächtige Mücken zusammenhängen, kann zu einem großen Teil auf die Qualität und Quantität der von den potenziellen Brutstätten ausgehenden VOCs zurückgeführt werden.

Die verfügbaren Daten deuten darauf hin, dass Mückentaxa unterschiedliche Mischungen von VOCs verwenden, um die Auswahl des Eiablageortes und das Eiablageverhalten auf artabhängige Weise zu vermitteln [diese Studie, 11, 31]. Während Mücken hauptsächlich auf artspezifische VOCs reagieren, nutzen schwangere Weibchen typische VOCs aus Brutstätten, insbesondere ausgewählte geradkettige Aldehyde, Monoterpene sowie geradkettige Fettsäuren und Ester, die häufig in allen Mückentaxa nachgewiesen werden [diese Studie, 11 und Referenzen darin, 34, 35, 66–68]. Die geradkettigen Aldehyde [(E)-2-Heptanal, (E)-2-Octenal, Nonanal, (E)-2-Nonenal, Decanal, (E)-2-Decenal] und Monoterpene (2,6-Dimethyl). -7-Octen-2-ol, Kampfer), die in dieser Studie identifiziert wurden, wurden zuvor nachweislich von mehreren Ressourcen emittiert, die von Mücken zur Lokalisierung von Blütennektar [69,70,71], Wirtsquellen [71, 72] und Quellen für die Eiablage genutzt werden [11, 73], was chemische Sparsamkeit widerspiegelt und darauf hindeutet, dass Mücken unter einem starken Anpassungsdruck stehen, dieselben VOCs als Signale zur Identifizierung verschiedener Ressourcen zu nutzen [74]. Darüber hinaus stammen diese und andere sparsame VOCs, die von trächtigen Mücken entdeckt und verwendet werden, um artabhängige Eiablageorte zu lokalisieren [6, 11], aus verschiedenen Ressourcen, einschließlich Artgenossenstadien [11] und Nahrungsressourcen [6, 75, 76]. fermentierende Vegetation [77] und lebende Vegetation im Zusammenhang mit Brutstätten [78,79,80,81]. Beispielsweise wurden Nonanal, Decanal und Kampfer aus mehreren konspezifischen Entwicklungsstadien von Ae identifiziert. aegypti [diese Studie, 45], sondern auch aus Infusionen von Vegetation und Gräserpollen, die von Culex quinquefasciatus- bzw. Anopheles arabiensis-Larven als Nahrungsquellen verwendet werden [75,76,77, 82]. Darüber hinaus wurde über (E)-2-Decenal aus Hühnerkot berichtet, das Culex-Mücken zu bevorzugten Eiablagestellen lockt [73, 83]. Darüber hinaus scheinen geradkettige Fettsäuren und Ester, die mit den Wasserstadien von Mücken in Zusammenhang stehen, in allen Culicines nachgewiesen zu werden und spielen eine Rolle bei der Auswahl der Eiablagestelle [34, 35, 66, 67, 68, 84]. Während bereits mehrere geradkettige Fettsäuren und Ester aus den artgleichen aquatischen Stadien von Ae identifiziert wurden. aegypti, in dieser Studie wurden keine identifiziert. Darüber hinaus wurde die mutmaßliche Larvenpheromonkomponente, n-Heneicosan [32, 33], in dieser Studie nicht aus dem mit den Larven konditionierten Wasser identifiziert, was möglicherweise auf die größtenteils unlösliche Natur von Alkanen in Wasser zurückzuführen ist. Die anderen in dieser Studie identifizierten Verbindungen sind strukturell vielfältig und wurden bisher nicht mit Eiablageorten in Verbindung gebracht. Es gibt Hinweise darauf, dass schwangere Ae. aegypti erkennen diese VOCs nicht einzeln, sondern als Mischungen oder chemische Codes, die es ihnen ermöglichen, zwischen potenziellen Standorten für die Eiablage zu unterscheiden.

Die kombinierten chemischen und elektrophysiologischen Analysen der stadienspezifischen konditionierten Wasserextrakte zeigten teilweise überlappende, aber dennoch unterschiedliche VOC-Mischungen, die die Grundlage für trächtige Ae bilden. aegypti, um potenzielle Brutstätten zu unterscheiden und auszuwählen. In früheren Studien wurden einzelne VOCs, die anhand chemischer Analysen von Brutstätten identifiziert wurden, in Verhaltenstests getestet, ohne dass vorherige Experimente ihre physiologische Aktivität bestätigten. Hier stellen wir einen Arbeitsablauf vor, der die Bedeutung der kombinatorischen Kodierung von VOCs durch Mücken für die Auswahl der Eiablagestelle demonstriert. Diese Kodierungsstrategie ist nicht auf artspezifische Signalübertragung beschränkt, sondern wurde auch in An demonstriert. arabiensis in Bezug auf die Auswahl des Eiablageortes unter vegetativen Ressourcen [75, 76, 79, 85]. Ein besseres Verständnis der chemischen Codes, die der Auswahl des Eiablageortes zugrunde liegen, könnte zur Entwicklung neuartiger Geruchsköder führen, die zur Vektorkontrolle und -überwachung eingesetzt werden [11, 73].

Gravid Ae. Aegypti verwenden stadiums- und dichteabhängige Hinweise von Artgenossen, um potenzielle Eiablageorte zu identifizieren. Das volatile Profil von Eiablageorten, die mit konspezifischen aquatischen Stadien konditioniert sind, ändert sich im Laufe der Entwicklungszeit in Bezug auf die Qualität der emittierten VOCs und bietet schwangeren Mücken die Möglichkeit, zwischen Eiablageorten zu unterscheiden, sowie Hinweise für die Eistimulation. Die identifizierten stadienspezifischen synthetischen Geruchsmischungen regulieren die Auswahl der Eiablagestelle bei Ae. Aegypti könnten gute Kandidaten für die Entwicklung von Ködern sein, die in integrierten Vektorkontrollprogrammen verwendet werden sollen. Zukünftige Forschungen werden synthetische Köder optimieren und formulieren und anschließend die Kombination ausgewählter Mischungen mit beispielsweise den In2Care-Mückenfallen [86] untersuchen, um zu beurteilen, ob diese die Wirksamkeit von Geräten zur Mückenbekämpfung verbessern, die Mücken anlocken und töten.

Alle während dieser Studie generierten oder analysierten Daten sind in diesem veröffentlichten Artikel und seinen ergänzenden Informationsdateien enthalten.

Elektroantennographische Erkennung

Eikonditioniertes Wasser

Flammenionisationsdetektor

Gaschromatographie-Massenspektrophotometrie

Larvenkonditioniertes Wasser

Puppenkonditioniertes Wasser

Festphasen-Mikroextraktion

Flüchtige organische Verbindungen

Exuviae-konditioniertes Wasser

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Wir möchten Betelehem Wondwosen für ihre technische Unterstützung während der GC-EAD-Analyse danken.

Open-Access-Finanzierung durch die Schwedische Universität für Agrarwissenschaften. Diese Projektarbeit wurde von der Abteilung für Pflanzenschutzbiologie der Schwedischen Universität für Agrarwissenschaften, SLU, finanziert. Der Geldgeber war weder an der Gestaltung der Studie und Sammlung, Analyse und Interpretation von Daten noch am Verfassen des Manuskripts beteiligt.

Disease Vector Group, Abteilung für Pflanzenschutzbiologie, Schwedische Universität für Agrarwissenschaften, Box 190, 234 22, Lomma, Schweden

Zaid Khan, Björn Bohman, Rickard Ignell und Sharon Rose Hill

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ZK, RI, BB und SRH trugen zur Konzeption und Gestaltung der Studie bei. BB trug zu chemischen Analysen bei. ZK führte die Experimente durch, führte eine Datenanalyse durch und verfasste den Originalentwurf des Manuskripts. RI und SRH haben das Manuskript kritisch geprüft. RI erhielt Fördermittel von der Schwedischen Universität für Agrarwissenschaften (SLU). Alle Autoren haben das endgültige Manuskript gelesen und genehmigt.

Korrespondenz mit Sharon Rose Hill.

Unzutreffend.

Unzutreffend.

Die Autoren erklären, dass sie keine konkurrierenden Interessen haben.

Springer Nature bleibt neutral hinsichtlich der Zuständigkeitsansprüche in veröffentlichten Karten und institutionellen Zugehörigkeiten.

Multi-Choice-Assay zur Beurteilung der Eiablagepräferenz von Aedes aegypti gegenüber konspezifisch konditioniertem Wasser im Wasserstadium. A. Die Platzierung der künstlichen Eiablagestellen (Dreifachbecher) in einem BugDorm-1-Käfig. B. Die Konstruktion der Dreifachbecher ermöglicht die Durchdringung des Assays durch olfaktorische Hinweise, jedoch nicht durch andere Sinnesreize. Abbildung S2. Auswahl der Eiablagestelle durch trächtige Aedes aegypti als Reaktion auf durch Puppen konditioniertes Wasser. Die Kleinbuchstaben zeigen keine signifikanten Unterschiede an (P > 0,05), wie durch eine ANOVA gefolgt von einem Tukey-Post-hoc-Test ermittelt. Fehlerbalken stellen den Standardfehler des Mittelwerts dar. Abbildung S3. Dual-Choice-Ovipositionstest zur Bewertung der Auswahl und Eiablage von Aedes aegypti in synthetischen Mischungen. Abbildung S4. Wahl der Eiablage von trächtigem Aedes aegypti gegenüber Lösungsmittelkontrollen (Hexan) in einem Dual-Choice-Assay. Gravid Ae. aegypti zeigte keine Verhaltenspräferenz für beide Seiten des Eiablagetests (ANOVA, gefolgt von einem Tukey-Post-hoc-Test). Fehlerbalken stellen den Standardfehler des Mittelwerts dar.

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Nachdrucke und Genehmigungen

Khan, Z., Bohman, B., Ignell, R. et al. Die geruchsbedingte Auswahl des Eiablageortes bei Aedes aegypti hängt vom aquatischen Stadium und der Dichte ab. Parasites Vectors 16, 264 (2023). https://doi.org/10.1186/s13071-023-05867-1

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Eingegangen: 12. Mai 2023

Angenommen: 04. Juli 2023

Veröffentlicht: 04. August 2023

DOI: https://doi.org/10.1186/s13071-023-05867-1

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