Besin edinimi ve dağıtımı böcek beslenmesini ve yaşam tarihi özelliklerini bütünleştirir. Böcekler, farklı yaşam evrelerinde belirli besin maddelerindeki eksiklikleri telafi etmek için bu besin maddelerini ek beslenme yoluyla, örneğin su birikintileri olarak bilinen bir süreçte omurgalı salgılarıyla beslenerek elde edebilirler. Anopheles arabiani sivrisineği yetersiz beslenmiş gibi görünmektedir ve bu nedenle hem metabolizma hem de üreme için besinlere ihtiyaç duyar. Bu çalışmanın amacı, An. arabiensis'in besin maddesi edinmek için inek idrarında uyarılmasının yaşam tarihi özelliklerini iyileştirip iyileştirmediğini değerlendirmekti.
Güvenli olduğundan emin olun. arabiensis, taze, 24 saatlik, 72 saatlik ve 168 saatlik inek idrarının kokusuna çekildi ve konak arayan ve kanla beslenen (kan öğününden 48 saat sonra) dişiler bir Y-tüpü olfaktometresinde ölçüldü ve gebe dişiler yumurtlama testi için değerlendirildi. Daha sonra, dört yaş sınıfındaki inek idrarındaki biyoaktif bileşikleri belirlemek için birleşik kimyasal ve elektrofizyolojik analiz kullanıldı. Biyoaktif bileşiklerin sentetik karışımları Y-tüpü ve saha denemelerinde değerlendirildi. İnek idrarını ve ana azot içeren bileşiği olan üreyi sıtma vektörleri için potansiyel tamamlayıcı diyet olarak araştırmak için beslenme parametreleri ve yaşam öyküsü özellikleri ölçüldü. Dişi sivrisineklerin oranı ve emilen inek idrarı ve üre miktarı değerlendirildi. Beslenmeden sonra dişiler hayatta kalma, bağlı uçuş ve üreme açısından değerlendirildi.
Konakçının kanını ve besinini arayın. Laboratuvar ve saha çalışmalarında Araplar, taze ve olgun inek idrarının doğal ve sentetik kokusuna çekildiler. Gebe dişiler, yumurtlama bölgelerinde inek idrarı tepkilerine kayıtsız kaldılar. Konakçı arayan ve kan emen dişiler aktif olarak inek idrarını ve üresini emer ve bu kaynakları uçuş, hayatta kalma veya üreme için fizyolojik duruma bağlı olarak yaşam öyküsü takaslarına göre tahsis eder.
Anopheles arabinis'in yaşam öyküsü özelliklerini iyileştirmek için inek idrarının edinilmesi ve dağıtılması. İnek idrarının takviye edici olarak verilmesi, günlük hayatta kalma oranını ve vektör yoğunluğunu artırarak doğrudan vektör kapasitesini ve uçuş aktivitesini değiştirerek dolaylı olarak etkiler ve bu nedenle gelecekteki modellerde dikkate alınmalıdır.
Besin edinimi ve dağıtımı böcek beslenmesini ve yaşam tarihi özelliklerini bütünleştirir [1,2,3]. Böcekler, yiyecek bulma ve edinme ve yiyecek mevcudiyetine ve besin gereksinimlerine göre telafi edici beslenme yapabilir [1, 3]. Besinlerin dağılımı yaşam tarihi sürecine bağlıdır ve böceklerin farklı yaşam evrelerinde diyet kalitesi ve miktarı için farklı gereksinimlere yol açabilir [1, 2]. Böcekler, belirli besin maddelerindeki eksiklikleri telafi etmek için bu besin maddelerini çamur, omurgalıların çeşitli dışkıları ve salgıları ve leş gibi ek beslenme yoluyla elde edebilirler, bu süreç su birikintileri olarak bilinir [2]. Çeşitli kelebek ve güve türleri öncelikli olarak tanımlanmış olsa da, diğer böcek takımlarında da sulama delikleri meydana gelir ve bu tür kaynaklara ilgi ve bunlarla beslenme, sağlık ve diğer yaşam tarihi özellikleri üzerinde önemli etkilere sahip olabilir [2, 4, 5, 6] ,7]. Sıtma sivrisineği Anopheles gambiae sensu lato (sl), 'yetersiz beslenmiş' bir yetişkin olarak ortaya çıkar [8], bu nedenle sulama Yaşam tarihi özelliklerinde önemli bir rol oynar, ancak bu davranış şimdiye kadar ihmal edilmiştir. Bu önemli taşıyıcıda besin alımını artırmanın bir yolu olarak ajitasyonun kullanılması, önemli epidemiyolojik sonuçlara yol açabileceğinden dikkat çekicidir.
Yetişkin dişi Anopheles sivrisineklerinde azot alımı, larva aşamasından taşınan düşük kalorili rezervler ve kan öğününün verimsiz kullanımı nedeniyle sınırlıdır [9]. Dişi Ann.gambiae sl genellikle bunu ek kan öğünleriyle takviye ederek telafi eder [10, 11], böylece daha fazla insanı hastalığa yakalanma riski altına sokar ve sivrisinekleri daha fazla avlanma riski altına sokar. Alternatif olarak, sivrisinekler, diğer böceklerin gösterdiği gibi, adaptasyonu ve uçuş manevra kabiliyetini artıran azotlu bileşikler edinmek için omurgalı dışkılarının ek beslenmesini kullanabilirler [2]. Bu bağlamda, An içindeki kardeş türlerden birinin güçlü ve belirgin çekiciliği. Gambian sl tür kompleksi, Anopheles arabinis, taze ve eski inek idrarı [12,13,14] ilginçtir. Anopheles arabinis, konak tercihlerinde fırsatçıdır ve sığırlarla ilişki kurduğu ve onlarla beslendiği bilinmektedir. İnek idrarı, azotlu bileşikler açısından zengin bir kaynaktır ve üre, %50-95'ini oluşturur taze idrar içindeki toplam azot [15, 16]. İnek idrarı yaşlandıkça, mikroorganizmalar bu kaynakları kullanarak azotlu bileşiklerin karmaşıklığını 24 saat içinde azaltır [15]. Organik azotun azalmasıyla ilişkili olan amonyaktaki hızlı artışla birlikte, alkalifilik mikroorganizmalar (çoğu sivrisinekler için toksik bileşikler üretir) gelişir [15], bunlar dişi Ann.arabiensis olabilir, 24 saat veya daha az bekletilmiş idrara tercih edilir [13, 14].
Bu çalışmada, konak ve kanla beslenen Ans arandı. Arabiensis, ilk gonadotropin döngüsü sırasında, idrar karıştırma yoluyla üre de dahil olmak üzere azotlu bileşiklerin edinimi açısından değerlendirildi. Ardından, dişi sivrisineklerin bu potansiyel besin kaynağını gelişmiş hayatta kalma, üreme ve daha fazla yiyecek arama için nasıl tahsis ettiğini değerlendirmek için bir dizi deney yürütüldü. Son olarak, taze ve eski inek idrarının kokusu, bunların konak ve kanla beslenen An için güvenilir ipuçları sağlayıp sağlamadığını belirlemek için değerlendirildi. Arabiensis, bu potansiyel besin kaynağını araştırırken, gözlemlenen farklı çekiciliğin ardındaki kimyasal korelasyonları keşfetti. 24 saatlik eski idrarda belirlenen uçucu organik bileşiklerin (VOC) sentetik koku karışımları, saha koşullarında daha da değerlendirildi, laboratuvar koşullarında elde edilen sonuçlar genişletildi ve sığır idrar kokusunun farklı fizyolojik durumlar üzerindeki etkisi gösterildi. Sivrisinek çekiciliği. Elde edilen sonuçlar, An'nin arabiensis, omurgalı idrarında bulunan azotlu bileşikleri edinir ve dağıtır ve yaşam öyküsü özelliklerini etkiler. Bu sonuçlar, olası epidemiyolojik sonuçlar bağlamında ve vektör gözetimi ve kontrolü için nasıl kullanılabileceği tartışılmaktadır.
Anopheles arabicans (Dongola suşu) 25 ± 2 °C, %65 ± 5 RH ve 12:12 saatlik ışık:karanlık döngüsünde tutuldu. Larvalar damıtılmış suyla doldurulmuş plastik tepsilerde (20 cm × 18 cm × 7 cm) büyütüldü ve Tetramin® balık yemi (Tetra Werke, Melle, DE) ile beslendi. Pupalar 30 ml'lik kaplara (Nolato Hertila, Åstorp, SE) toplandı ve daha sonra yetişkinlerin ortaya çıkmasına izin vermek için Bugdorm kafeslerine (30 cm × 30 cm × 30 cm; MegaView Science, Taichung, Tayvan) transfer edildi. Yetişkinlere, çıkıştan sonraki 4 güne kadar (dpe) ad libitum %10'luk bir sakaroz çözeltisi sağlandı, bu noktada konak arayan dişilere deneyden hemen önce diyet teklif edildi veya deneyden önce damıtılmış suyla bir gece aç bırakıldı, açıklandığı gibi Aşağıda. Uçuş tüpü deneylerinde kullanılan dişiler sadece 4-6 saat boyunca ad libitum su ile aç bırakıldı. Kan emen sivrisinekleri sonraki biyolojik deneylere hazırlamak için, 4 dpe dişisine bir membran besleme sistemi (Hemotek Discovery Workshops, Accrington, İngiltere) kullanılarak defibrotik koyun kanı (Håtunalab, Bro, SE) verildi. Tamamen tıkalı dişiler daha sonra ayrı kafeslere transfer edildi ve aşağıda açıklandığı gibi doğrudan diyet veya aşağıda açıklanan deneylerden önceki 3 gün boyunca ad libitum %10 sakaroz verildi. Bu son dişiler uçuş tüpü biyolojik deneyleri için kullanıldı ve laboratuvara transfer edildi ve daha sonra deneyden önce 4-6 saat boyunca ad libitum damıtılmış su verildi.
Yetişkin bir Arap dişisinde idrar ve üre tüketimini ölçmek için beslenme analizleri kullanıldı. Konak arayan ve kanla beslenen dişilere 48 saat boyunca %1 oranında seyreltilmiş taze ve eski inek idrarı, çeşitli üre konsantrasyonları ve iki kontrol (10% sakaroz ve su) içeren bir diyet verildi. Ek olarak diyete gıda boyası (1 mg ml-1 ksilen siyanür FF; CAS 2650-17-1; Sigma-Aldrich, Stockholm, SE) eklendi ve 250 µl mikro santrifüj tüplerinde (Axygen Scientific, Union City, CA, ABD; Şekil 1A) 4 × 4 matriste sağlandı. Kenarına kadar doldurun (~300 µl). Sivrisinekler arasındaki rekabeti ve boya renginin olası etkilerini önlemek için 10 sivrisineği tamamen karanlıkta büyük bir Petri kabına (12 cm çapında ve 6 cm yüksekliğinde; Semadeni, Ostermundigen, CH; Şekil 1A) yerleştirin. 25 ± 2 cm °C ve %65 ± 5 bağıl nemde. Bu deneyler 5 ila 10 kez tekrarlandı. Diyete maruz bırakıldıktan sonra sivrisinekler, daha ileri analizlere kadar -20 °C'ye yerleştirildi.
Konakçı ve kan emen dişi Anopheles arabianus tarafından emilen sığır idrarı ve üre arayın. Besleme denemesinde (A), dişi sivrisineklere taze ve eski inek idrarı, çeşitli üre konsantrasyonları, sakaroz (%10) ve damıtılmış sudan (H2O) oluşan bir diyet verildi. Konakçı arayan (B) ve kanla beslenen (C) dişiler test edilen diğer tüm diyetlerden daha fazla sakaroz emdi. Konakçı arayan dişilerin 72 saatlik inek idrarını 168 saatlik inek idrarından (B) daha az emdiğine dikkat edin. İdrarın ortalama toplam azot içeriği (± standart sapma) ekte gösterilmiştir. Konak arayan (D, F) ve kan emen (E, G) dişiler üreyi doza bağlı bir şekilde alırlar. Farklı harf adlarına sahip ortalama solunan hacimler (D, E) birbirinden önemli ölçüde farklıydı (Tukey'nin post-hoc analizi kullanılarak tek yönlü ANOVA; p < 0,05). Hata çubukları ortalamanın standart hatasını temsil eder (BE). Düz kesikli çizgi logaritmik doğrusal regresyon çizgisini (F, G) temsil eder
Emilen yiyeceklerin serbest bırakılması için sivrisinekler, 230 µl damıtılmış su içeren 1,5 ml'lik mikro santrifüj tüplerine tek tek yerleştirildi ve doku tek kullanımlık bir havan ve kablosuz motor (VWR International, Lund, SE) kullanılarak parçalandı, ardından 10 dakika boyunca 10 krpm'de santrifüj edildi. Üstteki sıvı (200 µl) 96 kuyulu bir mikro plakaya (Sigma-Aldrich) aktarıldı ve absorbans (λ620), spektrofotometre tabanlı bir mikro plaka okuyucusu (SPECTROStar® Nano, BMG Labtech, Ortenberg, DE) kullanılarak belirlendi (nm). Alternatif olarak, sivrisinekler 1 ml damıtılmış suda öğütüldü, bunun 900 µl'si spektrofotometrik analiz için bir küvete aktarıldı (λ 620 nm; UV 1800, Shimadzu, Kista, SE). Besin alımını ölçmek için seri seyreltme ile standart bir eğri hazırlandı 0,2 µl ile 2,4 µl arasında 1 mg ml-1 ksilen siyanür elde etmek için. Daha sonra, bilinen boya konsantrasyonlarının optik yoğunluğu, her sivrisineğin yediği yiyecek miktarını belirlemek için kullanıldı.
Hacim verileri, Tukey'in post-hoc çiftler arası karşılaştırmalarını (JMP Pro, v14.0.0, SAS Institute Inc., Cary, NC, ABD, 1989–2007) takiben tek yönlü varyans analizi (ANOVA) kullanılarak analiz edildi. Doğrusal regresyon analizleri, konsantrasyona bağlı üre alımını tanımladı ve konak arayan ve kan emen sivrisinekler arasındaki tepkileri karşılaştırdı (Mac için GraphPad Prism v8.0.0, GraphPad Yazılımı, San Diego, CA, ABD).
Her yaş grubundan yaklaşık 20 µl idrar örneği Chromosorb® W/AW'ye (10 mg 80/100 mesh, Sigma Aldrich) bağlandı ve kalay kapsüllere (8 mm × 5 mm) yerleştirildi. Kapsüller, üreticinin protokolüne göre taze ve dinlendirilmiş idrardaki azot içeriğini belirlemek için bir CHNS/O analizörünün (Flash 2000, Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, ABD) yanma odasına yerleştirildi. Toplam azot (g N l-1), standart olarak kullanılan bilinen üre konsantrasyonlarına göre ölçüldü.
Konak arayan ve kan emen dişilerin hayatta kalmasına yönelik diyetin etkisini değerlendirmek için sivrisinekler, kapaklarında ağ ile kaplı bir delik (3 cm çapında) bulunan büyük Petri kaplarına (12 cm çapında ve 6 cm yüksekliğinde; Semadeni) tek tek yerleştirildi. Havalandırma ve yiyecek temini için. Diyetler 4 dpe'den hemen sonra sağlandı ve %1 seyreltilmiş taze ve eski inek idrarı, dört üre konsantrasyonu ve iki kontrol, %10 sakaroz ve su içeriyordu. Her diyet, 5 ml'lik bir şırıngaya (Thermo Fisher Scientific, Gothenburg, SE) yerleştirilen bir diş tamponuna (DAB Dental AB, Upplands Väsby, SE) pipetlendi, piston çıkarıldı ve bir Petri kabının üstüne yerleştirildi (Şekil 1).1A). Diyetinizi her gün değiştirin. Laboratuvarı yukarıda açıklandığı gibi koruyun. Hayatta kalan sivrisinekler günde iki kez sayılırken, son sivrisinek ölene kadar (tedavi başına n = 40) ölü sivrisinekler atıldı. Çeşitli Diyetler, diyetler arasındaki sağkalım dağılım karşılaştırmalarını yapmak için Kaplan-Meyer sağkalım eğrileri ve log-rank testleri kullanılarak istatistiksel olarak analiz edildi (IBM SPSS Statistics 24.0.0.0).
Attisano ve diğerlerine[17] dayanan, ön ve arka panelleri olmayan, 5 mm kalınlığında şeffaf akrilik panellerden (10 cm genişlik x 10 cm uzunluk x 10 cm yükseklik) yapılmış özel bir sivrisinek uçurma değirmeni (Şekil 3: üst). Uçları, 9 cm arayla bir çift neodim mıknatıs arasına asılmış bir böcek iğnesine yapıştırılmış bir gaz kromatografisi kolonundan (0,25 mm iç çap; 7,5 cm uzunluk) yapılmış dikey bir tüpe sahip bir pivot tertibatı. Aynı malzemeden yapılmış yatay bir tüp (6,5 cm uzunluk), dikey tüpü ikiye bölerek bağlı bir kol ve ışık kesici bir sinyal olarak küçük bir alüminyum folyo parçası taşıyan bir kol oluşturdu.
24 saat aç bırakılan dişi sivrisinekler, kısıtlamadan önce 30 dakika boyunca yukarıdaki diyetle beslendi. Tamamen beslenmiş dişi sivrisinekler daha sonra 2-3 dakika boyunca buz üzerinde ayrı ayrı anestezi altına alındı ​​ve balmumu (Joel Svenssons Vaxfabrik AB, Munka Ljungby, SE) ile böcek iğnelerine bağlandı ve ardından yatay tüplerin kollarına bağlandı. Uçan Değirmen. Uçuş başına devir sayısı özel olarak yapılmış bir veri kaydedici tarafından kaydedildi, daha sonra PC-Lab 2000™ yazılımı (v4.01; Velleman, Gavere, BE) kullanılarak saklandı ve görüntülendi. Uçuş değirmeni iklimi düzenlenmiş bir odaya yerleştirildi (12 saat:12 saat, aydınlık: karanlık, 25 ± 2 °C, %65 ± 5 RH).
Uçuş aktivitesinin modelini görselleştirmek için, toplam uçulan mesafe (m) ve ardışık uçuş aktivitelerinin toplam sayısı 24 saatlik bir süre boyunca saatlik olarak hesaplandı. Buna ek olarak, bireysel dişilerin uçtuğu ortalama mesafeler uygulamalar arasında karşılaştırıldı ve tek yönlü ANOVA ve Tukey'in post-hoc analizi (JMP Pro, v14.0.0, SAS Institute Inc.) kullanılarak analiz edildi; burada ortalama mesafe bağımlı değişken, uygulama ise bağımsız faktör olarak kabul edildi. Ayrıca, ortalama tur sayısı 10 dakikalık artışlarla hesaplanır.
An.arabiensis'in üreme performansı üzerinde diyetin etkisini değerlendirmek için, altı dişi (4 dpe) kan alındıktan sonra doğrudan Bugdorm kafeslerine (30 cm × 30 cm × 30 cm) transfer edildi ve daha sonra yukarıda açıklandığı gibi 48 saat boyunca deneysel diyet sağlandı. Daha sonra diyetler çıkarıldı ve 20 ml damıtılmış suyla dolu yumurtlama kapları (30 ml; Nolato Hertila) üçüncü gün 48 saat boyunca sağlandı ve her 24 saatte bir değiştirildi. Her diyet rejimini 20-50 kez tekrarlayın. Her deneysel kafes için yumurtalar sayıldı ve kaydedildi. Yumurta alt örnekleri, bir Leica Camera (DFC) 320 R2 ile donatılmış bir Dialux-20 mikroskobu (DM1000; Ernst Leitz Wetzlar, Wetzlar, DE) kullanılarak bireysel yumurtaların ortalama boyut ve uzunluk varyasyonunu değerlendirmek için kullanıldı (diyet başına n ≥ 200); Leica Microsystems Ltd., DE). Kalan yumurtalar 24 saat boyunca standart yetiştirme koşulları altında iklimi kontrol edilen bir odada tutuldu ve yukarıda açıklandığı gibi yakın zamanda ortaya çıkan 1. evre larvalarının bir alt örneği (diyet başına n ≥ 200) ölçüldü. Yumurta sayısı ve yumurta ve larvaların boyutu, uygulamalar arasında ve tek yönlü ANOVA ve Tukey'in post hoc analizi (JMP Pro, v14.0.0, SAS Institute Inc.) kullanılarak karşılaştırıldı.
Zebu sığırlarından, Arsi ırklarından alınan örneklerden taze (örneklemeden 1 saat sonra), 24 saat, 72 saat ve 168 saat bekletilmiş idrardan headspace uçucu maddeleri toplandı. Kolaylık olması açısından, idrar örnekleri inekler hala ahırdayken sabahın erken saatlerinde toplandı. İdrar örnekleri 10 bireyden toplandı ve her bir örneğin 100-200 ml'si kapaklı 3 l poliamid içinde ayrı poliamid pişirme torbalarına (Toppits Cofresco, Frischhalteprodukte GmbH and Co., Minden, DE) aktarıldı. Vinil klorür plastik bidonlarda. Her sığır idrar örneğinden headspace uçucu maddeleri ya doğrudan (taze) ya da oda sıcaklığında 24 saat, 72 saat ve 168 saat olgunlaştırıldıktan sonra toplandı, yani her idrar örneği her yaş grubunu temsil ediyordu.
Baş boşluk uçucu maddelerinin toplanması için, 2,5 saat boyunca bir poliamid torbadan adsorpsiyon kolonuna aktif karbon filtreli bir gaz akımı (100 ml dak-1) dolaştırmak için kapalı devre bir sistem kullanıldı ve bir diyafram vakum pompası (KNF Neuberger, Freiburg, DE) kullanıldı. Kontrol olarak, baş boşluk toplama işlemi boş bir poliamid torbadan gerçekleştirildi. Adsorpsiyon kolonu, cam yünü tıkaçları arasında 35 mg Porapak Q (50/80 mesh; Waters Associates, Milford, MA, ABD) içeren Teflon borudan (5,5 cm x 3 mm iç çap) yapıldı. Kullanımdan önce, kolon 1 ml yeniden damıtılmış n-hekzan (Merck, Darmstadt, DE) ve 1 ml pentan (99,0% saf solvent GC sınıfı, Sigma Aldrich) ile yıkandı. Adsorbe edilen uçucu maddeler 400 μl pentan ile elüe edildi. Baş boşluk toplamaları birleştirildi ve Daha sonra daha ileri analizler için kullanılıncaya kadar -20°C'de saklanır.
Konak arayan ve kan emen An.Headspace uçucu özütleri, Arabidopsis sivrisineklerinden alınan taze, 24 saatlik, 72 saatlik ve 168 saatlik idrarla toplanarak düz cam tüp olfaktometre kullanılarak uçucu özütler açısından analiz edildi [18].Deneyler, An'in yuva arama aktivitesinin zirve yaptığı ZT 13-15 sırasında gerçekleştirildi.Arab [19].Cam tüp olfaktometre (80 cm × 9,5 cm iç çap), yukarıdan 3 ± 1 lx kırmızı ışıkla aydınlatıldı.Kömür filtreli ve nemlendirilmiş hava akımı (25 ± 2 °C, %65 ± 2 bağıl nem) biyolojik deneyi 30 cm s-1'de geçti.Hava, bir dizi paslanmaz çelik tel örgüden geçirilerek laminer bir akış ve düzgün bir tüy yapısı oluşturulur.Diş tamponu dağıtıcısı (4 cm × 1 cm; L:D; DAB Dental AB), olfaktometrenin rüzgar alan ucundaki 5 cm'lik bir bobinden asılarak, her 5 dakikada bir uyarıcı değiştirilerek. Analiz için, her bir baş boşluğu özütünün 10 μl'si, 1:10 oranında seyreltilerek uyarıcı olarak kullanıldı. Kontrol olarak eşit miktarda pentan kullanıldı. Deney başlamadan 2-3 saat önce, konak arayan veya kan emen tek tek sivrisinekler, tek tek serbest bırakma kafeslerine yerleştirildi. Serbest bırakma kafesi, olfaktometrenin rüzgar altı tarafına yerleştirildi ve sivrisineklerin 1 dakika boyunca uyum sağlamasına izin verildi ve ardından kafesin kelebek vanası serbest bırakmak için açıldı. Tedaviye veya kontrole ilgi, serbest bırakıldıktan sonraki 5 dakika içinde kaynakla temas eden sivrisineklerin oranı olarak analiz edildi. Her baş boşluğu uçucu özütü ve kontrolü en az 30 kez tekrarlandı ve herhangi bir günün etkilerinden kaçınmak için, her deney gününde aynı sayıda tedavi ve kontrol test edildi. Konakçıdan ve kanla beslenenlerden yanıt alın Cevap. Arapça ve headspace kümeleri nominal lojistik regresyon kullanılarak analiz edildi ve ardından tek oranlar için çiftler halinde karşılaştırmalar yapıldı (JMP Pro, v14.0.0, SAS Institute Inc.).
An'in yumurtlama tepkisi. Taze ve eski inek idrarından elde edilen Headspace özütleri Bugdorm kafeslerinde (30 cm × 30 cm × 30 cm; MegaView Science) analiz edildi. 20 mL damıtılmış suyla doldurulmuş plastik bardaklar (30 mL; Nolato Hertila) yumurtlama substratını sağladı ve kafesin zıt köşelerine, 24 cm arayla yerleştirildi. Tedavi bardakları, her headspace özütünden 10 μl ile 1:10 seyreltme ile ayarlandı. Kontrol bardağını ayarlamak için eşit miktarda pentan kullanıldı. Tedavi ve kontrol bardakları, pozisyon etkilerini kontrol etmek için her deney arasında değiştirildi. Kanla beslenen on dişi, ZT 9-11'de deney kafeslerine bırakıldı ve bardaklardaki yumurtalar 24 saat sonra sayıldı. Yumurtlama indeksini hesaplama formülü şudur: (tedavi bardağına bırakılan yumurta sayısı - kontrol bardağına bırakılan yumurta sayısı) / (toplam yumurta sayısı). Her Tedavi 8 kez tekrarlandı.
Dişi An.arabiensis'in gaz kromatografisi ve elektron anten deseni tespiti (GC-EAD) analizi daha önce açıklandığı gibi gerçekleştirildi [20]. Kısaca, taze baş boşluğu uçucu özütleri, bir HP-5 kolonu (30 m × 0,25 mm iç çap, 0,25 μm film kalınlığı, Agilent Technologies) ile donatılmış bir Agilent Technologies 6890 GC (Santa Clara, CA, ABD) kullanılarak ayrıldı. ve yaşlanan idrar.Hidrojen, 45 cm s-1 ortalama doğrusal akış hızına sahip mobil faz olarak kullanıldı.Her numune (2 μl), 225 °C giriş sıcaklığıyla bölünmemiş modda 30 saniye boyunca enjekte edildi.GC fırın sıcaklığı, 10 °C dk-1'de 35 °C'den (3 dakika tutma) 300 °C'ye (10 dakika tutma) programlandı.GC çıkış ayırıcısında, 4 psi azot eklendi ve alev iyonizasyon dedektörü ile EAD arasında bir Gerstel 3D/2 düşük ölü hacim çaprazında (Gerstel, Mülheim, DE) 1:1 oranında bölündü.EAD için GC çıkış kılcal borusu, GC fırın sıcaklığını artı 5 °C'yi izleyen bir Gerstel ODP-2 transfer hattından, karbon filtreli, nemlendirilmiş hava (1,5 l min−1). Anten, tüpün çıkışından 0,5 cm uzağa yerleştirildi. Her bir sivrisinek bir tekrarı oluşturdu ve konak arayan sivrisinekler için her yaştan idrar örnekleri üzerinde en az üç tekrar gerçekleştirildi.
Taze ve eski sığır idrarının baş boşluğu koleksiyonlarındaki biyoaktif bileşiklerin, GC-EAD analizinde anten tepkilerini ortaya çıkarmak için birleştirilmiş GC ve kütle spektrometresi (GC-MS; 6890 GC ve 5975 MS; Agilent Technologies) kullanılarak tanımlanması, 70 eV'de elektron darbe iyonizasyon modunda çalıştırılarak. GC, hareketli faz olarak helyum kullanan HP-5MS UI kaplı erimiş silika kılcal kolon (60 m × 0,25 mm iç çap, 0,25 μm film kalınlığı) ile donatılmıştı ve ortalama doğrusal akış hızı 35 cm s-1 idi. 2 μl numune, GC-EAD analizi için kullanılanla aynı enjektör ayarları ve fırın sıcaklığı kullanılarak enjekte edildi. Bileşikler, özel kütüphane ve NIST14 kütüphanesiyle (Agilent) karşılaştırılan tutulma sürelerine (Kovát indeksi) ve kütle spektrumlarına göre tanımlandı. Tanımlanan bileşikler, otantik standartların enjekte edilmesiyle doğrulandı (Ek Dosya 1: Tablo S2). Miktar tayini için, heptil asetat (10 ng, %99,8 kimyasal saflık, Aldrich) harici standart olarak enjekte edildi.
Yukarıdakiyle aynı olfaktometre ve protokol kullanılarak, taze ve eski idrarda tanımlanan biyoaktif bileşiklerden oluşan sentetik bir koku karışımının konak arayan ve kan emen Ans.arabiensis'i çekme etkinliğinin değerlendirilmesi. Sentetik karışımlar, taze, 24 saatlik, 48 saatlik, 72 saatlik ve 168 saatlik eski idrarın karışık baş boşluğu uçucu özütlerindeki bileşiklerin bileşimini ve oranlarını taklit etti (Şekil 5D-G; Ek Dosya 1: Tablo S2). Analiz için, yaklaşık 140-2400 ng h-1 aralığında genel bir salınım hızına sahip, tamamen sentetik karışımın 1:100 seyreltmesinin 10 μl'sini konak ve kan emen sivrisineklere çekiciliğini değerlendirmek için kullanın. Daha sonra, test, tam karışımın tek bileşiklerinin çıkarıcı karışımlarının çıkarıldığı tam karışımlar üzerinde gerçekleştirilir. Konak ve kanla beslenen Ans.Arab'dan yanıtlar alın. Sentetik ve çıkarıcıya karşı Karışımlar nominal lojistik regresyon kullanılarak analiz edildi ve ardından tek oranlar için çiftler halinde karşılaştırmalar yapıldı (JMP Pro, v14.0.0, SAS Institute Inc.).
İnek idrarının sıtma sivrisinekleri için konak habitatı ipucu olarak hizmet edip edemeyeceğini değerlendirmek için yukarıda açıklandığı şekilde toplanan taze ve eski inek idrarı ve su, gözenekli 3 l'lik kovalara (100 ml) konuldu ve konak yem tuzaklarına yerleştirildi. (BG-HDT versiyonu; BioGents, Regensburg, DE). On tuzak, 50 m arayla meraya, köy topluluğundan (Silay, Etiyopya, 5°53´24´´K, 37°29´24´´D) ve sığır bulunmayan kalıcı üreme alanlarına ve köylere yerleştirildi. Beş tuzak, bir konak varlığını simüle etmek için ısıtılırken, beş tuzak ısıtılmadı. Her bir uygulama yeri, toplam beş gece boyunca her gece döndürüldü. Farklı yaşlardaki idrarla yemlenen tuzaklarda yakalanan sivrisinek sayıları, beta binom dağılımına sahip lojistik regresyon kullanılarak karşılaştırıldı (JMP Pro, v14.0.0, SAS Institute Inc.).
Etiyopya'nın Oromia bölgesindeki Maki kasabası yakınlarındaki sıtma salgını olan bir köyde (8° 11′ 08″ K, 38° 81′ 70″ D; Şekil 6A). Çalışma, yıllık iç mekan kalıntı ilaçlamasının öncesinde, uzun bir yağmur mevsimiyle birlikte ağustos ortası ile eylül ortası arasında yürütülmüştür. Çalışma için köyün dışında bulunan beş çift ev (20-50 m arayla) seçilmiştir (Şekil 6A). Evleri seçmek için kullanılan kriterler şunlardır: eve hayvan sokulmaması, iç mekanda yemek pişirilmesine (odun veya kömür çekilmesine) izin verilmemesi (en azından deneme süresi boyunca) ve en fazla iki kişinin yaşadığı ve böcek ilacı kullanılmayan yerlerde uyuyan evler. işlenmiş sivrisinek ağı altında. Dünya Tabipler Birliği Helsinki Bildirgesi'nde belirlenen yönergeler doğrultusunda, Addis Ababa Üniversitesi Doğa Bilimleri Fakültesi (CNS-IRB) Kurumsal Araştırma Etik İnceleme Kurulu (IRB/022/2016) tarafından etik onay verilmiştir. Her hane reisinden sağlık uzatma personelinin yardımıyla onam alınmıştır. Tüm süreç ilçe ve koğuş ('kebele') düzeyinde yerel yönetimler tarafından onaylanmıştır. Deneysel tasarım, sentetik karışımların ve kontrollerin ilk gece eşleştirilmiş evlere atandığı ve sonraki deney gecesinde evler arasında değiştirildiği 2 × 2 Latin kare tasarımını takip etti. Bu işlem on kez tekrarlandı. Ek olarak, seçilen evlerdeki sivrisinek aktivitesini tahmin etmek için, CDC tuzakları, günün aynı saatinde saha denemesinin başında, ortasında ve sonunda beş ardışık gece çalışacak şekilde ayarlandı.
Altı biyoaktif bileşik içeren sentetik bir karışım heptan içinde çözüldü (%97,0 çözücü GC sınıfı, Sigma Aldrich) ve pamuklu fitil dağıtıcı kullanılarak 140 ng h-1'de salındı ​​[20]. Fitil dağıtıcı, tüm bileşiklerin 12 saatlik deney boyunca sabit oranlarda salınmasını sağladı. Heptan kontrol olarak kullanıldı. Şişe, Hastalık Kontrol ve Önleme Merkezleri (CDC) ışık tuzağının (John W. Hock Company, Gainesville, FL, ABD; Şekil 6A) giriş noktasının yanına asıldı. Tuzaklar yerden 0,8 - 1 m yüksekte, yatağın ayağına asıldı ve bir gönüllü işlenmemiş bir cibinliğin altında uyudu ve 18:00 ile 06:30 arasında ameliyat edildi. Cinsiyet ve fizyolojik durumlarına göre yakalanan sivrisinekler (beslenmemiş, beslenmiş, yarı gebe ve gebe [21]), daha sonra morfolojik olarak A. gambiae sl. Kompleksin üyeleri [23]. Saha çalışmasında, eşleştirilmiş evlerin tuzaklanması, çekimin bağımlı değişken ve işlemin (sentetik karışım ve kontrol) sabit etki olduğu nominal lojistik uyum modeli kullanılarak analiz edildi (JMP® 14.0. 0. SAS Institute Inc.). Burada, olasılık oranı testinden χ2 ve p-değerlerini bildiriyoruz.
Güvenli olup olmadığını değerlendirin. arabiensis, 4 gün boyunca (dpe) konak arayan ve kanla beslenen dişi besleme denemeleri sonrasında, 48 saat içinde, doğrudan besleme yoluyla, ana nitrojen kaynağı olan üreyi idrar yoluyla elde edebildi (Şekil 1A). Hem konak arayan hem de kan emen dişiler, diğer herhangi bir diyet veya sudan önemli ölçüde daha fazla sakarozu emdi (sırasıyla F(5,426) = 20,15, p < 0,0001 ve F(5,299) = 56,00, p < 0,0001; Şekil 1B,C). Dahası, konak arayan dişiler, 168 saatteki idrarla karşılaştırıldığında 72 saatte idrarda daha az yediler (Şekil 1B). Üre içeren bir diyet sunulduğunda, konak arayan dişiler, diğer tüm konsantrasyonlara ve suya kıyasla 2,69 mM'de önemli ölçüde daha fazla üre emdi, ancak %10 sakaroz (F(10,813) = 15,72, p < 0,0001; Şekil 1D). Bu, tipik olarak sudan önemli ölçüde daha fazla üre içeren diyetleri emen, ancak %10 sakarozdan önemli ölçüde daha az olan kanla beslenen dişilerin tepkisiyle çelişiyordu (F(10,557) = 78,35, p < 0,0001; Şekil 1).1E). Dahası, iki fizyolojik durum arasında karşılaştırma yapıldığında, flebotomi uygulanan dişiler en düşük konsantrasyonlarda konak arayan dişilerden daha fazla üre emdi ve bu dişiler daha yüksek konsantrasyonlarda benzer miktarlarda üre emdi (F(1,953)= 78,82, p < 0,0001; Şekil 1F, G). Üre içeren bir diyetten alımın optimum değerlere sahip olduğu görünse de (Şekil 1D, E), her iki fizyolojik durumdaki dişiler Üre konsantrasyonlarının tüm aralığı boyunca emilen üre miktarını logaritmik-doğrusal bir biçimde modüle eder (Şekil 1F,G). Benzer şekilde, sivrisinekler azot alımlarını idrar emilim miktarını düzenleyerek kontrol ediyor gibi görünmektedir, çünkü idrar içindeki azot miktarı emilen miktara yansır (Şekil 1B, C ve B ekleri).
İdrar ve ürenin konak arayan ve kan emen sivrisineklerin hayatta kalması üzerindeki etkilerini değerlendirmek için dişi sivrisineklere dört yaştan (taze, 24 saat, 72 saat ve biriktirmeden 168 saat sonra) idrar verildi ve bir dizi üre konsantrasyonunun yanı sıra kontrol olarak damıtılmış su ve %10 sakaroz kullanıldı (Şekil 2A). Bu hayatta kalma analizi, diyetin konak arayan dişilerde (idrar: χ2 = 108,5, df = 5, p < 0,0001; üre: χ2 = 122,8, df = 5, p < 0,0001; Şekil 2B, C) ve kanla beslenen dişilerde (idrar: χ2 = 93,0, df = 5, p < 0,0001; üre: χ2 = 137,9, df = 5, p < 0,0001; Şekil 2D,E).Tüm deneylerde, idrar, üre ve sudan oluşan bir diyetle beslenen dişilerin, sakaroz diyetiyle beslenen dişilere kıyasla önemli ölçüde daha düşük hayatta kalma oranları vardı (Şekil 2B-E).Taze ve bayat idrarla beslenen konak arayan dişiler farklı hayatta kalma oranları sergilediler; 72 saatlik bayat idrarla beslenenler (p = 0,016) en düşük hayatta kalma olasılığına sahipti (Şekil 2B).Ayrıca, 135 mM üreyle beslenen konak arayan dişiler, su kontrollerinden daha uzun süre hayatta kaldı (p < 0,04) (Şekil 2C).Suyla karşılaştırıldığında, taze idrar ve 24 saatlik idrarla beslenen kadınlar daha uzun süre hayatta kaldı (sırasıyla p = 0,001 ve p = 0,012; Şekil 2D), 72 saatlik idrarla beslenen kadınlar ise kısa taze idrar ve 24 saatlik dinlendirilmiş idrarla beslenenlerden daha uzun süre hayatta kaldı (p < 0,0001 ve p = 0,013, Sırasıyla; Şekil 2D). 135 mM üre ile beslendiğinde, kanla beslenen dişiler diğer tüm üre ve su konsantrasyonlarından daha uzun süre hayatta kaldı (p < 0,013; Şekil 2E).
Konakçı ve kan emen dişi Anopheles arabinis'in inek idrarı ve üre ile beslenmesi sonucu hayatta kalma oranı. Biyolojik deneyde (A), dişi sivrisineklere taze ve eski inek idrarı, çeşitli üre konsantrasyonları, sakaroz (%10) ve damıtılmış su (H2O) içeren bir diyet sağlandı. Konakçı arayan (B, C) ve kan emen (D, E) sivrisineklerin hayatta kalma oranı, idrar (B, D) ve üre (C, E) ile kontroller (sakaroz ve su) ile beslenen tüm dişiler ölene kadar her 12 saatte bir kaydedildi.
Uçuş değirmeni testinde 24 saatlik bir süre boyunca belirlenen toplam mesafe ve tur sayısı, genel olarak daha az uçuş aktivitesi gösteren konak arayan ve kan emen sivrisinekler arasında farklılık gösterdi (Şekil 3). Taze ve eskimiş idrar veya sakaroz ve su sağlayan konak arayan sivrisinekler belirgin uçuş desenleri gösterdi (Şekil 3), taze idrarla beslenen dişiler şafak vakti daha aktifken, 24 ve 168 saatlik eskimiş idrarla beslenenler İdrarla beslenen sivrisinekler farklı uçuş desenleri sergiledi ve öncelikli olarak gündüz uçuşları yaptılar. Sakaroz veya 72 saatlik idrar sağlayan dişi sivrisinekler 24 saatlik süre boyunca aktivite gösterirken, su sağlayan dişiler sürenin ortasında daha aktifti. Sakarozla beslenen sivrisinekler gece geç saatlerde ve sabahın erken saatlerinde en yüksek aktivite seviyelerini gösterdi, 72 saatlik eskimiş idrarı yutanların aktivitelerinde 24 saat boyunca istikrarlı bir düşüş yaşandı (Şekil 3).
Avcı arayan kan emici dişi Anopheles arabinis'in inek idrarı ve üre ile beslenmesinin uçuş performansı. Uçuş değirmeni testinde, taze ve eski inek idrarı, çeşitli üre konsantrasyonları, sakaroz (%10) ve damıtılmış su (H2O) ile beslenen dişi sivrisinekler yatay, serbestçe dönen kollara (yukarıda) bağlandı. Konak arayan (sol) ve kan emen (sağ) dişiler için, 24 saatlik bir süre boyunca her diyet için toplam mesafe ve saatteki uçuş sayısı kaydedildi (koyu: gri; açık: beyaz). Ortalama mesafe ve ortalama uçuş sayısı sirkadiyen aktivite grafiğinin sağında gösterilmektedir. Hata çubukları ortalama standart hatasını temsil eder. İstatistiksel analiz metne bakın
Genel olarak, konak arayan dişilerin genel uçuş aktivitesi, 24 saatlik bir süre boyunca uçuş mesafesine benzer bir örüntüyü izledi. Ortalama uçuş mesafesi, tüketilen diyetten önemli ölçüde etkilendi (F(5, 138) = 28.27, p < 0.0001) ve 72 saat idrar tüketen konak arayan dişiler, diğer tüm diyetlerle karşılaştırıldığında önemli ölçüde daha uzun mesafeler uçtu (p < 0.0001) ve sakarozla beslenen sivrisinekler, taze (p = 0.022) ve 24 saat bekletilmiş idrarla (p = 0.022) beslenen sivrisineklerden daha uzun uçtu. İdrar diyetiyle tanımlanan uçuş aktivitesi örüntüsünün aksine, üreyle beslenen konak arayan dişiler, karanlık fazın ikinci yarısında zirveye ulaşan 24 saatlik bir süre boyunca sürekli uçuş aktivitesi sergilediler (Şekil 3). Aktivite örüntüleri benzer olmasına rağmen, üreyle beslenen konak arayan dişiler, emilen konsantrasyona bağlı olarak ortalama uçuş mesafesini önemli ölçüde artırdılar (F(5, 138) = 1310.91, p < 0.0001). Herhangi bir üre konsantrasyonuyla beslenen konak arayan dişiler, su veya sakarozla beslenen dişilerden daha uzun süre uçtu (p < 0.03).
Kan emen sivrisineklerin genel uçuş aktivitesi, tüm diyetlerde 24 saat boyunca sabit ve sürdürülebilirdi; karanlık dönemin ikinci yarısında suyla beslenen dişilerde ve taze ve 24 saat yaşlı beslenen dişilerde idrar aktivitesi arttı (resim 3). İdrar diyeti, kanla beslenen dişilerde ortalama uçuş mesafesini önemli ölçüde etkilerken (F(5, 138) = 4,83, p = 0,0004), üre diyeti etkilemedi (F(5, 138) = 1,36, p = 0,24) .diğer idrar ve kontrol diyetiyle (taze, p = 0,0091; 72 saat, p = 0,0022; 168 saat, p = 0,001; sakaroz, p = 0,0017; dH2O, p = 0,036).
İdrar ve üre beslenmesinin üreme parametreleri üzerindeki etkileri yumurtlama biyolojik analizlerinde değerlendirildi (Şekil 4A) ve her dişinin bıraktığı yumurta sayısına, yumurta boyutuna ve yeni yumurtadan çıkan birinci evre larvalarına göre araştırıldı. Bırakılan yumurta sayısı. İdrarla beslenen Arap dişileri diyete göre değişti (F(5,222) = 4.38, p = 0.0008; Şekil 4B). 24 saatlik idrar ve kan öğünüyle beslenen dişiler, diğer idrar diyetleriyle beslenen dişilerden önemli ölçüde daha fazla yumurta bıraktı ve sakarozla beslenenlere benzerdi (Şekil 4B). Benzer şekilde, idrarla beslenen dişiler tarafından bırakılan yumurtaların boyutu diyete göre değişti (F(5, 209) = 12.85, p < 0.0001), 24 saatlik idrar ve sakarozla beslenen dişiler suyla beslenen dişilerden önemli ölçüde daha büyük yumurtalar bırakırken, 168 saatlik idrarla beslenen dişilerin yumurtaları önemli ölçüde daha küçüktü (Şekil 4C). Buna ek olarak, idrar diyeti larva boyutunu önemli ölçüde etkiledi (F(5, 187) = 7,86, p < 0,0001), 24 ve 72 saatlik idrarla beslenen dişilerin yumurtladığı yumurtalardan çıkan larvalar, yumurta larvalarının yumurtladığı yumurtalardan çıkan larvalardan önemli ölçüde daha büyüktü. Suyla beslenen ve 168 saatlik idrarla beslenen dişiler (Şekil 4D).
İnek idrarı ve üre ile beslenen dişi Anopheles arabinis'in üreme performansı. Kanla beslenen dişi sivrisinekler, biyolojik deneylere alınmadan ve yumurtlama substratları elde edilmeden önce 48 saat boyunca taze ve eski inek idrarı, çeşitli üre konsantrasyonları, sakaroz (%10) ve damıtılmış sudan (H2O) oluşan diyetlerle beslendi (A). Yumurta sayısı (B, E), yumurta boyutu (C, F) ve larva boyutu (D, G) verilen diyetten önemli ölçüde etkilendi (inek idrarı: BD; üre: EG). Farklı harf adları kullanılarak ölçülen her parametrenin ortalamaları birbirinden önemli ölçüde farklıydı (Tukey'in post hoc analizi kullanılarak tek yönlü ANOVA; p < 0,05). Hata çubukları ortalama standart hatasını temsil eder
İdrarın en önemli azotlu bileşeni olan üre, kanla beslenen dişilere diyet olarak verildiğinde, tüm çalışmalarda üreme parametrelerini önemli ölçüde etkilemiştir. Kan öğününden sonra üreyle beslenen dişiler tarafından bırakılan yumurta sayısı, üre konsantrasyonuna (F(11, 360) = 4.69; p < 0.0001) bağlı olarak, 134 µM ile 1.34 mM arasındaki üre konsantrasyonlarıyla beslenen dişiler daha fazla yumurta bırakmıştır (Şekil 4E). 134 µM veya üzeri üre konsantrasyonlarıyla beslenen dişiler, suyla beslenen dişilerden daha büyük yumurtalar bırakmıştır (F(10, 4245) = 36.7; p < 0.0001; Şekil 4F) ve larva boyutu, annelerdeki benzer üre konsantrasyonlarından etkilenmesine rağmen (F(10, 3305) = 37.9; p < 0.0001) daha değişkendi (Şekil 4G).
Konak arayan sığır idrarı headspace uçucu özütlerine genel çekim. Cam tüp olfaktometresinde değerlendirilen arabiensis (Şekil 5A) idrar yaşından önemli ölçüde etkilenmiştir (χ2 = 15,9, df = 4, p = 0,0032; Şekil 5B). Post hoc analiz, 24 saatte bayat idrar kokusunun diğer tüm uygulamalara kıyasla önemli ölçüde daha yüksek çekicilik seviyelerine neden olduğunu göstermiştir (72 saat: p = 0,0060, 168 saat: p = 0,012, pentan: p = 0,00070), taze idrar kokusu hariç (p = 0,13; Şekil 5B). Kan emen sivrisineklerin idrar kokusuna genel çekimi önemli ölçüde farklı olmasa da (χ2 = 8,78, df = 4, p = 0,067; Şekil 5C), bu dişilerin headspace uçucu özütlerine önemli ölçüde daha çekici olduğu bulunmuştur 72 saatlik eski idrarla karşılaştırıldığında kontrollerle karşılaştırıldığında (p = 0,0066; Şekil 5C).
Konak ve kanla beslenen Anopheles arabianus'u aramada doğal ve sentetik inek idrarı kokularına karşı davranışsal tepkiler. Cam tüp olfaktometrenin şeması (A). Taze ve eski inek idrarından elde edilen baş boşluğu uçucu özütlerinin konak (B) ve kan emen (C) sivrisineklere çekilmesi. Lord An'ın dokunaç tepkisini bulun. Taze (D), 24 saatlik (E), 72 saatlik (F) ve 168 saatlik (G) eski inek idrarından izole edilen baş boşluğu özütleri gösterilmiştir. Elektron anteni algılama (EAD) izleri, gaz kromatografisinden elüe edilen ve bir alev iyonizasyon dedektörü (FID) tarafından algılanan baş boşluğundaki biyoaktif bileşiklere yanıt olarak voltaj değişikliklerini göstermektedir. Ölçek çubuğu, yanıt genliğini (mV) tutulma süresine (s) karşı temsil eder. Biyolojik olarak aktif bileşiklerin özellikleri ve salım oranları (µg h-1) gösterilmiştir. Tek bir yıldız işareti (*) tutarlı düşük genlikli bir yanıtı gösterir. Çift Yıldız işaretleri (**) yeniden üretilemeyen yanıtları gösterir. Konak (H) ve kan emici (I) An.arabiensis'i bulun. An.arabiensis, taze ve eski inek idrarı kokularının sentetik karışımlarına farklı şekilde ilgi duyar. Farklı harf adlarına çekilen sivrisineklerin ortalama oranları birbirinden önemli ölçüde farklıydı (Tukey'in post-hoc analizi kullanılarak tek yönlü ANOVA; p < 0,05). Hata çubukları ölçeğin standart hatasını temsil eder
Dişi Ann.arabiensis'te, kan emmesinden 72 saat ve 120 saat sonra, yumurtlama sırasında, taze ve eski inek idrarından elde edilen baş boşluğu uçucu özütlerine, pentan kontrollerine kıyasla herhangi bir tercih gösterilmedi (χ2 = 3,07, p > 0,05; Ek dosya 1: Şekil S1).
Dişi Ann.arabiensis için GC-EAD ve GC-MS analizleri sekiz, altı, üç ve üç biyoaktif bileşiği tanımladı ( Şekil 5D-G). Elektrofizyolojik tepkileri ortaya çıkaran bileşiklerin sayısında farklılıklar gözlemlenmesine rağmen, bu bileşiklerin çoğu taze ve eski idrarla toplanan her bir baş boşluğu uçucu özütünde mevcuttu. Bu nedenle, her bir özüt için, yalnızca dişi antenlerinden eşik değerinin üzerinde fizyolojik bir tepki üreten bileşikler daha ileri analizlere dahil edildi.
Baş boşluğu koleksiyonundaki biyoaktif bileşiklerin toplam uçucu salım hızı, taze idrarda 29 µg h-1'den 168 saat bekletilmiş idrarda 242 µg h-1'e yükseldi; bu esas olarak p-kresol ve m-formaldehit Fenol ve fenol artışlarından kaynaklanmaktadır. Buna karşılık, 2-sikloheksen-1-on ve dekanal gibi diğer bileşiklerin salım hızları, idrar yaşının artmasıyla azaldı; bu durum, kromatogramda (Şekil 5D)-G sol panel) gözlenen sinyal yoğunluğundaki (bolluktaki) azalma ve bu bileşiklere verilen fizyolojik tepkilerle (Şekil 5D-G sağ panel) ilişkiliydi.
Genel olarak, sentetik karışım, taze ve olgunlaştırılmış idrar baş boşluklarının uçucu özütlerinde tanımlanan biyoaktif bileşiklerin benzer bir doğal oranına sahipti (Şekil 5D–G) ve bir konak (χ2 = 8.15, df = 4, p = 0.083; Şekil 5H) veya kan emen sivrisineklerin (χ2 = 4.91, df = 4, p = 0.30; Şekil 5I) aranmasında önemli bir çekicilik yaratmamış gibi görünüyordu. Bununla birlikte, uygulamalar arasındaki post hoc çiftler arası karşılaştırmalar, konak arayan sivrisineklerin, pentan kontrollerine kıyasla 24 saat olgunlaştırılmış idrarın sentetik karışımına önemli ölçüde çekici olduğunu gösterdi (p = 0.0086; Şekil 5H).
24 saat bekletilmiş idrarın sentetik karışımlarındaki bireysel bileşenlerin rolünü değerlendirmek için, Y-tüpü deneyinde altı adet çıkarıcı karışım, bireysel bileşiklerin çıkarıldığı tam karışımlara karşı değerlendirildi. Konak arayan sivrisinekler için, bireysel bileşiklerin tam karışımdan çıkarılması, davranışsal tepkiler üzerinde önemli bir etkiye sahipti (χ2 = 19.63, df = 6, p = 0.0032; Ek dosya 1: Şekil S2A), tüm çıkarıcı karışımlar, tamamen karıştırılmış olandan daha Küçük olandan daha çekiciydi. Bunun aksine, tamamen sentetik karışımdan bireysel bileşiklerin çıkarılması, kan emen sivrisineklerin davranışsal tepkilerini etkilemedi (χ2 = 11.38, df = 6, p = 0.077), tam karışıma kıyasla daha düşük seviyelere neden olan dekanal hariç (p = 0.022; Ek Dosya 1: Şekil S2B).
Etiyopya'da sıtma salgını olan bir köyde, 24 saatlik inek idrarının sentetik karışımının saha koşullarında sivrisinekleri çekmedeki etkinliği on gece boyunca değerlendirildi (Şekil 6A). Toplam 4.861 sivrisinek yakalandı ve tanımlandı, bunların %45,7'si Anthropus.gambiae sl, %18,9'u Anopheles pharoensis ve %35,4'ü Culex spp. idi (Ek dosya 1: Tablo S1). Anopheles arabinis, PCR analizi ile tanımlanan An.Gambiya tür kompleksinin tek üyesidir. Ortalama olarak, her gece 320 sivrisinek yakalandı ve bu süre zarfında sentetik karışım yemli tuzaklar, karışım içermeyen eşleştirilmiş tuzaklardan daha fazla sivrisinek yakaladı (χ2(0, 3196) = 170,0, p < 0,0001). Yemsiz tuzaklar, başlangıçta beş kontrol gecesinin her birine kuruldu, Denemenin ortası ve sonu. Her bir tuzak çiftinde benzer sayıda sivrisinek yakalandı ve bu da evler arasında bir önyargı olmadığını (χ2(0, 1665) = 9 × 10-13, p > 0,05) ve çalışma süresi boyunca popülasyon azalması olmadığını gösterdi. Kontrol tuzaklarıyla karşılaştırıldığında, sentetik karışımı içeren tuzaklarda yakalanan sivrisinek sayısı önemli ölçüde arttı: konak arayan (χ2(0, 2107) = 138,7, p < 0,0001), yakın zamanda kanla beslenen (χ2(0, 650) = 32,2, p < 0,0001) ve gebelik (χ2(0, 228) = 6,27, p = 0,0123; Ek dosya 1: Tablo S1). Bu durum yakalanan toplam sivrisinek sayısına da yansıdı: konak arayan > kan emen > gebe > yarı gebe > erkek.
24 saatlik sentetik inek idrarı koku karışımının etkinliğinin saha değerlendirmesi.Saha denemeleri, Güney-Orta Etiyopya'da (harita), Maki kasabası yakınlarında (ek) Hastalık Kontrol ve Önleme Merkezleri (CDC) ışık tuzağı (sağ) kullanılarak, Latin karesi tasarımıyla (havadan görüntü) (A) eşleştirilmiş evlerde yürütülmüştür.Sentetik koku yemli CDC fotokapanları farklı bir şekilde dişi Anopheles arabesques'leri (B) çeker ve yakalar, ancak Anopheles farroe'larını (C) çekmez, bu fizyolojik duruma bağlı bir etkidir. Ayrıca, bu tuzaklar önemli ölçüde daha fazla sayıda konakçı Culex sivrisineğini yakalamıştır. (D) Kontrol ile karşılaştırıldığında.Soldaki çubuklar, kokulu yem (yeşil) ve kontrol (açık) tuzaklarında (N = 10) yakalanan sivrisineklerin ortalama seçilim indeksini temsil ederken, sağdaki çubuklar kontrol tuzak çiftlerindeki (açık; N = 5) ortalama seçilim indeksini temsil eder. ). Yıldız işaretleri istatistiksel anlamlılık düzeylerini gösterir (*p = 0,01 ve ***p < 0,0001)
Üç tür, sentetik karışımlar içeren tuzaklarda farklı şekilde yakalandı. Konak arayan (χ2(1, 1345) = 71.7, p < 0.0001), kan emme (χ2(1, 517) = 16.7, p < 0.0001) ve gebelik (χ2(1, 180) = 6.11, p = 0.0134) bir .arabiensis, sentetik karışımı serbest bırakarak tuzakta yakalandı (Şekil 6B), ancak An miktarı farklılık göstermedi. Farklı fizyolojik durumlarda Pharoensis bulundu (Şekil 6C). Culex için, kontrol tuzaklarına kıyasla, yalnızca sentetik karışımla yemlenen tuzaklarda konak arayan sivrisinek sayısında önemli bir artış bulundu (χ2(1,1319) = 12.6, p = 0.0004; Şekil 6D).
Etiyopya'da üreme alanları ile kırsal topluluklar arasında potansiyel konakların dışında bulunan konak yem tuzakları, sıtma sivrisineklerinin konak habitatı ipucu olarak inek idrarı kokusunu kullanıp kullanmadığını değerlendirmek için kullanıldı. Konak ipuçlarının, sıcaklığın olmadığı ve inek idrarı kokusunun mevcut olup olmadığı durumlarda hiçbir sivrisinek yakalanmadı (Ek dosya 1: Şekil S3). Bununla birlikte, yüksek sıcaklık ve inek idrarı kokusunun mevcut olduğu durumlarda, az sayıda da olsa dişi sıtma sivrisinekleri çekildi ve yakalandı, idrar yaşından bağımsız olarak (χ2(5, 25) = 2,29, p = 0,13; Ek dosya 1: Şekil S3). Buna karşılık, su kontrolleri yüksek sıcaklıklarda sıtma sivrisineklerini yakalamadı (Ek dosya 1: Şekil S3).
Sıtma sivrisinekleri, diğer böceklere benzer şekilde yaşam öyküsü özelliklerini geliştirmek için inek idrarı (yani su birikintileri) ile telafi edici beslenme yoluyla azot içeren bileşikleri edinir ve dağıtır [2, 4, 24, 25, 26]. İnek idrarı, inek barakaları ve kırsal evlere ve yumurtlama alanlarına yakın uzun bitki örtüsü gibi sıtma vektörlerinin dinlenme yerleriyle yakından ilişkili, kolayca bulunabilen yenilenebilir bir kaynaktır. Dişi sivrisinekler bu kaynağı koku yoluyla bulur ve idrar içindeki azotlu bileşiklerin, idrar içindeki başlıca azotlu bileşen olan üre dahil, alımını düzenleyebilir [15, 16]. Dişi sivrisineğin fizyolojik durumuna bağlı olarak, idrar içindeki besinler, konak arayan dişi sivrisineklerin uçuş aktivitesini ve hayatta kalmasını ve ayrıca ilk gonadotropik döngü sırasında kanla beslenen bireylerin hayatta kalma ve üreme özelliklerini geliştirmek için tahsis edilir. Bu nedenle, idrar karıştırma, yetersiz beslenen yetişkinler gibi kapalı olan sıtma vektörleri için önemli bir besinsel rol oynar [8], çünkü dişi sivrisineklere önemli azotlu bileşikleri edinme yeteneği sağlar Düşük riskli beslenmeye katılım. Bu bulgunun önemli epidemiyolojik sonuçları vardır, çünkü dişiler yaşam beklentilerini, aktivitelerini ve üreme çıktılarını artırırlar ve bunların hepsi vektör kapasitesini etkiler. Dahası, bu davranış gelecekteki vektör yönetim programlarının hedefi olabilir.