Quá trình thu nhận và phân phối chất dinh dưỡng tích hợp các đặc điểm tìm kiếm thức ăn và lịch sử vòng đời của côn trùng. Để bù đắp cho sự thiếu hụt các chất dinh dưỡng cụ thể ở các giai đoạn sống khác nhau, côn trùng có thể thu được các chất dinh dưỡng này thông qua việc cho ăn bổ sung, ví dụ, bằng cách ăn các chất tiết của động vật có xương sống trong một quá trình được gọi là vũng nước. Muỗi Anopheles arabiani dường như bị suy dinh dưỡng và do đó, cần chất dinh dưỡng cho cả quá trình trao đổi chất và sinh sản. Mục đích của nghiên cứu này là đánh giá xem liệu Anopheles arabiani có bị suy dinh dưỡng hay không.arabiensis trên nước tiểu bò để thu nhận chất dinh dưỡng giúp cải thiện các đặc điểm lịch sử cuộc sống.
Hãy chắc chắn rằng nó an toàn.arabiensis bị thu hút bởi mùi của nước tiểu bò tươi, 24 giờ, 72 giờ và 168 giờ, và những con cái tìm kiếm vật chủ và hút máu (48 giờ sau bữa ăn máu) được đo bằng máy đo khứu giác ống chữ Y và những con cái mang thai được đánh giá để thử nghiệm sinh sản. các hợp chất được đánh giá trong các thử nghiệm ống chữ Y và thực địa. Để điều tra nước tiểu bò và urê hợp chất chứa nitơ chính của nó như là chế độ ăn bổ sung tiềm năng cho véc tơ sốt rét, các thông số cho ăn và đặc điểm lịch sử cuộc sống đã được đo lường. Tỷ lệ muỗi cái và lượng nước tiểu bò và urê hấp thụ đã được đánh giá. Sau khi cho ăn, những con cái được đánh giá về khả năng sống sót, khả năng bay bằng dây buộc và khả năng sinh sản.
Tìm kiếm máu và chất dinh dưỡng của vật chủ. Trong các nghiên cứu trong phòng thí nghiệm và thực địa, người Ả Rập bị thu hút bởi mùi hương tự nhiên và tổng hợp của nước tiểu bò tươi và lâu năm. Những con cái mang thai thờ ơ với phản ứng của nước tiểu bò tại các địa điểm sinh sản. Những con cái tìm kiếm vật chủ và hút máu tích cực hấp thụ nước tiểu và urê của bò và phân bổ các nguồn này theo sự đánh đổi trong lịch sử cuộc sống như một chức năng của trạng thái sinh lý để bay, sống sót hoặc sinh sản.
Việc thu nhận và phân phối Anopheles arabinis trong nước tiểu bò để cải thiện các đặc điểm lịch sử cuộc sống. Việc cho ăn bổ sung nước tiểu bò ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng của véc tơ bằng cách tăng tỷ lệ sống sót hàng ngày và mật độ véc tơ, và gián tiếp bằng cách thay đổi hoạt động bay và do đó nên được xem xét trong các mô hình trong tương lai.
Thu nhận và phân phối chất dinh dưỡng tích hợp các đặc điểm tìm kiếm thức ăn và lịch sử sống của côn trùng [1,2,3]. Côn trùng có thể lựa chọn và thu nhận thức ăn cũng như thực hiện ăn bù dựa trên lượng thức ăn sẵn có và nhu cầu dinh dưỡng [1, 3]. rion, một quá trình được gọi là vũng nước [2]. Mặc dù chủ yếu mô tả nhiều loài bướm và bướm đêm, nhưng các lỗ tưới nước cũng xảy ra ở các loài côn trùng khác, và việc thu hút và ăn các loại tài nguyên này có thể có tác động đáng kể đến sức khỏe và các đặc điểm lịch sử sự sống khác [2, 4, 5, 6] ,7]. Muỗi sốt rét Anopheles gambiae sensu lato (sl) xuất hiện khi trưởng thành 'suy dinh dưỡng' [8], vì vậy việc tưới nước có thể đóng một vai trò quan trọng trong các đặc điểm lịch sử cuộc sống của nó, nhưng hành vi này cho đến nay đã bị bỏ qua. Việc sử dụng kích động như một phương tiện để tăng lượng chất dinh dưỡng trong phương tiện quan trọng này cần được chú ý vì điều này có thể gây ra những hậu quả dịch tễ học quan trọng.
Lượng nitơ hấp thụ ở muỗi Anopheles cái trưởng thành bị hạn chế do dự trữ năng lượng thấp được mang từ giai đoạn ấu trùng và việc sử dụng bột máu không hiệu quả [9]. Con cái Ann.gambiae sl thường bù đắp cho điều này bằng cách bổ sung các bữa ăn máu bổ sung [10, 11], do đó khiến nhiều người có nguy cơ mắc bệnh và khiến muỗi có nguy cơ bị ăn thịt cao hơn. Ngoài ra, muỗi có thể sử dụng việc ăn bổ sung chất bài tiết của động vật có xương sống để thu được các hợp chất nitơ giúp tăng cường khả năng thích nghi và khả năng bay, như đã được chứng minh bởi các loài côn trùng khác [ 2]. Về vấn đề này, sự hấp dẫn mạnh mẽ và khác biệt của một trong những loài anh chị em trong An. Tổ hợp loài Gambian sl, Anopheles arabinis, nước tiểu bò tươi và lâu năm [12,13,14], rất thú vị. Anopheles arabinis là loài cơ hội trong sở thích của vật chủ và được biết là có liên quan và ăn thịt gia súc. Nước tiểu bò là một nguồn tài nguyên giàu hợp chất nitơ, với urê chiếm 50-95% tổng lượng nitơ trong nước tiểu tươi [15, 16].As tuổi nước tiểu bò, các vi sinh vật sử dụng các nguồn này để giảm độ phức tạp của các hợp chất nitơ trong vòng 24 giờ [15]. Với sự gia tăng nhanh chóng của amoniac, kết hợp với sự suy giảm nitơ hữu cơ, các vi sinh vật ưa kiềm (nhiều trong số đó tạo ra các hợp chất độc hại đối với muỗi) phát triển mạnh [15], có thể là con cái Ann.arabiensis được ưu tiên thu hút bởi nước tiểu từ 24 giờ trở xuống [13, 14].
Trong nghiên cứu này, vật chủ và Ans hút máu được tìm kiếm. Trong chu kỳ gonadotropin đầu tiên của nó, arabiensis được đánh giá về khả năng thu nhận các hợp chất nitơ, bao gồm urê, bằng cách trộn nước tiểu. Tiếp theo, một loạt thí nghiệm được tiến hành để đánh giá cách muỗi cái phân bổ nguồn dinh dưỡng tiềm năng này để cải thiện khả năng sống sót, sinh sản và tìm kiếm thức ăn. các mối tương quan đằng sau sự hấp dẫn khác biệt quan sát được. Hỗn hợp mùi tổng hợp của các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC) được xác định trong nước tiểu 24 giờ được đánh giá thêm trong điều kiện thực địa, mở rộng kết quả thu được trong điều kiện phòng thí nghiệm và chứng minh tác động của mùi nước tiểu bò đối với các trạng thái sinh lý khác nhau.Thu hút muỗi. Kết quả thu được khẳng định rằng An.arabiensis thu nhận và phân phối các hợp chất nitơ được tìm thấy trong nước tiểu của động vật có xương sống để ảnh hưởng đến các đặc điểm lịch sử sự sống. Những kết quả này được thảo luận trong bối cảnh các hậu quả dịch tễ học tiềm tàng và cách chúng có thể được sử dụng để giám sát và kiểm soát véc tơ.
Anopheles arabicans (chủng Dongola) được duy trì ở nhiệt độ 25 ± 2 °C, 65 ± 5% RH và chu kỳ sáng:tối 12:12 giờ. Ấu trùng được nuôi trong các khay nhựa (20 cm × 18 cm × 7 cm) chứa đầy nước cất và cho cá ăn thức ăn Tetramin® (Tetra Werke, Melle, DE). Nhộng được thu thập trong các cốc 30 ml (Nolato Hertila, Ås torp, SE) và sau đó được chuyển sang lồng Bugdorm (30 cm × 30 cm × 30 cm; MegaView Science, Đài Trung, Đài Loan) để cho phép con trưởng thành xuất hiện. Con trưởng thành được cung cấp dung dịch sucrose 10% tự do cho đến 4 ngày sau khi xuất hiện (dpe), tại thời điểm đó, con cái tìm kiếm vật chủ được cung cấp chế độ ăn kiêng ngay trước khi thí nghiệm hoặc bị bỏ đói qua đêm bằng nước cất trước khi thí nghiệm, như được mô tả bên dưới. Con cái được sử dụng cho các thí nghiệm ống bay chỉ bị bỏ đói 4-6 giờ với nước tự do quảng cáo. Để chuẩn bị muỗi hút máu cho các thử nghiệm sinh học tiếp theo, 4 con cái dpe được cung cấp máu cừu đã khử xơ (Håtunalab, Bro, SE) bằng cách sử dụng hệ thống cung cấp màng (Hemotek Discovery Workshops, Accrington, UK). Những con cái bị tắc nghẽn hoàn toàn sau đó được chuyển đến các lồng riêng lẻ và được cung cấp chế độ ăn uống trực tiếp, như được mô tả bên dưới, hoặc 10% sucrose ad libitum trong 3 ngày trước các thí nghiệm được mô tả bên dưới. Những con cái sau được sử dụng cho ống bay xét nghiệm sinh học và chuyển đến phòng thí nghiệm, sau đó uống nước cất tự do trong 4-6 giờ trước khi thí nghiệm.
Các thử nghiệm cho ăn được sử dụng để định lượng lượng tiêu thụ nước tiểu và urê ở con cái An.Arab trưởng thành. Những con cái tìm kiếm vật chủ và hút máu được cung cấp chế độ ăn có chứa 1% nước tiểu bò tươi và già pha loãng, các nồng độ urê khác nhau và hai biện pháp kiểm soát (10% sucrose và nước) trong 48 giờ. Ngoài ra, màu thực phẩm (1 mg ml-1 xylene xyanua FF; CAS 2650-17-1; Sigma-Aldrich, Stockholm, SE) đã được thêm vào chế độ ăn và được cung cấp dưới dạng thức ăn Ma trận 4 × 4 trong các ống siêu nhỏ 250 µl (Axygen Scientific, Union City, CA, US; Hình 1A) Đổ đầy đến mép (~300 µl). Để tránh sự cạnh tranh giữa muỗi và các tác động tiềm ẩn của màu nhuộm, đặt 10 con muỗi vào đĩa Petri lớn (đường kính 12 cm và cao 6 cm; Semadeni, Ostermundigen, CH; Hình 1A) trong bóng tối hoàn toàn ở nhiệt độ 25 ± 2 cm °C và 65 ± 5 % độ ẩm tương đối. Các thí nghiệm này được lặp lại từ 5 đến 10 lần. Sau khi tiếp xúc với chế độ ăn uống, muỗi được đặt ở -20 °C cho đến khi phân tích sâu hơn.
Tìm kiếm nước tiểu bò và urê được hấp thụ bởi vật chủ và muỗi Anopheles arabianus hút máu. Trong thử nghiệm cho ăn (A), muỗi cái được cung cấp chế độ ăn bao gồm nước tiểu bò già và tươi, các nồng độ khác nhau của urê, sucrose (10%) và nước cất (H2O). Những con tìm kiếm vật chủ (B) và hút máu (C) hấp thụ nhiều sucrose hơn bất kỳ chế độ ăn nào khác được thử nghiệm. Lưu ý rằng những con cái tìm kiếm vật chủ hấp thụ nước tiểu bò 72 giờ ít hơn nước tiểu bò 168 giờ. (B). Hàm lượng nitơ tổng trung bình (± độ lệch chuẩn) của nước tiểu được thể hiện trong hình nhỏ. Con cái tìm kiếm vật chủ (D, F) và hút máu (E, G) hấp thụ urê theo cách phụ thuộc vào liều lượng. Thể tích hít vào (D, E) với các tên chữ cái khác nhau khác nhau đáng kể (ANOVA một chiều sử dụng phân tích bài hoc của Tukey; p <0,05). Các thanh lỗi biểu thị sai số chuẩn của giá trị trung bình (BE). Đường đứt nét thẳng biểu thị đường hồi quy tuyến tính log (F) ,G)
Để giải phóng thức ăn đã hấp thụ, muỗi được đặt riêng lẻ vào các ống siêu nhỏ 1,5 ml chứa 230 µl nước cất và mô bị phá vỡ bằng chày dùng một lần và động cơ không dây (VWR International, Lund, SE), sau đó ly tâm ở tốc độ 10 krpm trong 10 phút. Phần nổi phía trên (200 µl) được chuyển sang một tấm vi mạch 96 giếng (Sigma-Aldrich) và độ hấp thụ (λ620) được xác định bằng cách sử dụng một thông số kỹ thuật. đầu đọc vi bản dựa trên máy đo ánh sáng trophotometer (SPECTROStar® Nano, BMG Labtech, Ortenberg, DE) nm). Ngoài ra, muỗi được nghiền trong 1 ml nước cất, 900 µl trong đó được chuyển vào cuvet để phân tích quang phổ (λ 620 nm; UV 1800, Shimadzu, Kista, SE). Để định lượng lượng ăn vào, một đường chuẩn được chuẩn bị bằng cách pha loãng nối tiếp để thu được 0,2 µl đến 2. 4 µl xylene xyanua 1 mg ml-1. Sau đó, mật độ quang học của nồng độ thuốc nhuộm đã biết được sử dụng để xác định lượng thức ăn mà mỗi con muỗi ăn vào.
Dữ liệu khối lượng được phân tích bằng cách sử dụng phân tích phương sai một chiều (ANOVA), sau đó là so sánh theo cặp bài học của Tukey (JMP Pro, v14.0.0, SAS Institute Inc., Cary, NC, US, 1989–2007). Phân tích hồi quy tuyến tính mô tả lượng urê phụ thuộc vào nồng độ và so sánh phản ứng giữa muỗi tìm vật chủ và muỗi hút máu (GraphPad Prism v8.0.0 cho Mac, GraphPad Software, San Diego, CA, US).
Khoảng 20 μl mẫu nước tiểu từ mỗi nhóm tuổi được gắn với Chromosorb® W/AW (lưới 10 mg 80/100, Sigma Aldrich) và được bọc trong viên nang thiếc (8 mm × 5 mm). Các viên nang được đưa vào buồng đốt của máy phân tích CHNS/O (Flash 2000, Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, US) để xác định hàm lượng nitơ trong nước tiểu tươi và lâu năm theo giao thức của nhà sản xuất. Tổng nitơ (g N l-1) là được định lượng dựa trên nồng độ urê đã biết được sử dụng làm chất chuẩn.
Để đánh giá tác động của chế độ ăn đối với sự sống còn của muỗi cái khi tìm kiếm vật chủ và hút máu, muỗi được đặt riêng lẻ vào các đĩa Petri lớn (đường kính 12 cm và cao 6 cm; Semadeni) có lỗ trên nắp (đường kính 3 cm) có lưới để thông gió và cung cấp thức ăn. Chế độ ăn được cung cấp trực tiếp sau 4 ngày và bao gồm 1% nước tiểu bò tươi và già pha loãng, bốn nồng độ urê, và hai biện pháp kiểm soát, 10% sucrose và nước. Mỗi chế độ ăn được bơm vào băng vệ sinh nha khoa (DAB) Dental AB, Upplands Väsby, SE) được đưa vào ống tiêm 5 ml (Thermo Fisher Khoa học, Gothenburg, SE), tháo pít-tông và đặt lên trên đĩa petri (hình 1).1A). kiểm tra log-rank để so sánh phân bổ tỷ lệ sống giữa các chế độ ăn (IBM SPSS Statistics 24.0.0.0).
Cối bay muỗi tùy chỉnh dựa trên Attisano và cộng sự.[17], được làm bằng các tấm acrylic trong suốt dày 5 mm (rộng 10 cm x dài 10 cm x cao 10 cm) không có tấm chắn phía trước và phía sau (Hình 3: trên cùng). Cụm trục có một ống thẳng đứng làm bằng cột sắc ký khí (0,25 mm id; 7,5 cm L) với các đầu được dán vào kim côn trùng treo giữa một cặp nam châm neodymium cách nhau 9 cm. Một ống nằm ngang làm bằng cùng chất liệu (6 .5 cm L) chia đôi ống thẳng đứng để tạo thành một nhánh có dây buộc và một nhánh mang một mảnh lá nhôm nhỏ làm tín hiệu ngắt ánh sáng.
Những con cái bị bỏ đói trong 24 giờ được cung cấp chế độ ăn uống như trên trong 30 phút trước khi bị kiềm chế. Những con muỗi cái được cho ăn đầy đủ sau đó được gây mê riêng lẻ trên băng trong 2-3 phút và gắn vào chân côn trùng bằng sáp ong (Joel Svenssons Vaxfabrik AB, Munka Ljungby, SE) và sau đó bị trói vào cánh tay của các ống nằm ngang. Flying Mill. Số vòng quay trên mỗi chuyến bay được ghi lại bằng một bộ ghi dữ liệu tùy chỉnh, sau đó được lưu trữ và hiển thị bằng PC-Lab 20 00™ (v4.01; Velleman, Gavere, BE). Máy bay được đặt trong phòng điều hòa khí hậu (12 h:12 h, sáng: tối, 25 ± 2 °C, 65 ± 5% RH).
Để trực quan hóa mô hình hoạt động bay, tổng quãng đường đã bay (m) và tổng số hoạt động bay liên tiếp được tính toán mỗi giờ trong khoảng thời gian 24 giờ. Ngoài ra, khoảng cách trung bình mà từng phụ nữ đã bay được so sánh giữa các phương pháp điều trị và được phân tích bằng cách sử dụng phân tích post hoc ANOVA và Tukey một chiều (JMP Pro, v14.0.0, SAS Institute Inc.), trong đó khoảng cách trung bình được coi là biến phụ thuộc , trong khi cách xử lý là một yếu tố độc lập. Ngoài ra, số vòng trung bình được tính bằng 10- gia số phút.
Để đánh giá ảnh hưởng của chế độ ăn đối với năng suất sinh sản của An.arabiensis, sáu cá thể cái (4 dpe) được chuyển trực tiếp vào lồng Bugdorm (30 cm × 30 cm × 30 cm) sau khi lấy máu và sau đó cung cấp chế độ ăn thử nghiệm trong 48 giờ như mô tả ở trên. Khẩu phần ăn sau đó được loại bỏ và các cốc đẻ trứng (30 ml; Nolato Hertila) chứa 20 ml nước cất được cung cấp vào ngày thứ ba trong 48 giờ, thay đổi mỗi 24 giờ. Lặp lại mỗi chế độ ăn kiêng 20-50 lần. Trứng được đếm và ghi lại cho mỗi lồng thử nghiệm. Các mẫu trứng phụ được sử dụng để đánh giá sự thay đổi kích thước và chiều dài trung bình của từng quả trứng (n ≥ 200 quả mỗi khẩu phần) bằng kính hiển vi Dialux-20 (DM1000; Ernst Leitz Wetzlar, Wetzlar, DE) được trang bị Máy ảnh Leica (DFC) 320 R2;Leica Microsystems Ltd., DE). Số trứng còn lại được giữ trong phòng có kiểm soát khí hậu trong điều kiện nuôi tiêu chuẩn trong 24 giờ và đo mẫu con của ấu trùng giai đoạn 1 mới xuất hiện gần đây (n ≥ 200 con mỗi khẩu phần ăn). Số lượng trứng, kích thước của trứng và ấu trùng được so sánh giữa các phương pháp điều trị và sử dụng phân tích hậu kiểm ANOVA một chiều và Tukey (JMP Pro, v14.0.0, SAS Institute Inc.).
Các chất bay hơi Headspace từ nước tiểu tươi (1 giờ sau khi lấy mẫu), 24 giờ, 72 giờ và 168 giờ được thu thập từ các mẫu lấy từ gia súc Zebu, chủng tộc Arsi. Để thuận tiện, các mẫu nước tiểu được thu thập vào sáng sớm khi những con bò vẫn còn ở trong chuồng. Các mẫu nước tiểu được thu thập từ 10 cá thể và 100-200 ml của mỗi mẫu được chuyển vào các túi nướng polyamide riêng lẻ (Toppits Cofresco, Frischhalteprodukte GmbH và Co., Minden, DE) trong 3 lít polyamide có nắp. Trong trống nhựa vinyl clorua. Các chất bay hơi Headspace từ mỗi mẫu nước tiểu bò được thu thập trực tiếp (tươi) hoặc sau khi trưởng thành ở nhiệt độ phòng trong 24 giờ, 72 giờ và 168 giờ, tức là mỗi mẫu nước tiểu là đại diện của từng nhóm tuổi.
Để thu thập các chất bay hơi headspace, một hệ thống vòng kín được sử dụng để luân chuyển dòng khí được lọc bằng than hoạt tính (100 ml min-1) qua túi polyamit đến cột hấp phụ trong 2,5 giờ bằng cách sử dụng bơm chân không màng (KNF Neuberger, Freiburg, DE). Để kiểm soát, việc thu thập headspace được thực hiện từ một túi polyamit rỗng. Cột hấp phụ được làm bằng ống Teflon (5,5 cm x 3 mm id) chứa 35 mg Porapak Q (50/ 80 mesh; Waters Associates, Milford, MA, US) giữa các nút bông thủy tinh. Trước khi sử dụng, cột được tráng bằng 1 ml n-hexan chưng cất lại (Merck, Darmstadt, DE) và 1 ml pentan (loại GC dung môi tinh khiết 99,0%, Sigma Aldrich). Các chất bay hơi bị hấp phụ được rửa giải bằng 400 μl pentan. Các bộ sưu tập Headspace được gộp lại và sau đó được bảo quản ở -20°C cho đến khi được sử dụng để phân tích thêm.
Các phản ứng hành vi của các chất chiết xuất dễ bay hơi của An.Headspace tìm kiếm vật chủ và ăn máu được thu thập từ nước tiểu tươi, 24 giờ, 72 giờ và 168 giờ đã được phân tích để tìm các chất chiết xuất dễ bay hơi từ muỗi Arabidopsis bằng máy đo khứu giác ống thủy tinh thẳng [18]. với ánh sáng đỏ 3 ± 1 lx từ phía trên. Luồng không khí được làm ẩm và lọc bằng than (25 ± 2 °C, độ ẩm tương đối 65 ± 2%) đi qua thử nghiệm sinh học ở 30 cm s-1. Không khí được truyền qua một loạt lưới lọc bằng thép không gỉ, tạo ra dòng chảy tầng và cấu trúc chùm đồng nhất. Hộp đựng băng vệ sinh nha khoa (4 cm × 1 cm; L:D; DAB Dental AB), được treo trên một cuộn dây 5 cm ở đầu hướng gió của máy đo khứu giác, với chất kích thích thay đổi cứ sau 5 phút. Để phân tích, 10 μl của mỗi chiết xuất headspace, pha loãng 1:10, được sử dụng làm chất kích thích. Một lượng pentane tương đương được sử dụng làm đối chứng. Từng con muỗi tìm kiếm vật chủ hoặc hút máu được đặt trong lồng thả cá nhân 2-3 giờ trước khi bắt đầu thí nghiệm. Lồng thả được đặt ở phía xuôi gió của máy đo khứu giác và muỗi được phép thích nghi trong 1 phút, sau đó van bướm của lồng được đóng lại được mở ra để phóng thích. Mức độ thu hút đối với biện pháp xử lý hoặc kiểm soát được phân tích theo tỷ lệ muỗi tiếp xúc với nguồn trong vòng 5 phút sau khi phóng thích. Mỗi chiết xuất và biện pháp kiểm soát dễ bay hơi trong khoảng không gian đầu được lặp lại ít nhất 30 lần và để tránh tác động của bất kỳ ngày nào, cùng một số lần xử lý và kiểm soát đã được thử nghiệm vào mỗi ngày thử nghiệm. Học viện SAS Inc.).
Phản ứng sinh sản của An. Chiết xuất Headspace từ nước tiểu bò tươi và lâu năm được phân tích trong lồng Bugdorm (30 cm × 30 cm × 30 cm; MegaView Science). Cốc nhựa (30 mL; Nolato Hertila) chứa 20 mL nước cất cung cấp chất nền sinh sản và được đặt ở các góc đối diện của lồng, cách nhau 24 cm. Các cốc xử lý được điều chỉnh với 10 μl mỗi chiết xuất headspace ở độ pha loãng 1:10. Một lượng tương đương pentane được sử dụng để điều chỉnh cốc đối chứng. Cốc xử lý và cốc đối chứng được trao đổi giữa mỗi thí nghiệm để kiểm soát hiệu ứng vị trí. Mười con cái được nuôi bằng máu được thả vào lồng thí nghiệm vào ngày 11 tháng 9 và số trứng trong cốc được đếm 24 giờ sau đó. Công thức tính chỉ số sinh sản là: (số trứng đẻ trong cốc xử lý – số trứng đẻ trong cốc đối chứng)/(tổng số trứng đẻ). Mỗi nghiệm thức được lặp lại 8 lần.
Phân tích sắc ký khí và phát hiện mẫu ăng-ten điện tử (GC-EAD) của An.arabiensis cái được thực hiện như đã mô tả trước đây [20]. Tóm lại, các chất chiết xuất dễ bay hơi trong không gian đầu mới được phân tách bằng cách sử dụng Agilent Technologies 6890 GC (Santa Clara, CA, US) được trang bị cột HP-5 (id 30 m × 0,25 mm, độ dày màng 0,25 μm, Agilent Technologies).và nước tiểu lão hóa. Hydro được sử dụng làm pha động với tốc độ dòng tuyến tính trung bình là 45 cm s-1. Mỗi mẫu (2 μl) được tiêm trong 30 giây ở chế độ không chia dòng với nhiệt độ đầu vào là 225 °C. Nhiệt độ lò GC được lập trình từ 35 °C (giữ 3 phút) đến 300 °C (giữ 10 phút) ở 10 °C tối thiểu-1. Trong bộ tách nước thải GC, 4 psi nitơ đã được thêm vào và phân chia 1:1 trong giao thoa thể tích chết thấp Gerstel 3D/2 (Gerstel, Mülheim, DE) giữa máy dò ion hóa ngọn lửa và EAD. Mao quản đầu ra GC cho EAD được truyền qua đường truyền Gerstel ODP-2, theo dõi nhiệt độ lò GC cộng thêm 5 °C, vào một ống thủy tinh (10 cm x 8 mm), ở đó nó được trộn với không khí làm ẩm, được lọc bằng carbon (1,5 l tối thiểu - 1). Ăng-ten được đặt 0 0,5 cm tính từ đầu ra của ống. Mỗi cá thể muỗi chiếm một lần lặp lại và đối với muỗi tìm kiếm vật chủ, ít nhất ba lần lặp lại được thực hiện trên các mẫu nước tiểu ở mỗi độ tuổi.
Xác định các hợp chất có hoạt tính sinh học trong các bộ sưu tập nước tiểu bò tươi và lâu năm trong không gian bằng cách sử dụng máy quang phổ khối và GC kết hợp (GC-MS; 6890 GC và 5975 MS; Agilent Technologies) để tạo ra phản ứng ăng-ten trong phân tích GC-EAD, hoạt động ở chế độ ion hóa tác động điện tử ở 70 eV. GC được trang bị cột mao quản silica nung chảy phủ giao diện người dùng HP-5MS (đường kính trong 60 m x 0,25 mm, độ dày màng 0,25 μm ) sử dụng helium làm pha động với tốc độ dòng tuyến tính trung bình là 35 cm s-1. Một mẫu 2 μl được bơm bằng cách sử dụng cùng cài đặt bộ bơm và nhiệt độ lò như đối với phân tích GC-EAD. Các hợp chất được xác định dựa trên thời gian lưu của chúng (chỉ số Kovát) và khối phổ so với thư viện tùy chỉnh và thư viện NIST14 (Agilent). Các hợp chất đã xác định được xác nhận bằng cách bơm các chất chuẩn xác thực (Tệp bổ sung 1: Bảng S2). Để định lượng, heptyl axetat (10 ng , độ tinh khiết hóa học 99,8%, Aldrich) được tiêm làm chất ngoại chuẩn.
Đánh giá hiệu quả của hỗn hợp mùi tổng hợp bao gồm các hợp chất hoạt tính sinh học được xác định trong nước tiểu tươi và lâu năm để thu hút Ans.arabiensis tìm kiếm vật chủ và hút máu, sử dụng cùng một máy đo khứu giác và giao thức như trên. sử dụng 10 μl hỗn hợp tổng hợp hoàn toàn pha loãng theo tỷ lệ 1:100, với tốc độ giải phóng tổng thể nằm trong khoảng từ khoảng 140-2400 ng h-1, để đánh giá mức độ hấp dẫn đối với vật chủ và muỗi hút máu. Sau đó, thử nghiệm được thực hiện trên các hỗn hợp hoàn chỉnh, trong đó các hỗn hợp trừ của các hợp chất đơn lẻ của hỗn hợp hoàn chỉnh được loại bỏ. s (JMP Pro, v14.0.0, SAS Institute Inc.).
Để đánh giá xem nước tiểu bò có thể đóng vai trò là môi trường sống của vật chủ đối với muỗi sốt rét hay không, nước tiểu bò tươi và lâu năm, được thu thập như mô tả ở trên, và nước được đặt trong xô 3 lít có mắt lưới (100 ml) và đặt bẫy mồi của vật chủ.(Phiên bản BG-HDT; BioGents, Regensburg, DE). Mười bẫy đặt cách nhau 50 m trên đồng cỏ, cách cộng đồng làng 400 m (Silay, Ethiopia, 5°53´24´´N, 37°29´24´´E) và không có gia súc, trên các khu vực sinh sản cố định và làng mạc. Năm bẫy được làm nóng để mô phỏng sự hiện diện của vật chủ, trong khi năm bẫy không được làm nóng. Mỗi vị trí xử lý được luân phiên hàng đêm cho tổng cộng năm đêm. Số lượng muỗi bắt được trong bẫy mồi bằng nước tiểu ở các độ tuổi khác nhau được so sánh bằng phương pháp hồi quy logistic với phân phối nhị thức beta (JMP Pro, v14.0.0, SAS Institute Inc.).
Tại một ngôi làng lưu hành bệnh sốt rét gần thị trấn Maki, vùng Oromia, Ethiopia (8° 11′ 08″ Bắc, 38° 81′ 70″ Đông; Hình 6A). Nghiên cứu được thực hiện từ giữa tháng 8 đến giữa tháng 9 trước khi phun thuốc tồn lưu trong nhà hàng năm, cùng với một mùa mưa kéo dài. Năm cặp nhà (cách nhau 20–50 m) nằm ở ngoại ô làng đã được chọn để nghiên cứu (Hình 6A). là: không được phép nuôi động vật trong nhà, không được phép nấu ăn trong nhà (kéo củi hoặc than) (ít nhất là trong thời gian thử nghiệm) và những ngôi nhà có tối đa hai người ở, ngủ trong môi trường không có thuốc diệt côn trùng.dưới màn chống muỗi đã được xử lý. Sự chấp thuận về mặt đạo đức đã được cấp bởi Hội đồng Đánh giá Đạo đức Nghiên cứu Thể chế (IRB/022/2016) của Khoa Khoa học Tự nhiên (CNS-IRB), Đại học Addis Ababa, theo các hướng dẫn được thiết lập bởi Tuyên bố Helsinki của Hiệp hội Y khoa Thế giới. Đã có sự đồng ý của mỗi chủ hộ với sự hỗ trợ của nhân viên khuyến nông về y tế. Toàn bộ quá trình được chính quyền địa phương ở cấp quận và phường ('kebele') xác nhận. Thiết kế thử nghiệm theo mô hình 2 × 2 Thiết kế hình vuông kiểu Latinh, trong đó các hỗn hợp tổng hợp và biện pháp kiểm soát được chỉ định cho các ngôi nhà ghép đôi vào đêm đầu tiên và hoán đổi giữa các ngôi nhà vào đêm thử nghiệm tiếp theo. Quá trình này được lặp lại mười lần. Ngoài ra, để ước tính hoạt động của muỗi trong những ngôi nhà được chọn, bẫy CDC được đặt để chạy năm đêm liên tiếp vào đầu, giữa và cuối thử nghiệm thực địa vào cùng một thời điểm trong ngày.
Một hỗn hợp tổng hợp chứa sáu hợp chất hoạt tính sinh học đã được hòa tan trong heptan (97,0% dung môi loại GC, Sigma Aldrich) và được giải phóng ở 140 ng h-1 bằng cách sử dụng bộ phân phối bấc bông [20]. Bộ phân phối bấc cho phép tất cả các hợp chất được giải phóng theo tỷ lệ không đổi trong suốt 12 giờ thí nghiệm. Heptan được sử dụng làm đối chứng. Lọ được treo bên cạnh điểm vào của bẫy đèn của Trung tâm Kiểm soát và Phòng ngừa Dịch bệnh (CDC) (Công ty John W. Hock, Gainesville, FL, Hoa Kỳ; Hình 6A). Các bẫy được treo cách mặt đất 0,8 – 1 m, gần chân giường và một tình nguyện viên ngủ trong màn chống muỗi không được xử lý và hoạt động trong khoảng thời gian từ 18:00 đến 06:30. Muỗi bị bắt theo giới tính và tình trạng sinh lý (không cho ăn, cho ăn, mang thai và mang thai [21] sau đó được sàng lọc bằng phân tích phản ứng chuỗi polymerase (PCR) để xác định loài được xác định về mặt hình thái là A. gambiae sl. Thành viên của phức hợp [23 ]. Trong nghiên cứu thực địa, việc đặt bẫy của các ngôi nhà ghép đôi được phân tích bằng cách sử dụng mô hình phù hợp hậu cần danh nghĩa, trong đó sức hút là biến phụ thuộc và cách xử lý (hỗn hợp tổng hợp so với kiểm soát) là tác động cố định (JMP® 14.0.0. Học viện SAS Inc.).Ở đây, chúng tôi báo cáo giá trị χ2 và p từ thử nghiệm tỷ lệ hợp lý.
Đánh giá xem liệu nó có an toàn hay không.arabiensis có thể thu được nước tiểu, nguồn nitơ chính của nó, urê, bằng cách cho ăn trực tiếp, trong vòng 48 giờ sau khi sử dụng trong 4 ngày sau (dpe) các thử nghiệm cho con cái hút máu và tìm vật chủ (Hình 1A). Cả con cái tìm vật chủ và hút máu đều hấp thụ nhiều sucrose hơn bất kỳ chế độ ăn hoặc nước nào khác (F(5,426) = 20,15, p < 0,0001 và F(5,299) = 56,00, p < 0,0001, tương ứng; Hình 1B, C). Hơn nữa, những con cái tìm kiếm vật chủ ăn ít hơn trong nước tiểu sau 72 giờ so với 168 giờ trong nước tiểu (Hình 1B). Khi được cung cấp chế độ ăn có urê, những con cái tìm kiếm vật chủ hấp thụ một lượng urê lớn hơn đáng kể ở mức 2,69 mM so với tất cả các nồng độ khác và nước, trong khi không thể phân biệt được với 10% sucrose (F(10,813) ) = 15,72, p < 0,0001; Hình 1D). Điều này trái ngược với phản ứng của những con cái được nuôi bằng máu, chúng thường hấp thụ chế độ ăn có chứa urê nhiều hơn đáng kể so với nước, mặc dù ít hơn đáng kể so với 10% sucrose (F(10,557) = 78,35, p < 0,0001; Hình 1).1E). so với những con cái tìm kiếm vật chủ ở nồng độ thấp nhất và những con cái này hấp thụ lượng urê tương tự ở nồng độ cao hơn (F(1,953)= 78,82, p < 0,0001;Hình 1F, G). Mặc dù lượng hấp thụ từ chế độ ăn có chứa urê dường như có giá trị tối ưu (Hình 1D, E), con cái ở cả hai trạng thái sinh lý đều có thể điều chỉnh lượng urê hấp thụ trên toàn bộ phạm vi nồng độ urê theo kiểu log-tuyến tính (Hình 1F, G).).Tương tự, muỗi dường như kiểm soát sự hấp thụ nitơ của chúng bằng cách điều chỉnh lượng nước tiểu hấp thụ, vì lượng nitơ trong nước tiểu được phản ánh trong lượng hấp thụ (Hình 1B, C và B bên trong).
Để đánh giá tác động của nước tiểu và urê đối với sự sống sót của muỗi tìm kiếm vật chủ và hút máu, những con cái được cho ăn nước tiểu ở cả bốn độ tuổi (tươi, 24 giờ, 72 giờ và 168 giờ sau lắng đọng) và một loạt nồng độ urê, cũng như nước cất và 10 % sucrose được dùng làm đối chứng (Hình 2A). = 5, p < 0,0001; urê: χ2 = 122,8, df = 5, p < 0,0001; Hình 2B, C) và những con cái được nuôi bằng máu (nước tiểu: χ2 = 93,0, df = 5, p < 0,0001; urê: χ2 = 137,9, df = 5, p < 0,0001; Hình 2D ,E).Trong tất cả các thí nghiệm, những con cái ăn chế độ ăn có nước tiểu, urê và nước có tỷ lệ sống sót thấp hơn đáng kể so với những con cái ăn chế độ sucrose (Hình 2B-E). Những con cái tìm kiếm vật chủ được cho ăn nước tiểu tươi và cũ có tỷ lệ sống sót khác nhau, với những con cái được cho ăn nước tiểu cũ trong 72 giờ (p = 0,016) có xác suất sống sót thấp nhất (Hình 2B). Hơn nữa, những con cái tìm kiếm vật chủ được cho ăn 135 mM urê sống sót lâu hơn so với các đối chứng nước (p < 0,04) (Hình.2C). So với nước, phụ nữ được nuôi bằng nước tiểu tươi và nước tiểu 24 giờ sống sót lâu hơn (p = 0,001 và p = 0,012, tương ứng; Hình 2D), trong khi phụ nữ được nuôi bằng nước tiểu trong 72 giờ sống sót lâu hơn những phụ nữ được cho ăn nước tiểu tươi ngắn và nước tiểu 24 giờ (p < 0,0001 và p = 0,013, tương ứng; Hình 2D). Khi được cho ăn 135 mM urê, phụ nữ được nuôi bằng máu sống lâu hơn hơn tất cả các nồng độ urê và nước khác (p <0,013; Hình 2E).
Sự sống sót của ký chủ và muỗi cái hút máu Anopheles arabinis ăn nước tiểu bò và urê. Trong thử nghiệm sinh học (A), muỗi cái được cung cấp chế độ ăn bao gồm nước tiểu bò già và tươi, các nồng độ khác nhau của urê, sucrose (10%) và nước cất (H2O). Sự sống sót của muỗi tìm vật chủ (B, C) và muỗi hút máu (D, E) được ghi lại cứ sau 12 giờ cho đến khi tất cả muỗi cái ăn nước tiểu (B, D) và urê (C, E), và đối chứng, Sucrose và nước, đã chết
Tổng khoảng cách và số vòng được xác định trong thử nghiệm nhà máy bay trong khoảng thời gian 24 giờ khác nhau giữa muỗi tìm vật chủ và muỗi hút máu, cho thấy hoạt động bay tổng thể ít hơn (Hình 3). Muỗi tìm vật chủ cung cấp nước tiểu hoặc sucrose và nước sạch và lâu năm cho thấy các kiểu bay khác biệt (Hình 3), với những con cái ăn nước tiểu tươi hoạt động tích cực hơn vào lúc bình minh, trong khi những con muỗi ăn nước tiểu ở tuổi 24 và 168 giờ biểu hiện các kiểu bay khác nhau và chủ yếu bay vào ban ngày.Fe Những con muỗi đực cung cấp nước tiểu sucrose hoặc 72 giờ cho thấy hoạt động trong suốt khoảng thời gian 24 giờ, trong khi những con cái cung cấp nước hoạt động mạnh hơn trong khoảng thời gian giữa. Những con muỗi ăn sucrose thể hiện mức độ hoạt động cao nhất vào đêm khuya và sáng sớm, trong khi những con hút nước tiểu 72 giờ có hoạt động giảm dần trong 24 giờ (Hình 3).
Hiệu suất bay của muỗi cái Anopheles arabinis chuyên săn tìm máu hút nước tiểu bò và urê. Trong thử nghiệm nhà máy bay, muỗi cái ăn nước tiểu bò già và tươi, các nồng độ khác nhau của urê, sucrose (10%) và nước cất (H2O) được buộc vào các cánh tay nằm ngang, xoay tự do (ở trên). Đối với những con cái tìm kiếm vật chủ (trái) và hút máu (phải), tổng khoảng cách và số chuyến bay mỗi giờ cho mỗi chế độ ăn trong khoảng thời gian 24 giờ đã được ghi lại (màu tối) : xám; nhạt: trắng). Khoảng cách trung bình và số lần trung bình được hiển thị ở bên phải của biểu đồ hoạt động sinh học. Các thanh lỗi biểu thị sai số chuẩn của giá trị trung bình. Phân tích thống kê xem văn bản
Nhìn chung, hoạt động bay tổng thể của những con cái tìm kiếm vật chủ tuân theo một mô hình tương tự như khoảng cách bay trong khoảng thời gian 24 giờ. Khoảng cách bay trung bình bị ảnh hưởng đáng kể bởi chế độ ăn uống (F(5, 138) = 28,27, p <0,0001) và những con cái tìm kiếm vật chủ ăn phải nước tiểu trong 72 giờ đã bay quãng đường dài hơn đáng kể so với tất cả các chế độ ăn kiêng khác (p <0,0001) và muỗi ăn sucrose bay lâu hơn ( p = 0,022) và muỗi ăn nước tiểu ở tuổi 24 (p = 0,022). Trái ngược với mô hình hoạt động bay được mô tả bởi chế độ ăn nước tiểu, những con cái tìm kiếm vật chủ được cho ăn urê thể hiện hoạt động bay dai dẳng trong khoảng thời gian 24 giờ, đạt cực đại trong nửa sau của pha tối (Hình 3). 310,91, p < 0,0001). Những con cái tìm kiếm vật chủ được cho ăn bất kỳ nồng độ urê nào bay lâu hơn những con cái được cho ăn nước hoặc sucrose (p < 0,03).
Hoạt động bay tổng thể của muỗi hút máu ổn định và duy trì trong 24 giờ ở tất cả các chế độ ăn, với hoạt động nước tiểu tăng lên trong nửa sau của thời kỳ tối đối với những con cái được cho ăn bằng nước cũng như ở những con cái được cho ăn tươi và 24 giờ (hình 3). 36, p = 0,24).với nước tiểu khác và chế độ ăn kiểm soát (tươi, p = 0,0091; 72 giờ, p = 0,0022; 168 giờ, p = 0,001; sucrose, p = 0,0017; dH2O, p = 0,036).
Ảnh hưởng của việc cho ăn nước tiểu và urê đối với các thông số sinh sản đã được đánh giá trong các thử nghiệm sinh học về khả năng đẻ trứng (Hình 4A) và được điều tra theo số lượng trứng được đẻ bởi mỗi con cái, kích thước trứng và ấu trùng giai đoạn đầu mới nở. Số lượng trứng đã đẻ. Con cái Ả Rập ăn nước tiểu thay đổi theo chế độ ăn uống (F(5,222) = 4,38, p = 0,0008; Hình 4B). Con cái ăn nước tiểu 24 giờ, bột máu đẻ nhiều trứng hơn đáng kể so với con cái. Những con cái được cho ăn chế độ nước tiểu khác và tương tự như những con được cho ăn sucrose (Hình 4B). Tương tự như vậy, kích thước trứng của những con cái được cho ăn bằng nước tiểu thay đổi theo chế độ ăn uống (F(5, 209) = 12,85, p < 0,0001), với những con cái được cho ăn bằng nước tiểu và nước tiểu trong 24 giờ đẻ trứng lớn hơn đáng kể so với những con cái được cho ăn bằng nước, trong khi trứng của những con cái được cho ăn bằng nước tiểu trong 168 giờ thì nhỏ hơn đáng kể (Hình 4C). Ngoài ra, chế độ ăn uống có nước tiểu ảnh hưởng đáng kể đến kích thước ấu trùng (F(5, 187) = 7,86, p < 0,0001), với ấu trùng lớn hơn đáng kể phát sinh từ trứng của con cái 24 và 72 giờ được nuôi bằng nước tiểu so với trứng được đẻ ra từ ấu trùng trứng. Con cái được cho ăn bằng nước và nước tiểu trong 168 giờ (Hình 4D).
Hiệu suất sinh sản của muỗi Anopheles arabinis cái ăn nước tiểu bò và urê. Muỗi cái hút máu được cho ăn chế độ ăn bao gồm nước tiểu bò già và tươi, các nồng độ khác nhau của urê, sucrose (10%) và nước cất (H2O) trong 48 giờ trước khi đưa vào thử nghiệm sinh học và thu được chất nền đẻ trứng trong 48 giờ (A). Số trứng (B, E), kích thước trứng (C, F) và kích thước ấu trùng (D, G) bị ảnh hưởng đáng kể bởi chế độ ăn uống cung cấp (nước tiểu bò: BD ; urê: EG). Giá trị trung bình của từng tham số được đo bằng các tên chữ cái khác nhau khác nhau đáng kể (ANOVA một chiều sử dụng phân tích bài hoc của Tukey; p < 0,05). Các thanh lỗi biểu thị sai số chuẩn của giá trị trung bình
Là thành phần nitơ chính của nước tiểu, urê, khi được cung cấp như một chế độ ăn cho những con cái ăn máu, đã ảnh hưởng đáng kể đến các thông số sinh sản trong tất cả các nghiên cứu. Số lượng trứng đẻ ra của những con cái ăn urê, sau bữa ăn máu, tùy thuộc vào nồng độ urê (F(11, 360) = 4,69; p < 0,0001), những con cái ăn urê có nồng độ từ 134 µM đến 1,34 mM đẻ nhiều trứng hơn ( Hình 4E). Những con cái ăn urê có nồng độ 134 µM trở lên đẻ trứng lớn hơn so với những con cái được nuôi bằng nước (F(10, 4245) = 36,7; p < 0,0001; Hình 4F) và kích thước ấu trùng, mặc dù bị ảnh hưởng bởi nồng độ urê tương tự ở các bà mẹ (F(10, 3305) = 37,9; p < 0,0001) có nhiều thay đổi hơn (Hình 4G).
Sức hấp dẫn tổng thể đối với các chiết xuất dễ bay hơi trong nước tiểu bò tìm kiếm vật chủ. Các arabiensis được đánh giá trong máy đo khứu giác ống thủy tinh (Hình 5A) bị ảnh hưởng đáng kể bởi tuổi của nước tiểu (χ2 = 15,9, df = 4, p = 0,0032; Hình 5B). Phân tích sau đại học cho thấy mùi nước tiểu lâu ngày sau 24 giờ gây ra mức độ hấp dẫn cao hơn đáng kể so với tất cả các phương pháp điều trị khác (72 giờ: p = 0,0060, 168 giờ : p = 0,012, pentane: p = 0,00070), Ngoại trừ mùi nước tiểu tươi (p = 0,13; Hình 5B). Mặc dù sự hấp dẫn tổng thể của muỗi hút máu đối với mùi nước tiểu không khác biệt đáng kể (χ2 = 8,78, df = 4, p = 0,067; Hình 5C), những con cái này được phát hiện là hấp dẫn hơn đáng kể đối với các chất chiết xuất dễ bay hơi trong khoảng không gian so với nước tiểu để 72 giờ so với đối chứng (p = 0,0066; Hình 5C).
Các phản ứng hành vi đối với mùi nước tiểu bò tự nhiên và tổng hợp khi tìm kiếm vật chủ và vật hút máu Anopheles arabianus. Sơ đồ của máy đo khứu giác ống thủy tinh (A). Sự thu hút của các chất chiết xuất dễ bay hơi từ nước tiểu bò tươi và lâu năm đối với vật chủ (B) và muỗi hút máu (C). Tìm phản ứng xúc tu của Lord An. Chất chiết xuất Headspace được phân lập từ nước tiểu bò tươi (D), 24 giờ (E), 72 giờ (F) và 168 giờ (G) là đã hiển thị. Dấu vết phát hiện ăng-ten điện tử (EAD) cho thấy sự thay đổi điện áp để đáp ứng với các hợp chất hoạt tính sinh học trong khoảng không gian phía trên được rửa giải từ máy sắc ký khí và được phát hiện bởi máy dò ion hóa ngọn lửa (FID). Thanh tỷ lệ biểu thị biên độ phản hồi (mV) so với thời gian lưu (s). Các đặc tính và tốc độ giải phóng (µg h-1) của các hợp chất có hoạt tính sinh học được hiển thị. Một dấu hoa thị (*) biểu thị phản ứng biên độ thấp nhất quán. Dấu hoa thị kép (**) biểu thị các phản ứng không thể lặp lại. Tìm vật chủ (H) và An.arabiensis hút máu (I) có sức hấp dẫn khác nhau đối với hỗn hợp tổng hợp của mùi nước tiểu bò tươi và lâu năm. Tỷ lệ trung bình của muỗi bị thu hút bởi các tên chữ cái khác nhau là khác nhau đáng kể (ANOVA một chiều sử dụng phân tích post hoc của Tukey;p <0,05). Thanh lỗi biểu thị lỗi tiêu chuẩn của thang đo
Con cái Ann.arabiensis, 72 giờ và 120 giờ sau bữa ăn máu, trong quá trình sinh sản, không có ưu tiên nào được thể hiện đối với chất chiết xuất dễ bay hơi trong khoảng không gian đầu từ nước tiểu bò tươi và lâu năm so với đối chứng pentane (χ2 = 3,07, p > 0,05; Tệp bổ sung 1: Hình S1).
Đối với Ann.arabiensis cái, các phân tích GC-EAD và GC-MS đã xác định được 8, 6, 3 và 3 hợp chất có hoạt tính sinh học ( Hình 5D-G). Mặc dù đã quan sát thấy sự khác biệt về số lượng hợp chất gây ra các phản ứng điện sinh lý, nhưng hầu hết các hợp chất này đều có mặt trong mỗi chiết xuất dễ bay hơi được thu thập từ nước tiểu tươi và lâu năm. Do đó, đối với mỗi chiết xuất, chỉ những hợp chất tạo ra phản ứng sinh lý từ râu cái trên ngưỡng mới được đưa vào các phân tích sâu hơn.
Tổng tốc độ giải phóng dễ bay hơi của các hợp chất hoạt tính sinh học trong bộ sưu tập headspace tăng từ 29 µg h-1 trong nước tiểu tươi lên 242 µg h-1 trong nước tiểu 168 giờ, chủ yếu là do p-cresol và m-formaldehyd Phenol cũng như phenol tăng. sắc ký đồ (Hình 5D) -G bảng bên trái) và các phản ứng sinh lý đối với các hợp chất này (Hình 5D-G bảng bên phải).
Nhìn chung, hỗn hợp tổng hợp có tỷ lệ tự nhiên tương tự của các hợp chất hoạt tính sinh học được xác định trong chiết xuất dễ bay hơi của nước tiểu tươi và lâu năm (Hình 5D–G) và dường như không gợi ra sự hấp dẫn đáng kể trong quá trình tìm kiếm vật chủ (χ2 = 8,15, df = 4, p = 0,083; Hình 5H) hoặc muỗi hút máu (χ2 = 4,91, df = 4, p = 0,30; Hình 5I). so sánh theo cặp giữa các phương pháp điều trị cho thấy muỗi tìm kiếm vật chủ hấp dẫn đáng kể đối với hỗn hợp tổng hợp của nước tiểu 24 giờ tuổi so với các biện pháp kiểm soát pentan (p = 0,0086; Hình 5H).
Để đánh giá vai trò của các thành phần riêng lẻ trong hỗn hợp tổng hợp của nước tiểu 24 giờ, sáu hỗn hợp trừ được đánh giá so với các hỗn hợp hoàn chỉnh trong xét nghiệm ống chữ Y, trong đó các hợp chất riêng lẻ đã được loại bỏ. Đối với muỗi tìm kiếm vật chủ, việc loại bỏ các hợp chất riêng lẻ khỏi hỗn hợp hoàn chỉnh có tác động đáng kể đến phản ứng hành vi (χ2 = 19,63, df = 6, p = 0,0032; Tệp bổ sung 1: Hình S2A), tất cả các hỗn hợp trừ đều hấp dẫn hơn Smaller so với hỗn hợp hoàn toàn. Ngược lại, việc loại bỏ các hợp chất riêng lẻ khỏi hỗn hợp tổng hợp hoàn toàn không ảnh hưởng đến phản ứng hành vi của muỗi hút máu (χ2 = 11,38, df = 6, p = 0,077), ngoại trừ decanal, dẫn đến mức độ thấp hơn so với Thu hút hỗn hợp hoàn chỉnh (p = 0,022; Tệp bổ sung 1: Hình S2B).
Tại một ngôi làng lưu hành bệnh sốt rét ở Ethiopia, hiệu quả của hỗn hợp nước tiểu bò tổng hợp trong 24 giờ trong việc thu hút muỗi trong điều kiện thực địa được đánh giá trong 10 đêm (Hình 6A). Tổng cộng có 4.861 con muỗi đã được bắt và xác định, trong đó 45,7% là Anthropus.gambiae sl, 18,9% là Anopheles pharoensis và 35,4% là Culex spp. (Tệp bổ sung 1: Bảng S1). Anopheles arabinis là thành viên duy nhất của phức hợp loài An.Gambia được xác định bằng phân tích PCR. Trung bình, 320 con muỗi bị bắt mỗi đêm, trong thời gian đó bẫy có hỗn hợp bả tổng hợp bắt được nhiều muỗi hơn so với bẫy ghép đôi không có hỗn hợp (χ2(0, 3196) = 170,0, p < 0,0001). s, cho thấy không có sự sai lệch giữa các ngôi nhà (χ2(0, 1665) = 9 × 10-13, p > 0,05) và không có sự suy giảm số lượng trong thời gian nghiên cứu. So với bẫy kiểm soát, số lượng muỗi bị bắt trong bẫy chứa hỗn hợp tổng hợp đã tăng lên đáng kể: tìm kiếm vật chủ (χ2(0, 2107) = 138,7, p < 0,0001), hút máu gần đây (χ2(0, 650) = 32,2, p < 0,0001) và mang thai (χ2(0, 228) = 6,27, p = 0,0123;Tệp bổ sung 1: Bảng S1). Điều này cũng được phản ánh trong tổng số muỗi bắt được: tìm kiếm vật chủ > hút máu > mang thai > bán mang thai > đực.
Đánh giá thực địa về hiệu quả của hỗn hợp mùi nước tiểu bò tổng hợp trong 24 giờ. Các thử nghiệm thực địa được tiến hành ở trung nam Ethiopia (bản đồ), gần thị trấn Maki (chèn), sử dụng bẫy đèn của Trung tâm Kiểm soát Dịch bệnh (CDC) (bên phải) trong các ngôi nhà ghép đôi, với thiết kế hình vuông Latinh (hình ảnh chụp từ trên không) (A). Bẫy ảnh CDC có mùi tổng hợp thu hút và bắt muỗi Anopheles arabesque cái (B), nhưng không phải muỗi Anopheles (C), theo một cách khác, trạng thái sinh lý -hiệu ứng phụ thuộc. Ngoài ra, những chiếc bẫy này đã bắt được số lượng muỗi Culex vật chủ tăng lên đáng kể. (D) So với đối chứng. Các thanh bên trái biểu thị chỉ số lựa chọn trung bình của muỗi bắt được trong các cặp mồi có mùi (màu xanh lá cây) và bẫy kiểm soát (mở) (N = 10), trong khi các thanh bên phải biểu thị chỉ số lựa chọn trung bình trong các cặp bẫy kiểm soát (mở; N = 5).).Dấu hoa thị biểu thị mức ý nghĩa thống kê (*p = 0,01 và ***p < 0,0001)
Ba loài bị bắt khác nhau trong các bẫy có chứa hỗn hợp tổng hợp. Tìm kiếm vật chủ (χ2(1, 1345) = 71,7, p < 0,0001), hút máu (χ2(1, 517) = 16,7, p < 0,0001) và mang thai (χ2(1, 180) = 6,11, p = 0,0134) một loài .arabiensis bị mắc kẹt trong bẫy phóng thích hỗn hợp tổng hợp (Hình 6B), trong khi lượng An không khác nhau. Pharoensis ở các trạng thái sinh lý khác nhau đã được tìm thấy (Hình 6C). Đối với Culex, chỉ có sự gia tăng đáng kể số lượng muỗi tìm kiếm vật chủ trong bẫy được nhử bằng hỗn hợp tổng hợp (χ2(1,1319) = 12,6, p = 0,0004; Hình 6D), so với bẫy đối chứng.
Bẫy mồi ký chủ đặt bên ngoài vật chủ tiềm năng giữa các điểm sinh sản và các cộng đồng nông thôn ở Ethiopia được sử dụng để đánh giá xem muỗi sốt rét có sử dụng mùi nước tiểu bò làm dấu hiệu môi trường sống của vật chủ hay không. Trong trường hợp không có dấu hiệu vật chủ, nhiệt độ và có hoặc không có mùi nước tiểu bò, thì không có muỗi nào bị bắt (Tệp bổ sung 1: Hình S3). p = 0,13; Tệp bổ sung 1: Hình S3). Ngược lại, các biện pháp kiểm soát nước không bắt được muỗi sốt rét ở nhiệt độ cao (Tệp bổ sung 1: Hình S3).
Muỗi sốt rét thu nhận và phân phối các hợp chất chứa nitơ thông qua việc ăn bù bằng nước tiểu bò (tức là vũng nước) để tăng cường các đặc điểm lịch sử cuộc sống, tương tự như các loài côn trùng khác [2, 4, 24, 25, 26]. Nước tiểu bò là nguồn tái tạo sẵn có liên quan chặt chẽ với nơi nghỉ ngơi của véc tơ sốt rét, chẳng hạn như chuồng bò và thảm thực vật cao gần nhà ở nông thôn và nơi đẻ trứng. Muỗi cái định vị nguồn tài nguyên này bằng mùi và có thể điều chỉnh sự hấp thu các hợp chất nitơ trong nước tiểu nitơ, bao gồm cả urê, chất chính thành phần trong nước tiểu [15, 16]. Tùy thuộc vào trạng thái sinh lý của muỗi cái, các chất dinh dưỡng trong nước tiểu được phân bổ để tăng cường hoạt động bay và khả năng sống sót của muỗi cái tìm kiếm vật chủ, cũng như các đặc điểm sinh tồn và sinh sản của các cá thể được hút máu trong chu kỳ sinh dục đầu tiên. Do đó, việc trộn lẫn nước tiểu đóng vai trò dinh dưỡng quan trọng đối với vec tơ sốt rét đóng vai trò như những con trưởng thành bị suy dinh dưỡng [8], vì nó cung cấp cho muỗi cái khả năng thu được các hợp chất nitơ quan trọng bằng cách tham gia vào việc cho ăn ít rủi ro. Phát hiện này có ý nghĩa dịch tễ học hậu quả về sinh học, khi con cái tăng tuổi thọ, hoạt động và sản lượng sinh sản, tất cả đều ảnh hưởng đến năng lực của véc tơ. Hơn nữa, hành vi này có thể là mục tiêu của các chương trình quản lý véc tơ trong tương lai.