《Ecological Genetics and Genomics》:Morphological identification and molecular characterization of Asian tiger mosquito
Aedes albopictus (Diptera:Culicidae)
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Aedes albopictus形态与分子特征研究揭示幼虫触鬃结构及成虫背板白条为关键鉴别标志,基于COI基因的系统发育分析显示 Himachal Pradesh分离株与德里及旁遮普参考株亲缘关系密切,为疾病防控提供新依据。
普娜姆·库玛丽(Poonam Kumari)|阿尔卡·拉纳(Alka Rana)|库沙尔·塔库尔(Kushal Thakur)|库玛丽·鲁奇卡(Kumari Ruchika)|迪克西特·夏尔马(Dixit Sharma)|苏尼尔·库马尔(Sunil Kumar)
印度喜马偕尔邦中央大学生命科学学院动物科学系,康格拉区(Kangra),喜马偕尔邦,邮编176206
摘要
白纹伊蚊(Aedes albopictus)是传播多种重要病毒的主要媒介,包括黄热病、登革热、基孔肯雅热和寨卡病毒。准确识别这种蚊子对于理解其生物学特性及其疾病传播潜力至关重要。本研究对其所有发育阶段的形态特征和分子特性进行了调查。结果表明,梳状鳞片的结构是幼虫的独特识别特征,而盾片上的单条白色条纹对于快速视觉识别成年蚊子也非常关键。本研究使用了从喜马偕尔邦四个地区收集的4个样本来研究COI基因的遗传变异。通过将本研究获得的COI基因序列与9个印度分离株、13个全球参考分离株以及作为外群的Drosophila melanogaster(GenBank: KJ767244)进行系统发育分析,发现所有研究序列形成了一个得到充分支持的单系群,与MK377015(印度德里)和KF406435(巴基斯坦旁遮普)参考分离株亲缘关系最为密切,这表明它们可能具有共同的进化起源和地理联系。了解蚊子种群的系统发育有助于理解疾病动态并制定控制策略。掌握蚊子种群的遗传变异对于疾病管理和开发有效的媒介控制方法至关重要。
引言
白纹伊蚊(Aedes albopictus)(Skuse, 1894)(双翅目:蚊科)也被称为“亚洲虎蚊”,是包括黄热病、登革热、基孔肯雅热和寨卡病毒在内的多种病毒的重要传播媒介。该物种原产于东南亚,但由于全球贸易和旅行活动,现已分布于世界许多地区,包括亚洲、欧洲、美洲和非洲(Battaglia等人,2022年)。蚊媒疾病几十年来对全球公共卫生构成了重大挑战,导致了广泛的疾病传播和高死亡率(Ligsay等人,2021年)。Anopheles、Culex和Aedes属的多种蚊子作为多种病原体的传播媒介,将病原体传播给人类和动物(B. Das等人,2018年)。在大约3500种蚊子中,约有2.5%至9.3%与人类疾病相关,其中76%的疾病相关物种属于上述属(Zhang等人,2024年)。当蚊子吸食人类血液以发育卵子时,病原体会从人类传播到蚊子(Alyasiri & Jassum,2025年)。由Ae. aegypti和Ae. albopictus传播的登革热在印度北部已成为一个重要的公共卫生问题(Baruah等人,2025年)。Ae. albopictus作为登革热的次要传播媒介,在户外更为常见,其生命周期与人类居住区密切相关,通常在积水容器、废弃轮胎等人工栖息地中繁殖(Soviana等人,2023年)。雌蚊每次产卵约100至150枚,卵产在人工或自然容器中的水面以上,这些卵在干燥条件下可存活数月,直到被水淹没。在适宜条件下,卵在水下1-3天内孵化,幼虫期持续4-14天,蛹期根据环境条件持续1-3天。
准确识别蚊子种类对于了解其行为、生态模式、在疾病传播中的作用以及制定有效的控制策略至关重要(Ferraguti,2024年)。生态行为包括偏好觅食地点、叮咬习性、地理分布以及作为疾病媒介的能力(Yakob,2016年)。许多生态和宿主偏好不同的近缘蚊子物种仅凭形态特征几乎无法区分(Adejayan等人,2024年)。因此,进行分子鉴定、遗传特征分析和分子系统发育研究变得越来越重要(Panigrahi & Parida,2024年)。虽然核基因在此方面的应用有限,但由于线粒体基因具有母系遗传、无重组和缺乏内含子等优势,被广泛用于分析蚊子的遗传多样性(Ferreira & Rodriguez,2024年)。在所有线粒体基因中,细胞色素c氧化酶亚基I(COI)在氨基酸水平上保守性最高,为分类学研究提供了显著优势(M. Das等人,2016年)。
尽管媒介传播疾病具有重大的经济影响,且该物种具有重要的生态意义,但以往的研究尚未全面描述Ae. albopictus种群的栖息地、复杂形态及其遗传结构和变异,尤其是基于线粒体COI基因序列的研究。整合形态学和分子数据可以加强分类学分类,并有助于追踪Aedes属内的进化关系。这种全面的知识有助于卫生部门预测疫情并制定有效的监测计划,从而减轻媒介传播疾病的负担。
样本采集与饲养
最初使用Brisco等人(2016年)描述的浸渍法从喜马偕尔邦的四个地区(康格拉、哈米尔普尔、曼迪和索兰)的不同栖息地(如废弃轮胎、水泥池、花盆和积水的雨水区域)收集了Ae. albopictus幼虫。收集到的幼虫在白色搪瓷托盘中用自来水饲养,控制温度为27±2°C,相对湿度为80±5%,饲养时间为3-5天后,随后将其转移至...
卵、幼虫和蛹的形态特征
Ae. albopictus的卵非常微小,呈漆黑色。形态上,卵呈椭圆形,略微弯曲,末端逐渐变细。卵壳表面光滑,有助于保持结构完整性和抗干燥性(图1a)。
研究了Ae. albopictus蚊子的幼虫形态特征,重点关注头部、触角、中线和侧刷、胸部、腹部、吸管结构、肛门乳突以及梳状鳞片...
讨论
白纹伊蚊是多种危及生命的疾病的主要传播媒介,对全球死亡率有显著影响,这突显了研究其卵、幼虫、蛹和成虫的形态特征以及分子特征的必要性。媒介控制策略需要从多个角度进行设计,因为该物种具有适应多种极端环境的能力...
结论
总之,本研究全面描述了Ae. albopictus的卵、幼虫、蛹和成虫的形态特征及分子特性。研究蚊子的卵、幼虫、蛹和成虫形态对于准确识别、有效控制疾病、疾病预防、生态研究和分类学研究至关重要。这是蚊子监测和综合媒介管理计划的基础。本研究共收集了四个不同地区的四个样本...
作者贡献声明
库沙尔·塔库尔(Kushal Thakur):研究工作、数据分析。
库玛丽·鲁奇卡(Kumari Ruchika):研究工作、数据管理。
普娜姆·库玛丽(Poonam Kumari):初稿撰写、软件使用、数据分析、方法学研究。
阿尔卡·拉纳(Alka Rana):研究工作、数据管理。
迪克西特·夏尔马(Dixit Sharma):修订与编辑、方法学研究、概念构思。
苏尼尔·库马尔(Sunil Kumar):修订与编辑、项目监督、资金获取、概念构思。
作者声明没有可能影响本文工作的已知财务利益或个人关系。
普娜姆·库玛丽感谢印度医学研究委员会提供的高级研究奖学金。作者同时感谢喜马偕尔中央大学提供的研究设施。