Informacja

Jak skuteczna jest kontrola populacji (owadów) poprzez sterylizację samców?

Jak skuteczna jest kontrola populacji (owadów) poprzez sterylizację samców?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

To bez wątpienia proste pytanie.

Czytałam o Technice Sterylnych Owadów, w której bezpłodne samce konkurują z niesterylnymi o kojarzenie się z samicami, a tym samym zmniejszają populację.

Moje pytanie brzmi - dlaczego samice po prostu nie łączą się ponownie po tym, jak się nie rozmnażają?

Zakładam, że liczba bezpłodnych mężczyzn będzie znacznie mniejsza niż istniejąca populacja mężczyzn.

Czy to dlatego, że moje założenie jest błędne i jest więcej bezpłodnych samców? A może moje założenie jest słuszne i biorąc pod uwagę cykl życiowy organizmu, samice mają tylko jedną szansę na skojarzenie? Albo coś innego?


Owady sterylne są zazwyczaj wytwarzane przez promieniowanie. Wystarczająca dawka jest stosowana do spowodowania znacznego uszkodzenia DNA w gametach samców. Nie oznacza to jednak, że plemniki są całkowicie niefunkcjonalne.

W rzeczywistości jest ważne, aby nasienie funkcjonalne i po prostu zawierają dominujące mutacje letalne z wystarczającym prawdopodobieństwem (Robinson, 2005 opisuje to szczegółowo, jak również strategie dawkowania w celu optymalizacji pożądanego wyniku).

Samce nadal łączą się w pary i zapładniają jaja samicy; dopiero później jaja w końcu przestaną się rozwijać, ale samice nie mogą być tego świadome (a nawet wiele można zrobić, nawet gdyby tak było - po zapłodnieniu jajeczka nie mogą być ponownie zapłodnione).

Ważne jest również uwolnienie wystarczającej populacji bezpłodnych samców, aby wpłynąć na populację. W zależności od gatunku, całkowite przytłoczenie istniejącej populacji może, ale nie musi być konieczne, ale typowym celem wydaje się być 10-100x populacja rodzima. Hodując samce w warunkach laboratoryjnych, możliwe jest wytworzenie większej populacji niż ta, która zwykle przetrwałaby do wieku godowego na wolności.


Bibliografia:

Cockburn, AF, Howells, AJ, & Whitten, MJ (1984). Technologia rekombinacji DNA i kontrola genetyczna owadów szkodników. Przeglądy biotechnologii i inżynierii genetycznej, 2(1), 68-99.

Klassen, W. i Curtis, CF (2005). Historia techniki bezpłodnych owadów. W sterylnej technice owadów (s. 3-36). Springer Holandia.

Robinson, AS (2005). Genetyczne podstawy techniki bezpłodnych owadów. W sterylnej technice owadów (str. 95-114). Springera, Dordrecht.


Sterylna technika owadów

ten technika sterylnego owada (SIEDZIEĆ) [1] [2] to metoda biologicznego zwalczania owadów, dzięki której ogromna liczba sterylnych owadów jest wypuszczana na wolność. Uwolnione owady są korzystnie samcami, ponieważ jest to bardziej opłacalne, a samice mogą w niektórych sytuacjach powodować szkody, składając jaja w uprawie lub, w przypadku komarów, pobierając krew od ludzi. Bezpłodne samce konkurują z dzikimi samcami o kojarzenie się z samicami. Samice, które łączą się ze sterylnym samcem, nie produkują potomstwa, zmniejszając w ten sposób populację następnego pokolenia. Owady sterylne nie są samoreplikujące i dlatego nie mogą zadomowić się w środowisku. Powtarzane wypuszczanie bezpłodnych samców przy niskim zagęszczeniu populacji może jeszcze bardziej zredukować, aw przypadku izolacji wyeliminować populacje szkodników, chociaż opłacalna kontrola z gęstymi populacjami docelowymi jest poddawana tłumieniu populacji przed wypuszczeniem bezpłodnych samców.

Technika ta została z powodzeniem wykorzystana do wytępienia muchy ślimakowej (Cochliomyia hominivorax) z Ameryki Północnej i Środkowej. Osiągnięto wiele sukcesów w zwalczaniu szkodników much owocowych, w szczególności muszki owocowej śródziemnomorskiej (Ceratitis capitata) i meksykańskiej muszki owocowej (Anastrepha ludens). Prowadzone są aktywne badania mające na celu określenie skuteczności tej techniki w zwalczaniu muszki owocowej z Queensland (Bactrocera tyroni).

Sterylizacja jest indukowana przez działanie napromieniowania na komórki rozrodcze owadów. SIT nie obejmuje uwalniania owadów zmodyfikowanych w procesach transgenicznych (inżynierii genetycznej). [3] Ponadto SIT nie wprowadza gatunków obcych do ekosystemu.


Populacja komarów skutecznie stłumiona dzięki pilotażowemu badaniu z wykorzystaniem techniki jądrowej w Chinach

Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o pracy MAEA, zapisz się na nasze cotygodniowe aktualizacje zawierające najważniejsze wiadomości, multimedia i nie tylko.

ten Aedes albopictus to najbardziej inwazyjny gatunek komara na świecie. Niedawno zakończyła się pomyślna próba pilotażowa zwalczania tego szkodnika owadzich, a wyniki opublikowano w: Natura dnia 17 lipca 2019 r.. (Zdjęcie: N. Culbert/MAEA)

Po raz pierwszy połączenie techniki jądrowej sterylnych owadów (SIT) z techniką niezgodnych owadów (IIT) doprowadziło do skutecznego stłumienia populacji komarów, obiecującego kroku w kontroli komarów przenoszących dengę, wirusa Zika i wiele innych wyniszczających chorób. Wyniki niedawnego badania pilotażowego w Guangzhou w Chinach, przeprowadzonego przy wsparciu MAEA we współpracy z Organizacją Narodów Zjednoczonych ds. Wyżywienia i Rolnictwa (FAO), zostały opublikowane w: Natura dnia 17 lipca 2019 r.

SIT to przyjazna dla środowiska metoda zwalczania szkodników, obejmująca masową hodowlę i sterylizację docelowego szkodnika za pomocą promieniowania, a następnie systematyczne uwalnianie sterylnych samców na całym obszarze drogą powietrzną na określone obszary. Bezpłodne samce kojarzą się z dzikimi samicami, co skutkuje brakiem potomstwa i zmniejszaniem się populacji szkodników z biegiem czasu. TIZ polega na wystawianiu komarów na działanie Wolbachia bakteria. Bakterie częściowo sterylizują komary, co oznacza, że ​​do pełnej sterylizacji potrzeba mniej promieniowania. To z kolei lepiej zachowuje konkurencyjność wysterylizowanych samców w zakresie krycia.

Chociaż SIT, jako część ogólnoobszarowych strategii zwalczania owadów, jest z powodzeniem stosowany do zwalczania różnych szkodników roślin i zwierząt gospodarskich, takich jak muszki owocowe i ćmy, nadal trzeba było wykazać zwalczanie komarów.

Główną przeszkodą w zwiększaniu skali stosowania SIT przeciwko różnym gatunkom komarów było pokonanie kilku problemów technicznych związanych z produkcją i wypuszczaniem wystarczającej liczby bezpłodnych samców, aby przytłoczyć dziką populację. Naukowcy z Sun Yat-sen University i jego partnerzy w Chinach z powodzeniem sprostali tym wyzwaniom, przy wsparciu Wspólnego Wydziału Technik Jądrowych w Żywności i Rolnictwie FAO/MAEA, który prowadzi i koordynuje globalne badania w zakresie SIT.

Na przykład naukowcy wykorzystali stojaki do hodowania ponad 500 000 komarów tygodniowo, skonstruowanych na podstawie modeli opracowanych w laboratoriach Joint FAO/IAEA Division pod Wiedniem w Austrii. W ścisłej współpracy między Wydziałem Wspólnego FAO/MAEA a naukowcami opracowano i poddano walidacji specjalistyczny naświetlacz do leczenia partii 150 000 poczwarek komarów.

Stojaki do hodowli larw komarów w ośrodku masowej hodowli komarów w Wolbaki Biotech Company w Guangzhou w Chinach w maju 2019 r. Firma stosuje najbardziej zaawansowaną technologię masowej hodowli komarów. Regały te oparte są na modelach opracowanych przez Wspólne Laboratorium FAO/MAEA Insect Pest Control Laboratory. Każda z nich może wyprodukować około 500 000 samców tygodniowo. (Zdjęcie: J. Bouyer/MAEA)

Wyniki tego pilotażowego badania, wykorzystującego SIT w połączeniu z IIT, pokazują, że udało się prawie wyeliminować populacje polowe najbardziej inwazyjnych gatunków komarów na świecie, Aedes albopictus (azjatycki komar tygrysi). Dwuletnia próba (2016-2017) objęła obszar 32,5 hektara na dwóch stosunkowo odizolowanych wyspach na rzece Perłowej w Kantonie. Wiązało się to z uwolnieniem około 200 milionów napromieniowanych dorosłych samców komarów wyhodowanych masowo, wystawionych na działanie Wolbachia bakteria.

Badanie wykazało również znaczenie aspektów społeczno-ekonomicznych dla pomyślnego wykorzystania podejścia IIT/SIT. Na przykład akceptacja społeczna wzrosła podczas badania, ponieważ wsparcie społeczności lokalnej wzrosło po uwolnieniu komarów i wynikającego z tego spadku uciążliwego gryzienia, aby podejście IIT/SIT było skuteczne, społeczność lokalna musi być na pokładzie i współpracować, aby zapewnić spójne i zintegrowane wykorzystanie podejścia na całym obszarze w celu skutecznego przeciwdziałania i kontrolowania przemieszczania się owadów. Innym aspektem jest opłacalność całkowite przyszłe koszty w pełni operacyjnej interwencji szacowane są na 108-163 USD na hektar rocznie, co uważa się za opłacalne w porównaniu z innymi strategiami kontroli.

Eksperci w Chinach planują w niedalekiej przyszłości przetestować tę technologię na większych obszarach miejskich przy użyciu sterylnych samców komarów z ośrodka hodowli masowej w Kantonie, powiedział Zhiyong Xi, dyrektor Wspólnego Centrum Kontroli Wektorów na Uniwersytecie Sun Yat-sen przy Uniwersytecie Stanowym Michigan. Chorób Tropikalnych i profesor na Uniwersytecie Stanowym Michigan w Stanach Zjednoczonych. Firma obsługująca obiekt korzysta z zaawansowanego sprzętu do masowej hodowli i napromieniania komarów, który został opracowany we współpracy z Połączonym Oddziałem FAO/MAEA.

Globalna współpraca w zakresie rozwoju SIT w celu zwalczania komarów nasiliła się po epidemii Zika w latach 2015–2016. Częstość występowania dengi rośnie, a liczba przypadków zgłoszonych do Światowej Organizacji Zdrowia (WHO) wzrosła z 2,2 mln w 2010 r. do ponad 3,3 miliona w 2016 roku. Rzeczywista zachorowalność jest znacznie wyższa, a według WHO szacuje się, że każdego roku 390 milionów nowych infekcji.


Genetyczne techniki określania płci

W wielu zastosowaniach kontroli autocydów skuteczne byłoby oddzielenie samców i samic przed uwolnieniem. Możliwymi powodami takiego oddzielenia jest unikanie kojarzenia mieszanego w celu uniknięcia jakiegokolwiek wzrostu liczebności dzikiej populacji podczas procedury kontroli genetycznej w celu wyeliminowania samic, które mogą być nosicielami chorób, wyjątkowo nieprzyjemnymi lub które powodują szkody w produkcji lub inwentarzu. Innym powodem stosowania procedury genetycznego określania płci jest uzyskanie oszczędności kosztów procesu odchowu, jeśli jedna płeć może zostać wyeliminowana na etapie jaja (seksowanie przedzygotyczne). W tym przypadku przy danym wydatku na dietę i pracę można wyprodukować dwa razy więcej owadów (jednej płci).

Tak więc usunięcie samic podczas procesu chowu było celem badań nad autocydami dla wielu owadów będących szkodnikami. Najbardziej udane wysiłki dotyczyły komara, Anopheles albimanus, muszka, Ceratitis capitata, i mucha stajenna, Stomoxys kalcytrans. Dwa z tych podejść pokazują, co można zrobić. W przypadku muszki medfly zastosowano kombinację mechanicznej separacji płci i manipulacji genetycznych. Kolor poczwarki typu dzikiego jest brązowy. Mutanty obejmujące poczwarki czarne lub poczwarki białe zostały połączone z chromosomami płci za pomocą pojedynczych lub wielokrotnych translokacji chromosomowych. W ten sposób powstają szczepy, w których poczwarki męskie są czarne, a poczwarki żeńskie brązowe. Poczwarki są następnie oddzielane za pomocą elektronicznego układu rozpoznawania kolorów w sortowniku mechanicznym lub pneumatycznym. Niektóre wady tej techniki to możliwy rozkład stad translokacyjnych z powodu krzyżowania, zanieczyszczenie szczepu przez osobniki typu dzikiego oraz częściowa bezpłodność szczepu spowodowana translokacją.

Jeżeli odchowywane samice nie nadają się do użytku, warto byłoby je wyeliminować przed skonsumowaniem drogiej diety. Zaproponowano szereg schematów umożliwiających usunięcie samic w stadium jaja lub wczesnego stadium larwalnego. U niektórych gatunków wybrano allele odporne na określone toksyczne chemikalia, takie jak alkohol etylowy, endryna, puryna, sorbinian potasu, dieldryna, cyromazyna i propoksur. Następnie indukowane są translokacje między jednym z chromosomów płci (zazwyczaj chromosomem Y) a chromosomem niosącym lokus odporności. Kiedy substancja toksyczna zostanie wprowadzona do kolonii, przeżyje tylko płeć niosąca allel oporny. Ta metoda okazała się skuteczna w przypadku trzech gatunków komarów i jest aktywnie badana pod kątem muszki medfly.


Wstęp

Choroby przenoszone przez komary, w tym gorączka denga, filarioza limfatyczna (słoniowatość), żółta febra i malaria, stanowią 16% globalnego obciążenia chorobami, zwłaszcza w krajach rozwijających się [1]. Spośród nich malaria odpowiada za 18% zgonów dzieci w Afryce Subsaharyjskiej [2], aw 2010 r. dotknęła 219 milionów ludzi i spowodowała 660 000 zgonów [3]. W wielu regionach z powodzeniem kontrolowano malarię poprzez interwencje ukierunkowane na wektory, takie jak moskitiery na łóżka nasączone środkiem owadobójczym (ITN) i opryski szczątkowe w pomieszczeniach (IRS). Jednak te interwencje nie wyeliminują malarii w regionach o wyjątkowo wysokim wskaźniku przenoszenia pasożytów oraz w obszarach, w których wektory komarów nie są podatne na istniejące techniki zwalczania (takie jak odporność na egzofilię lub insektycydy) [4].

Technika Sterile Insect Technique (SIT) jest jedną ze strategii kontroli, która zyskuje nowe zainteresowanie kontrolą populacji komarów [5-7]. Technika polega na masowym uwalnianiu samców wysterylizowanych za pomocą środków radiologicznych lub chemicznych. Te kojarzą się z dziką populacją, pokonując niesterylne dzikie samce [8]. Samice komarów (na ogół) kojarzą się tylko raz, zatem udane krycie ze sterylnym samcem zapobiegnie rozwojowi potomstwa od zapłodnionej samicy [9,10]. W przypadku niektórych szkodników owadzich, takich jak mucha tse-tse [11], medfly [12] i melon [13], SIT okazał się niezwykle skuteczny w osiąganiu lokalnej kontroli lub eliminacji, w tym w wytępieniu glisty z całej Ameryki Północnej [14]. U komarów zgłoszono ponad dwa tuziny prób SIT, jednak problemy takie jak słaba rywalizacja z dzikimi samcami, półsterylność lub brak ostatecznej redukcji dorosłej populacji – nawet pomimo zgłoszonych udanych sterylnych kojarzeń, omówiono w Benedict i Robinson 2003 [15] ].

Obiecujące nowe postępy w kontroli populacji komarów za pomocą uwalniania transgenicznych, zamiast chemicznie lub radioaktywnie sterylizowanych komarów, cieszą się obecnie dużym zainteresowaniem [6]. Te transgeniczne implementacje są rozszerzeniem SIT, w którym uwolnione samce kojarzą się z samicami typu dzikiego z nieprawidłowymi wynikami ze względu na samce niosące transgen powodujący śmierć komórki. Implementacje te mogą pozwolić na bezpośrednią hodowlę masową populacji wyłącznie samców w celu uwolnienia, utrzymać konkurencję larw z komarami typu dzikiego, wydłużyć „żywotność” interwencji poprzez propagację transgenu przez populację i/lub umożliwić indukowanie lub tłumić śmiertelną cechę poprzez ekspozycję na chemikalia larw [16-19].W tym artykule szeroko umieszcza się te transgeniczne implementacje SIT w jednej z czterech kategorii:

Wczesno działająca bisex (EBS), która jest najbardziej podobna do klasycznego SIT, w którym samice typu dzikiego kojarzące się z wypuszczonymi samcami nie wydają potomstwa. Dla celów modelowania, EBS jest opisana jako każda implementacja, która obejmuje uwalnianie samców komarów, zmodyfikowaną w taki sposób, że nie powstaje żadne zdolne do życia potomstwo (w tym larwy).

Wczesne działanie polegające na zabijaniu samic (EFK), w którym samice typu dzikiego kojarzące się z uwolnionymi samcami nie produkują potomstwa żeńskiego, ale transgen może być przekazywany przez potomstwo męskie.

Późno działająca biseks (LBS), w której samice typu dzikiego kojarzące się z uwolnionymi samcami dają potomstwo, które przetrwa tylko fazę wodną i umrze krótko przed lub po wylęgu. Transgeniczne larwy, które ostatecznie umrą przed osiągnięciem dorosłości, zapewniają konkurencję larw, zmniejszając szanse przetrwania larw typu dzikiego.

Późne zabijanie samic (LFK), polegające na tym, że samice typu dzikiego kojarzące się z uwolnionymi samcami produkują potomstwo, ale tylko potomstwo płci męskiej przeżywa do dorosłości, gdzie może rozmnażać transgen na swoje potomstwo. Transgeniczne larwy żeńskie, które ostatecznie umrą przed osiągnięciem dorosłości, stanowią konkurencję dla larw typu dzikiego.

Uwalnianie owadów niosących dominujący gen letalny (RIDL) to transgeniczna implementacja, na którą ostatnio zwracano uwagę. Tomasz i in. i Heinricha i in., [20,21] odnotowali wczesny sukces w rozwoju RIDL, generując szczepy Drosophila z produktami genów powodującymi śmierć komórki pod wpływem chemicznie represjonowanych promotorów wyrażanych tylko u samic lub z toksycznością specyficzną dla samic. Od tego czasu powstały dwa późno działające szczepy RIDL komara wywołującego gorączkę denga, Aedes aegypti, zostało zgłoszone. Obejmuje to implementację EBS z represjonowanym szczepem, który zabija wszystkie larwy, nie pozostawiając żywotnego potomstwa [22]. Wykazano, że szczep ten dość dobrze współzawodniczy z typem dzikim, przy zaledwie 5% zmniejszeniu przeżywalności, skróceniu średniej długości życia o 4 dni i (być może korzystnie) o jeden dzień wcześniejszym pojawieniu się w wieku dorosłym [23]. Drugi szczep RIDL to implementacja LFK, w której dorosłe samice umierają natychmiast z powodu niezdolności do latania, podczas gdy samce pozostają, aby rozmnażać transgen [24]. Szczepy RIDL są obecnie w fazie prób, a wczesne sukcesy odnotowano zarówno w badaniach wielkoklatkowych [25], jak i terenowych [26-28].

Powodzenie wdrożeń SIT zależy od łatwości krycia komarów dzikich i hodowanych masowo [29], chociaż doświadczenia z kampanii masowego chowu szkodników rolniczych, takich jak ślimak, wykazały, że w przypadku masowego chowu może nastąpić znaczna utrata konkurencyjności krycia. populacje [30]. Niektóre procesy sterylizacji komarów (np. napromienianie) mogą powodować zmniejszenie konkurencyjności godowej [31], ale techniki transgeniczne mogą generować linię sterylnych komarów bez utraty konkurencyjności godowej. Zostało to pokazane w Anopheles stephensi, Anopheles arabiensis, oraz Ae. egipcja w porównaniu z macierzystymi (nietransgenicznymi) koloniami laboratoryjnymi [32-34]. Jednak gdy hodowany w laboratorium transgeniczny Anopheles gambiae Porównywano komary w wielkoklatkowych próbach polowych z komarami zbieranymi dziko, rzeczywiście zauważono spadek konkurencyjności godowej, chociaż konkurencyjność była nadal lepsza niż osiągana i dopuszczona do stosowania w programach kontroli medfly [35]. Wzięcie pod uwagę konkurencyjności godowej komarów hodowanych na masową skalę transgeniczną jest zatem kolejnym ważnym czynnikiem, który należy wziąć pod uwagę przy planowaniu lub rozważaniu wdrożenia kampanii SIT, zwłaszcza przy określaniu wielkości uwalnianych komarów, które mogą wymagać zwiększenia, aby przeciwdziałać zmniejszonej konkurencyjności.

Dużo pracy nad komarem malarii, Jakiś. gambia, pozostaje do zrobienia. Są jednak wczesne i obiecujące sukcesy. Ostatnie prace nad komarami przenoszącymi endonukleazy zasiedlające (HEG) wykazały postęp [17,36].Różne implementacje endonukleaz zasiedlających działają poprzez selektywne niszczenie chromosomu X, zapobiegając potomstwu płci żeńskiej (implementacja EFK) lub genów istotnych dla samców i/lub samic. Dodatkowo Thailayil i in., [37], z powodzeniem zademonstrowali implementację EBS wykorzystującą RNAi do stłumienia produkcji plemników.

W tym rękopisie opisano pierwsze użycie modelowania agentowego do oceny czterech implementacji w celu kontroli Jakiś. gambia populacje poprzez uwalnianie transgenicznych samców komarów w różnych proporcjach uwalniania i współczynnikach konkurencyjności godowej. Praca ta uzupełnia wcześniejsze prace nad modelowaniem implementacji SIT, które podsumowano w Tabeli 1. Modelowanie oparte na agentach jest wykorzystywane do symulowania częstych uwolnień samców transgenicznych komarów homozygotycznych pod względem transgenu letalnego dla komórek. Transgen zabija wyłącznie zamierzone osobniki przez 100% czasu (tj. LFK nie zabija żadnych samców, zabija wszystkie kobiety i żadne wczesne larwy nie umierają). Wyniki dostarczają dodatkowych dowodów na to, że transgeniczne implementacje SIT mogą być z powodzeniem wykorzystywane do eliminacji Jakiś. gambia populacji wektorów i oszacować względny sukces różnych strategii wdrożeniowych.


Informacje o autorze

Autorzy ci wnieśli równy wkład: Xiaoying Zheng, Dongjing Zhang, Yongjun Li, Cui Yang, Yu Wu

Afiliacje

Kluczowe Laboratorium Kontroli Chorób Tropikalnych Ministerstwa Edukacji, Uniwersytet Sun Yat-sen–Michigan State University Joint Centre of Vector Control for Tropical Diseases, Zhongshan School of Medicine, Sun Yat-sen University, Guangzhou, Chiny

Xiaoying Zheng, Dongjing Zhang, Yongjun Li, Cui Yang, Yu Wu, Yongkang Liang, Linchao Hu, Qiang Sun, Jiajia Zhuang, Meichun Zhang, Zhongdao Wu i Zhiyong Xi

Insect Pest Control Laboratory, Joint FAO/MAEA Programme of Nuclear Techniques in Food and Agriculture, Vienna International Centre, Wiedeń, Austria

Dongjing Zhang, Andrew G. Parker, Jeremie R.L. Gilles, Kostas Bourtzis i Jérémy Bouyer

Guangzhou Wolbaki Biotech Co., Ltd, Guangzhou, Chiny

Yongjun Li, Cui Yang, Yongkang Liang, Xiaohua Wang, Yingyang Wei, Jian Zhu, Wei Qian, Julian Liu i Zhiyong Xi

Department of Microbiology and Molecular Genetics, Michigan State University, East Lansing, MI, USA

Xiao Liang, Xiaoling Pan, Qiang Sun, Luke Anthony Baton i Zhiyong Xi

Szkoła Medyczna, Hunan Normal University, Changsha, Chiny

Centrum Kontroli i Zapobiegania Chorobom w Kantonie, Kanton, Chiny

Ziqiang Yan, Zhigang Hu i Zhoubing Zhang

Wydział Matematyki, Michigan State University, East Lansing, MI, USA

Centrum Matematyki Stosowanej, College of Mathematics and Information Sciences, Guangzhou University, Guangzhou, Chiny

Department of Entomology, Nanjing Agricultural University, Nanjing, China

Jun-Tao Gong i Xiao-Yue Hong

Prowincjonalne Centrum Kontroli i Zapobiegania Chorobom w Guangdong, Guangzhou, Chiny

State Key Laboratory of Infectious Diseases Prevention and Control, Collaborative Innovation Center for Diagnosis and Treatment of Infectious Diseases, Narodowy Instytut Kontroli i Prewencji Chorób Zakaźnych, Chińskie Centrum Kontroli i Zapobiegania Chorobom, Pekin, Chiny

Instytut Badań Statystycznych Lingnan, Guangzhou University, Guangzhou, Chiny

Bio21 Institute, School of BioSciences, University of Melbourne, Melbourne, Victoria, Australia

Możesz również wyszukać tego autora w PubMed Google Scholar

Możesz również wyszukać tego autora w PubMed Google Scholar

Możesz również wyszukać tego autora w PubMed Google Scholar

Możesz również wyszukać tego autora w PubMed Google Scholar

Możesz również wyszukać tego autora w PubMed Google Scholar

Możesz również wyszukać tego autora w PubMed Google Scholar

Możesz również wyszukać tego autora w PubMed Google Scholar

Możesz również wyszukać tego autora w PubMed Google Scholar

Możesz również wyszukać tego autora w PubMed Google Scholar

Możesz również wyszukać tego autora w PubMed Google Scholar

Możesz również wyszukać tego autora w PubMed Google Scholar

Możesz również wyszukać tego autora w PubMed Google Scholar

Możesz również wyszukać tego autora w PubMed Google Scholar

Możesz również wyszukać tego autora w PubMed Google Scholar

Możesz również wyszukać tego autora w PubMed Google Scholar

Możesz również wyszukać tego autora w PubMed Google Scholar

Możesz również wyszukać tego autora w PubMed Google Scholar

Możesz również wyszukać tego autora w PubMed Google Scholar

Możesz również wyszukać tego autora w PubMed Google Scholar

Możesz również wyszukać tego autora w PubMed Google Scholar

Możesz również wyszukać tego autora w PubMed Google Scholar

Możesz również wyszukać tego autora w PubMed Google Scholar

Możesz również wyszukać tego autora w PubMed Google Scholar

Możesz również wyszukać tego autora w PubMed Google Scholar

Możesz również wyszukać tego autora w PubMed Google Scholar

Możesz również wyszukać tego autora w PubMed Google Scholar

Możesz również wyszukać tego autora w PubMed Google Scholar

Możesz również wyszukać tego autora w PubMed Google Scholar

Możesz również wyszukać tego autora w PubMed Google Scholar

Możesz również wyszukać tego autora w PubMed Google Scholar

Możesz również wyszukać tego autora w PubMed Google Scholar

Możesz również wyszukać tego autora w PubMed Google Scholar

Możesz również wyszukać tego autora w PubMed Google Scholar

Możesz również wyszukać tego autora w PubMed Google Scholar

Możesz również wyszukać tego autora w PubMed Google Scholar

Możesz również wyszukać tego autora w PubMed Google Scholar

Składki

Z.X., X.Z., D.Z., Y. Li, CY, Y. Wu, A.G.P., J.R.L.G., K.B., Z.W., L.A.B. i A.A.H. opracował koncepcję i metodykę D.Z. przeprowadzili napromienianie i test konkurencyjności samców Y. Liang i C.Y. przeprowadził tłumienie populacji i zastępowanie populacji w klatkach laboratoryjnych Y. Li i X.Z. przeprowadził test lądowania człowieka CY. przeprowadziła kontrolę jakości komarów Y. Li, Y. Wu, X.L. i XP przeprowadził testy kompetencji wektorów A.G.P zaprojektował naświetlacz rentgenowski D.Z., K.B. i J.R.L.G. przeprowadzili eksperyment tłumienia populacji w klatkach półpolowych X.Z., ZY., Y. Wu i J. Zhuang wykonali zaangażowanie społeczności X.L., X.P., Q.S., J.-T.G. i M.Z. przeprowadziła hodowlę komórkową, miareczkowanie wirusa i Wolbachia kwantyfikacja gęstości Z.Y., Zhigang Hu, Z.Z., L.L. i Q.L. zidentyfikował tereny B.Z., L.H. M.T. i J.Y. opracował model matematyczny i przeprowadził analizy przestrzenne X.W. a J. Zhu prowadzili masową hodowlę komarów Y. Wei i W.Q. przeprowadzili uwolnienie i obserwację terenową J. Zhu, W.Q., X.-Y.H., Zhiyong Hu i Z.W. wykonała koordynację dla projektu W.Q. uzyskała aprobaty regulacyjne na uwalnianie komarów J.L. wykonała krzyżówki komarów i konserwację linii komarów J.B. i Z.X. wykonała analizę opłacalności Z.X. zapewnił nadzór nad projektem i przyczynił się do wszystkich projektów eksperymentalnych, analizy i interpretacji danych Z.X., L.A.B., X.Z., D.Z., Y.L. i A.A.H. napisał rękopis. Wszyscy autorzy uczestniczyli w redakcji i ostatecznej akceptacji manuskryptu.

Autor do korespondencji


Metody

Oświadczenie etyczne

Etyka człowieka była poszukiwana przez CSIRO Social and Interdisciplinary Science Human Research and Ethics Committee (CSSHREC) i zatwierdzona w ramach projektu 026/16 pod nazwą „Rozwój technologii sterylnych owadów dla Aedes aegypti “. W ramach tej zgody wszyscy mieszkańcy obszarów zwolnionych dostarczyli pisemną zgodę dla naukowców na działanie na ich terenie i otrzymali arkusz informacyjny szczegółowo opisujący, jak, dlaczego, gdzie i kiedy badania miały być przeprowadzone oraz organy finansujące. Wszyscy mieszkańcy zostali poinformowani o zagrożeniach i korzyściach, w tym o możliwości wzrostu liczby komarów podczas wypuszczania samców. Aby usprawnić komunikację, właścicielom domów rozdano broszury, publikowano artykuły w lokalnych gazetach, stworzono stronę internetową z zapytaniami, a mieszkańców zaangażowano za pośrednictwem grupy doradczej projektu, w skład której wchodzili członkowie lokalnej społeczności.

Witryny badawcze

W North Queensland w Australii przeprowadzono sześć eksperymentów z odtworzeniem śladów w czasie dwóch okresów sezonowych, reprezentujących pory suche i mokre. Eksperymenty z oznaczeniem-uwolnienie-odzyskanie 1–3 (sezon 1) miały miejsce w późnej porze suchej, między 18 listopada a 13 grudnia 2016 r., natomiast eksperymenty MRR 4–6 (sezon 2) miały miejsce w porze deszczowej, między 7 a 27 lutego 2017 r. Miejsce badań w South Innisfail (17.5435°S, 146.0529°E) znajdowało się w obszarze mieszkalnym o powierzchni 0,18 km 2 na południowy wschód od Innisfail, wiejskiego miasteczka położonego przy głównej autostradzie 88 km na południe od Cairns. Witryna zawierała 95 lokali mieszkalnych, ograniczonych rzeką Johnson na zachodzie oraz trawiastymi boiskami sportowymi i lasem na wschodzie. W miejscu tym znajdowała się również szkoła podstawowa na północy i kilka małych budynków komercyjnych (ryc. 1). Region Innisfail jest jednym z najbardziej mokrych w Australii, ze średnią opadów 3547 mm rocznie, z tropikalnymi cyklonami występującymi przez całe lato i jesień [36]. Miejski krajobraz Innisfail jest niezwykły dla północnej Australii, a mieszkania w mieście to mieszanka Queenslander (zbudowana z drewna z blaszanymi dachami i zwykle podniesiona nad ziemię o 1,5-2 m) pojedyncza płyta pilśniowa, nowoczesna ceglana pojedyncza podłoga i Konstrukcje jednopoziomowe w stylu art deco. Wielkość bloku mieszkalnego wynosiła około 800 m 2 z prostym ogrodzeniem lub zielenią przypominającą żywopłot na granicach, z otwartą przestrzenią pod wzniesionymi budynkami przeznaczoną na magazyny, pralnie i tereny rekreacyjne. Drogi miały średnio 25 m szerokości (od ogrodzenia do ogrodzenia).

Mapy wskazują cechy krajobrazu, które obejmują obrazy przyrodnicze (1A) i użytkowanie gruntów (1B). Oznaczenie rodaminy B Aedes aegypti zostały uwolnione w jednym punkcie (niebieski trójkąt) i wielu punktach (fioletowe trójkąty) i ponownie przechwycone przy użyciu pułapek Biogents Sentinel (czerwone kółka). Zdjęcia warstwy podstawowej South Innisfail (1A) dostarczone przez State of Queensland [2018] na licencji [37] oraz mapa bazowa zagospodarowania terenu (1B) zdigitalizowana ręcznie [38].

Chów i wypuszczanie

Aedes aegypti kolonie zostały nowo utworzone z jaj typu dzikiego zebranych z wielu ovitrapów w Innisfail przed każdym okresem doświadczalnym. Kolonie komarów utrzymywano stosując standardowe laboratoryjne protokoły hodowli przy 28°C ± 1°C, 70% (± 10%) wilgotności względnej oraz 12:12 godzinny cykl świetlny i okres zmierzchu. F1 – generacja F3 typu dzikiego Ae. egipcja larwy wylęgły się z roztworu 0,2 g/l drożdży w wodzie, w którym pozostawiono je do żerowania przez 24 godziny. Pięćset larw w pierwszym i drugim stadium larwalnym odpipetowano do trzylitrowego wiadra do przybliżonej gęstości jednej larwy na 6 ml wody. Larwy w każdym wiadrze były karmione zmielonymi płatkami Tetramin Tropical Fish (Tetra, Niemcy) podawanymi w ilości 0,45 g w dniu 2, 0,8 g w dniu 5 i ponownie w dniu 6 w razie potrzeby. Dziesięć minut po tym, jak jedzenie opadło, wodę w wiadrze mieszano ruchem „na boki”, aby rozprowadzić płatki mielonej ryby. Samce poczwarki oddzielono za pomocą jednomililitrowej pipety z gruszką w zależności od wielkości, po 20 osobników umieszczonych w 300 ml styropianowych kubkach hodowlanych przykrytych siatką. Po wylęgu kubki sprawdzano wizualnie pod kątem obecności samic i jeśli zostały wykryte, usuwano je przez aspirację. Dorosłym samcom podawano 0,4% rodaminy B (waga do objętości) w roztworze składającym się ze 160 mg rodaminy B rozpuszczonej w 40 ml 25% roztworu miodu, zgodnie z metodami Johnsona i in. [31]. Samce trzymano w roztworze przez cztery dni, aby zapewnić odpowiednie oznaczenie płynu ustrojowego i nasiennego [31]. Samce były transportowane do miejsc badań dzień przed wypuszczeniem i wypuszczane w wieku pięciu dni.

Około 1250 samców zostało uwolnionych podczas każdego z sześciu eksperymentów MRR, z opóźnieniem od siedmiu do dziewięciu dni między uwolnieniami w celu osobnych schwytań. Zwolnienia miały miejsce o 6 rano w przypadku uwolnień dziennych dla MRR 1–5 i 19:00 w przypadku uwolnienia nocnego (MRR 6). Lokalizacja uwolnienia różniła się w zależności od projektu eksperymentu, z uwolnieniami punktowymi występującymi na południowym krańcu miejsca badania (MRR 1, 2 i 6, ryc. 1B). W przypadku wypuszczania wielopunktowego samce podzielono równomiernie i wypuszczono w pięciu punktach wzdłuż wschodniej strony głównej drogi (MRR 3 i 5 Rys. 1A). Mark-release-recapture 4 (MRR 4) było pojedynczym liniowym uwolnieniem samców z prototypowego urządzenia mechanicznego stosowanego w Crawford et al. [39], po wschodniej stronie drogi, z północy na południe (ryc. 1A).

Tablice pułapek i przechwyty

Badane stanowisko zawierało 83 pułapki Biogents Sentinel bez przynęt (BGS Biogents GmbH, Regensburg, Niemcy) ustawione w celu rozróżnienia cech krajobrazu, które miały wpływ na ruch samców przez bloki i bariery ruchowe, takie jak drogi (Ryc. 1). W tym celu ustawiono jedną pułapkę w pobliżu każdego wybranego mieszkania, jedną na podwórku i, w miarę możliwości, w pobliżu zalesionych terenów przylegających do osiedla. Dodatkowe pułapki zostały umieszczone w mieszkaniach po drugiej stronie drogi od miejsc uwolnienia, aby monitorować ruch przez znaną barierę rozpraszającą. W przypadku MRR 1 i 2 pułapki włączano po 24 godzinach, aby umożliwić mieszanie się oznaczonych samców z populacją dziką. W przypadku MRR 3–6 pułapki włączano dwie godziny po zwolnieniu.

Wszystkie pułapki serwisowano codziennie w każdym eksperymencie MRR, aż w próbce nie było zaznaczonych samców. Schwytany dorosły Ae. egipcja były przechowywane w

4°C do przeniesienia do laboratorium w celu identyfikacji, po czym zarówno samce, jak i samice poddano obróbce na obecność rodaminy B zgodnie z metodami Johnsona i in. [31]. Uznano, że samice zostały zapłodnione przez uwolnionego, zaznaczonego samca, jeśli rodaminę B zaobserwowano w kaletce, nasieniu lub obu. Uznano, że samice skojarzyły się z dzikim, nieoznaczonym samcem, jeśli plemniki, uwidocznione za pomocą barwienia DAPI, były obecne w kaletce, nasieniach lub w obu, przy braku rodaminy B.

Wyznaczanie parametrów biologicznych, analiza statystyczna i ramy dyspersyjne jądra

Dla wszystkich eksperymentów prawdopodobieństwo przeżycia dziennego (PDS) oszacowano na podstawie logarytmu regresji10 (x+1) liczba schwytanych samców w stosunku do dni od uwolnienia, gdzie antylog10 nachylenia regresji był PDS [40]. ALE obliczono z PDS jako 1/-logmiPDS [41]. Do oszacowania liczebności populacji zastosowano Indeks Lincolna Petersona z modyfikatorem Chapmana [42]. Gdzie jest wielkość populacji, n1 to liczba oznaczonych zwierząt wypuszczonych do populacji, n2 całkowita liczba schwytanych osobników (oznaczonych i nieoznaczonych), oraz m2 łączna liczba oznaczonych osobników schwytanych:

Aby uwzględnić założenie, że oznakowane owady są całkowicie wymieszane w lokalnej populacji, do analizy wybrano tylko samce z bloku uwalniania i z uwolnień wielopunktowych (MRR 3 i 5) lub z uwolnień liniowych (MRR 4). Aby uwzględnić niską przeżywalność uwolnionych Ae. egipcja samce, w każdym eksperymencie wybrano tylko zaznaczone samce schwytane dni przed ALE (w zaokrągleniu do najbliższej liczby całkowitej) [42]. Z wystarczającą pewnością spełniono pozostałe założenia LPI [8], które obejmują: 1) oznaczenie nie powinno oddziaływać na owady, 2) pobieranie próbek jest losowe w odniesieniu do oznakowanych owadów, 3) próbki mierzone są w dyskretnych odstępach czasu w stosunku do sumy czas, oraz 4) na ludność nie ma nadmiernego wpływu imigracji lub emigracji w okresie studiów.

Tradycyjne metody MDT zostały obliczone przy użyciu metod Lillie i in. [29] oraz Morris i in. [28], w których pierścienie są rysowane wokół punktu uwolnienia w celu oszacowania odległości rozproszenia: a następnie stosuje się współczynnik korygujący (CF) w celu dostosowania do nierównego pułapkowania gęstości gdzie:

Zasięg lotu (FR) męskiego ruchu oszacowano na podstawie liniowej regresji skumulowanych ER dla każdego pierścienia (oś x) na logu10 (oś y) jako wartość osi y przy 50% (FR50) i 90% (FR90), największej wartości osi x [13]. Wprowadzamy pojęcie średniej odległości inseminacji (MID) poprzez modyfikację powyższych metod Lillie i in. [29] oraz Morris i in. [28] poprzez oszacowanie średniej odległości, na której inseminowane samice rodaminą B były chwytane w każdym eksperymencie.

Następnie porównaliśmy tradycyjne szacunki MDT z ewoluującą przestrzennie i czasowo strukturą jądra izotropowego (STEIK) opracowaną przez Trewina i in. [19]. Struktura STEIK wykorzystuje izotropowy model dyfuzji Gaussa z jądrami zdefiniowanymi jako zmieniająca się w czasie funkcja gęstości prawdopodobieństwa (PDF) w przestrzeni dwuwymiarowej [19]. Tutaj prawdopodobieństwo uwięzienia komara na jednostkę powierzchni jest funkcją odległości od miejsca uwolnienia i czasu od uwolnienia [19]. Uwolnienia wielopunktowe traktują intensywność pułapkowania w każdym miejscu jako skończoną mieszankę ziaren dyspersji z każdego punktu uwolnienia, więc nieznana utajona zmienna lokalizacji uwolnienia dla każdego uwięzionego komara została zintegrowana z funkcji gęstości prawdopodobieństwa użytej do równania prawdopodobieństwa . W przypadku wypuszczania wielopunktowego podzieliliśmy całkowitą liczbę wypuszczonych komarów równo pomiędzy punkty wypuszczenia. W przypadku szacunków STEIK 50% i 90% FR, kwartyle symulowanych rozkładów jądra obliczono na podstawie oszacowań parametrów dotyczących średniego czasu życia i odchylenia standardowego jądra izotropowego dla każdego eksperymentu. Aby ułatwić eksperymentatorom korzystanie z naszego frameworka STEIK, zapisaliśmy dane dotyczące samców i kod R na https://github.com/dpagendam/MRRk [43] oraz w zbiorach oprogramowania CSIRO na licencji Open Source Software [44] . Surowe dane dotyczące komarów i pułapek są dostępne w CSIRO Data Collections na licencji Creative Commons 4.0 [45].

Konkurencyjność godową oszacowano za pomocą metod Reisena i in. [46] gdzie konkurencyjność krycia (C) obliczono z liczby nieoznaczonych samców wśród wszystkich samców (w) oraz liczby nieoznaczonych samców spośród wszystkich ustalonych kryć (f) gdzie:

Zmienność i test istotności między eksperymentami przeprowadzono za pomocą testu chi-kwadrat według Grovera i in. [47]. Aby zbadać różnice w dziennej proporcji inseminowanych rodaminą B samic z całkowitą liczbą pokrytych samic między sezonami, zastosowaliśmy model mieszanych efektów, model regresji logistycznej z rozkładem dwumianowym i funkcją logit link. Stałe efekty obejmowały sezon i typ wydania (wielopunktowy vs punktowy) z losowym efektem numeru eksperymentu. Te same ramy modelowe zastosowano do zbadania różnic w całkowitej dziennej proporcji pokrytych samic (zarówno rodaminy B, jak i pokrytych dziko) między porami roku oraz dziennej proporcji pokrytych samic typu dzikiego z całkowitą liczbą schwytanych samic. Do wyboru najbardziej oszczędnego modelu zastosowano kryterium informacyjne Akaike (AIC).Iloraz szans (OR) obliczono dla współczynników wykazujących istotne różnice w proporcjach. Pakiet R „glmmTMB” [48] został wykorzystany do wszystkich modeli z efektami mieszanymi, pakiety „DHARMa” [49] do diagnostyki modeli, a „ggplot2” [50] do wizualizacji. Aby szukać kolinearności w predyktorach, zbadano korelacje za pomocą pakietu R „corrplot” [51]. Do porównania podobieństw między kierunkiem wiatru a męskim kątem odbicia zastosowano test sumy rang Wall-Raffa odległości kątowej od pakietu R „okrągły” [52]. Aby porównać, czy rodamina B i dzikie samce i dzika samica Ae. egipcja były bardziej narażone na schwytanie przez pułapki BGS w określonych lokalizacjach (dom, podwórko lub las), zastosowaliśmy analizę tabel kontyngencji z ilorazami szans obliczonymi za pomocą pakietu R „epitools” [53]. Wszystkie analizy wykonano przy użyciu wersji R 3.5.3 [54]. Wszystkie mapy krajobrazowe zostały zdigitalizowane poprzez nakreślenie elementów krajobrazu (domy, drogi, bloki, rzeka) w Google Earth [55] i zmodyfikowane w ArcGIS Desktop [56] i dostarczone jako plik warstwowy [38]. Jądra dwuwymiarowe wyprowadzano jako obrazy z funkcji gęstości R, gdzie średnia była równa zeru, a rozrzut równy odchyleniu standardowemu jądra zależnemu od czasu. Jądra zostały następnie nałożone na mapy w celu skalowania w standardowym oprogramowaniu do edycji obrazu.


Inwazyjne muszki owocowe

Badanie przyciągania organizmów niedocelowych do atraktantów żeńskich muszek owocowych i przynęt męskich na Hawajach.

Luc Leblanc, Daniel Rubinoff i Mike San-Jose

&emsp&emspGłównym celem tego projektu była ocena zagrożeń środowiskowych związanych ze stosowaniem atraktantów muszki owocowej (Tephritidae) do ich kontroli lub zwalczania w środowisku hawajskim. Bardziej szczegółowo skoncentrowano się na wykorzystaniu przynęt męskich (cue-lure, metyloeugenol) i żeńskich syntetycznych atraktorów spożywczych (BioLure, drożdże toruli i solulys).

Witryny badawcze

&emsp&emspPułapki z przynętami żeńskimi i przynętami męskimi zostały ustawione w rodzimych, mieszanych lasach rodzimych i nierodzimych, na polach uprawnych, sadach i na obszarach mieszkalnych. Pułapki utrzymywano przez 10-24 tygodnie i opróżniano co tydzień w 35 miejscach na Hawajach (2005) (Rysunek 1) i 46 miejscach na Maui (2006) (Rysunek 2). Połowy w pułapkach porównano z połowami z pułapek kontrolnych bez przynęty. Na Hawajach 9 stanowisk utworzyło 20-kilometrowy transekt wzdłuż autostrady Stainback (138-1045 m n.p.m.), 15 stanowisk utrzymywano w 35-kilometrowym transekcie wzdłuż Saddle Road (439-2.012 m), 6 stanowisk znajdowało się wzdłuż Górny szlak rowów Hamakua w wilgotnym rodzimym lesie (rezerwat leśny North Kohala) (906-1019 m), a 5 miejsc znajdowało się w społeczności rolniczej Waimea (744-872 m). Na Maui utrzymywaliśmy 14 zestawów pułapek w 9 miejscach w społeczności rolniczej Kula (517-1138 m), głównie w sadach persymonowych i kawowych oraz przyległych do nich nierodzimych lasach, oraz 37 miejsc w głównie endemicznych lasach na północnym zboczu Góra Haleakala (1184-1583 m) w rezerwatach Makawao, Waikamoi i Koolau Forest.

Zdj. 1: Miejsca odłowu na Hawajach

Zdj. 2: Miejsca łapania na wyspie Maui

Przyciąganie do męskich przynęt

&emsp&emspPrzynęty na samce w połączeniu z insektycydami są powszechnie używane w pułapkach do monitorowania samców Baktrocera populacje muszek owocowych i wykrywanie wtargnięcia gatunków egzotycznych. Stanowią również potężne narzędzie do tłumienia i zwalczania muszek owocowych poprzez unicestwienie samców. Stosowanie na dużą skalę przynęt męskich do kontroli i zwalczania wzbudziło zaniepokojenie możliwym wpływem niedocelowym na owady inne niż muszki owocowe, szczególnie pożyteczne gatunki i liczne endemiczne owady hawajskie.

&emsp&emspPoprzednie próby na Hawajach scharakteryzowania zakresu niecelowych przynęt przyciąganych przez samce, poprzez porównanie schwytanych w pułapki na przynętę z pułapkami bez przynęty kontrolnej, zaowocowały imponującą listą 36 gatunków owadów w 16 rodzinach muchówek, Coleoptera, Hemiptera i Hymenoptera , zakłada się, że jest przyciągany do metyloeugenolu. Wśród nich było 11 gatunków endemicznych hawajskich Drosophilidae (ryc. 3 do 7), bardzo zróżnicowanej grupy z 559 opisanymi gatunkami, z których 12 uznano za zagrożone przez US Fish and Wildlife. Jednak co najmniej 26 z tych rzekomo przyciągających przynęty gatunków to padlinożercy, a autorzy ostrzegają, że niektóre z nich mogły być w rzeczywistości wtórnie przyciągane przez rozkładające się muszki owocowe, których nie można wykluczyć z wejścia w pułapki na samce.

Rys. 3 Rys. 4 Rys. 5 Rys. 6 Rys. 7
Ryciny 3 do 7: Różni przedstawiciele endemicznych hawajskich Drosophilidae

&emsp&emspNasze badanie miało na celu dalsze zbadanie efektów niedocelowych wabików samców poprzez staranne rozróżnienie między rzeczywistym atrakcją dla samców a wtórną atrakcją dla rozkładających się owadów. Wyłapywanie prowadzono w szerokim zakresie środowisk, w tym nienaruszonych lasach rodzimych, mieszanych lasach rodzimych/inwazyjnych, lasach inwazyjnych, obszarach rolniczych i mieszkalnych.

&emsp&emsp Pułapki wiaderkowe wykonane z kubków do picia i wypełnione przynętą cue-lure lub metyloeugenolem (ME) (zatyczki do przynęt Scenty) były konserwowane i opróżniane co tydzień we wszystkich miejscach pułapek na Hawajach i wyspach Maui. Aby kontrolować możliwość przyciągania martwych owadów, we wszystkich miejscach, z wyjątkiem endemicznego lasu Maui, utrzymywano pułapki wiaderkowe sztucznie przynętą z rozkładającymi się orientalnymi muszkami owocowymi. We wszystkich miejscach utrzymywano również pułapki wiaderkowe bez przynęty, aby kontrolować przypadkowe wchodzenie owadów do pułapek. Do wszystkich pułapek do zabicia i ochrony uwięzionych owadów dołączono taśmę parową i 20% roztwór glikolu propylenowego. Oprócz pułapek kubełkowych utrzymywano pułapki MultiLure naładowane 3-składnikowym atraktantem pokarmowym BioLure oraz, w lesie Maui, pułapki kubełkowe na przynętę ze sfermentowanego grzyba, aby upewnić się, że pozorny brak przyciągania przynęt samców nie jest spowodowany brakiem potencjalnych gatunków niedocelowych w miejscach odłowu.

&emsp&emspPułapki z przynętami samców i gnijącymi muchami schwytały 401 rozpoznanych gatunków stawonogów, w 17 rzędach i 93 rodzinach, zdominowanych przez Diptera (94,9% wszystkich złowionych, 248 gatunków), głównie w rodzinach Drosophilidae, Phoridae i Milichiidae.

&emsp&emspCue-lure nie przyciągała znacząco żadnych owadów niebędących celem, a muchy melonowe zwykle nie były wystarczająco liczne w pułapkach, aby powodować wtórne przyciąganie padlinożerców. Wyniki te są w pełni zgodne z wnioskami z poprzednich badań.

&emsp&emspSiedem gatunków niedocelowych w pięciu rzędach owadów było znacząco przyciąganych przez pułapki z przynętą ME, niezależnie od obecności lub nieobecności gnijących muszek owocówek. Pięć z nich jest ściśle związanych z kwiatami żywiącymi się pyłkiem lub nektarem. Pszczoły (Apis mellifera L.) (Apidae) i mucha kwiatowa Allografta obliqua (Say) (Syrphidae) były wabione w raczej niewielkich ilościach (0,04-0,09 na pułapkę dziennie). Przyciąganie pszczół miodnych do ME na Hawajach zostało wcześniej udokumentowane w literaturze, a storczyki (Apidae: Euglossinae) są podobnie przyciągane do ME w Ameryce Południowej. Dwa endemiczne gatunki ćmy Crambid [Mestolobes minuscula (Kamerdyner) (Rysunek 8) i Ortohomecyna exigua (Butler) (Ryc. 9)] również przyciągał ME w sadach Kula (Maui). Chociaż endemiczne, te dwa gatunki są powszechne na Maui w nierodzimych siedliskach na niższych wysokościach. Wprowadzony chrząszcz sap Carpophilus marginellus Motscha. (Nitidulidae), częsty gość kwiatów, który przyczynia się do zapylania drzew owocowych w Japonii, przyciąga gnijące muszki owocowe, ale także ME w pułapkach. Atrakcyjność owadów kwiatowych nie jest niespodzianką, ponieważ ME lub niektóre z pokrewnych związków zostały wykryte w kwiatach różnych rodzin roślin.

&emsp&emspMimo że nasze pułapki schwytały ograniczoną liczbę zielonych sikaków (Chrysopidae), wcześniej zgłaszano, że przyciągają je ME na Hawajach, Filipinach i Tajwanie. Dorosłe chryzopidy, w zależności od gatunku, żywią się żywymi owadami lub pyłkiem kwiatowym oraz nektarem i spadzią Hemiptera. Co najmniej dwa z trzech gatunków przyciąganych przez ME to rośliny kwiatowe, co silnie sugeruje pociąg do ME jako emulację związków kwiatowych, dodatkowo wspierany przez pociąg sikający do naturalnego związku zapachowego kwiatów eugenolu w malezyjskim lesie deszczowym.

&emsp&emspBłąd endemicznej rośliny Orthotylus coprosmae Polhemus (Hemiptera: Miridae) (ryc. 10) jest przyciągany do ME w endemicznych lasach Maui, zgodnie z wcześniejszymi zapisami dotyczącymi przyciągania ME dla trzech innych endemicznych miridów na Kauai. Co najmniej jeden z tych żywi się rośliną żywicielską, o której wiadomo, że zawiera ME. Podobna zależność roślinnego kairomonu może również wyjaśniać opublikowane zapisy dotyczące endemicznego przyciągania chrząszczy anobiidae do pułapek ME na Kauai.

&emsp&emspMetyloeugenol przyciąga samice endemicznego komara Bradysia setigera (Hardy) (Sciaridae) (ryc. 11). Samce konspecyficzne i inne pospolite sciaridy nie są przyciągane. W tym przypadku prawdopodobnie działa raczej jako analog feromonów niż kairomon.

Rys. 8 Rys. 9 Rys. 10 Rys. 11
Ryciny od 8 do 11: Endemiczne hawajskie owady niebędące przedmiotem zwalczania przyciągane przez metyloeugenol

&emsp&emspCo najmniej 56 gatunków z 21 rodzin Diptera, Hymenoptera i Coleoptera było bardziej skłonnych do gnijących muszek owocowych niż samców. Były obfite w pułapki z rozkładającymi się muchami i zostały zebrane w pułapki ME tylko wtedy, gdy zgromadziło się wystarczająco dużo martwych uwięzionych much. Wykazaliśmy, że 8 z 36 gatunków, które wcześniej zgłoszono jako zwabione do ME, w rzeczywistości przyciągają martwe muchy i że większość innych gatunków należała do rodzin, które przyciągały gnijące muchy, a nie ME, najczęściej Drosophilidae, Phoridae, Chloropidae, Lonchaeidae, Milichiidae , Neriidae, Otitidae, Psychodidae, Sphaeroceridae, Calliphoridae, Muscidae i Sarcophagidae. Większość gatunków w tych rodzinach to rzeczywiście padlinożercy. Oprócz przyciągania przez ME C. marginellus, inne endemiczne i wprowadzone Nitidulidae przyciągały jedynie rozkładające się muchy.

&emsp&emspDrosophilidae były najliczniejszymi i najróżniejszymi osobnikami nie będącymi celem, których przyciągały gnijące muchy we wszystkich miejscach. Nasze wyniki potwierdzają lub silnie wspierają, że większość lub wszystkie z 11 endemicznych i 5 wprowadzonych drozofilidów opisanych w literaturze jako przyciągane przez ME były w rzeczywistości przyciągane przez martwe muchy. Prawie połowa (143 z 306) drosofilidów spodziewanych w miejscach odłowu została zebrana za pomocą pułapek na przynęty BioLure i na grzyby, ale nie za pomocą pułapek na przynęty męskie. Uzyskano bezcenne dane na temat rozmieszczenia drozofilidów w endemicznych i zaburzonych ekosystemach na Hawajach. Jest to nieprzewidziana dodatkowa korzyść z tego projektu badawczego, na której koncentruje się publikacja, która wkrótce zostanie przesłana do czasopisma poświęconego ochronie bezkręgowców. Pachnące liście Cheirodendron trigynum (Gaud.) Heller (Araliaceae), najczęstszy gatunek larwalny żywicieli endemicznych drosofilidów, wykazano poprzez analizę mikroekstrakcji w fazie stałej (SPME), że nie zawiera ME.

&emsp&emspKilka gatunków drapieżników i parazytoidów przyciągnęły rozkładające się muchy. Prawie wszystkie są związane z gnijącą materią (Staphylinidae) lub parazytoidami much domowych (Encyrtidae, Braconidae, Pteromalidae).

&emsp&emsp Podane są sugestie ostrożnościowe, aby zminimalizować niepożądany niedocelowy wpływ stosowania ME do kontroli lub zwalczania owadów związanych z kwiatami, endemicznych owadów roślinnych, ziemiórek i owadów padlinożernych. W naszym badaniu owady kwiatowe były przyciągane w niewielkiej liczbie (0,03-0,15 na pułapkę dziennie), co jest zgodne z wcześniej opublikowanymi danymi, co sugeruje, że przyciąganie prawdopodobnie będzie miało niewielki zasięg i można je dodatkowo zminimalizować, jeśli zawieszona jest pułapka ME lub dozownik do drzewa, które przeszło fazę kwitnienia. Potwierdziły to znacznie mniejsze odłowy pszczół miodnych i ciem w niekwitnących persymonach niż w sąsiadujących kwitnących kawowcach w Kula. Porównanie odłowów endemicznych owadów saprofagicznych w gnijących muchach i pułapkach BioLure w sadach i podwórkach, lasach rodzimych i lasach ekotonowych sąsiadujących (<100 m) z lasami rodzimymi pokazuje, że bardzo niewielka liczba kilku gatunków endemicznych jest łapana na stanowiskach nierodzimych .

Zdj. 12: Endemiczne żyworodne muchy hawajskie (Dyskrytomia)

&emsp&emspNie dotyczy to lasów endemicznych i przyległych ekotonów, gdzie występuje duża różnorodność endemicznych drozofilów i kaliforydów (larwiorodnych Dyskrytomia) (Rysunek 12) są uwięzione. Na podstawie badań zasięgu rozprzestrzeniania się 14 powszechnych północnoamerykańskich gatunków Drosophilid przez Donalda McInnisa (USDA-ARS), którzy oszacowali ich maksymalną odległość rozprzestrzeniania się na maksymalnie 300 metrów, doszliśmy do wniosku, że użycie pułapek co najmniej 300 metrów od rodzimego lasu zminimalizuje możliwe efekty niedocelowe, jeśli martwe muchy docelowe gromadzą się w pułapkach.

Przyciąganie do BioLure

&emsp&emspPrzynęta na suchą karmę BioLure w pułapce MultiLure (Rysunek 13) została opracowana jako alternatywa dla tradycyjnie stosowanych przynęt na płynne białko w szklanych pułapkach McPhail (Rysunek 14) poprzez identyfikację i wykorzystanie poszczególnych substancji lotnych z bakteryjnego rozkładu hydrolizatu białka, które były najbardziej atrakcyjne dla muszek owocowych. Zastosowany w naszym badaniu 3-składnikowy BioLure składa się z octanu amonu, chlorowodorku trimetyloaminy i putrescyny. Chociaż pierwotnie opracowany jako narzędzie do monitorowania, BioLure stał się powszechnym narzędziem do kontrolowania śródziemnomorskiej muszki owocowej [Ceratitis capitata (Wiedemann)], poprzez masowe wyłapywanie, w sadach drzew owocowych w Hiszpanii i Izraelu. Na Hawajach jest używany w połączeniu z aerozolami z przynętą białkową do tłumienia C. capitata w sadach Maui.

&emsp&emsp Niedocelowa atrakcyjność BioLure, głównie saprofagicznej muchówki, została opisana w literaturze, ale nie była badana systematycznie w różnych siedliskach. Zbadaliśmy zatem atrakcyjność BioLure przez osoby niebędące celem w wielu siedliskach endemicznych i rolniczych na Hawajach, porównaliśmy atrakcyjność poszczególnych składników BioLure przez osoby nie docelowe i ustaliliśmy, czy pominięcie składnika putrescyny skutkuje zmniejszeniem połowów niedocelowych bez ograniczania wychwytywania celu C. capitata.

Pułapki &emsp&emspMultiLure z przynętą 3-składnikową BioLure, jak również kontrolki bez przynęty, były utrzymywane w sposób ciągły lub z przerwami w lasach endemicznych, w każdym miejscu pułapki na Hawajach i wyspach Maui. Do każdej pułapki dodano roztwór 20% glikolu propylenowego w celu zachowania i ułatwienia identyfikacji schwytanych owadów. Zawartość pułapki była opróżniana co tydzień. Pułapki te służyły podwójnemu celowi: scharakteryzowania atrakcyjności niecelów przez BioLure i potwierdzenia obecności niecelowych pułapek, które mogą być potencjalnie zwabione przez pułapki na samce, które również znajdują się w każdym miejscu. Dodatkowo wybrano trzy miejsca, jedno w lasach endemicznych i dwa w sadach, w celu zbadania muszki owocowej i niedocelowego przyciągania oddzielonych poszczególnych składników BioLure. W każdym miejscu w Kula (Maui) utrzymywano również trzecią pułapkę, składającą się tylko z dwóch składników, w celu ustalenia, czy pominięcie składnika putrescyny skutkuje zmniejszeniem wychwytywania niedocelowego bez negatywnego wpływu na wychwytywanie C. capitata.

&emsp&emspPowidzenia w pułapkach BioLure były liczebnie zdominowane przez muchówki (94,3%). W endemicznych próbach siedlisk leśnych dominowały endemiczne i introdukowane Drosophilidae oraz endemiczne Calliphoridae, podczas gdy większość schwytanych osobników niebędących gatunkami docelowymi na stanowiskach nierodzimych stanowiły gatunki introdukowane. Większość gatunków niedocelowych należała do rodzin, których larwy są padlinożercami na rozkładającym się materiale roślinnym lub zwierzęcym (Drosophilidae, Chloropidae, Lonchaeidae, Neriidae, Otitidae, Phoridae, Anthomyiidae, Calliphoridae, Muscidae, Sarcophagidae i Nitidulidae). Te same rodziny i gatunki były również silnie przyciągane do wiaderkowych pułapek z gnijącymi muszkami owocowymi.

&emsp&emspBioLure przyciągnął kilka pożytecznych drapieżników lub parazytoidów, z wyjątkiem kilku parazytoidów much domowych i umiarkowanej liczby muchówek. Zapylacze nie były przyciągane do BioLure. Chociaż przyciągnął bardzo niewiele sikaków zielonych (Chrysopidae), istnieją dowody w literaturze, że hydrolizat białka i BioLure mogą przyciągać gatunki żywiące się pyłkiem i nektarem.

&emsp&emspPorównanie przyciągania do składników w osobnych pułapkach i trzech składników razem w pułapce w losowym układzie bloków wykazało, że octan amonu lub, w mniejszym stopniu, putrescyna, są głównymi składnikami atrakcyjnymi dla osobników niebędących przedmiotem zwalczania, w zależności od gatunku. Wykazano również, podobnie jak w przypadku docelowych muszek owocowych, że te trzy składniki działają w synergii, przyciągając do siebie większą liczbę osobników niedocelowych niż w trzech pułapkach z przynętą oddzielnymi składnikami.

&emsp&emspEliminacja składnika putrescyny z pułapek BioLure spowodowała znaczną redukcję wychwytywania pięciu gatunków niedocelowych i ogólną redukcję liczby zwabionych niedocelowych osobników o 20%, bez redukcji celu C. capitata przechwytuje. Dlatego mogę być pominięty w BioLure, gdy jest używany do monitorowania lub kontroli śródziemnomorskich muszek owocowych na Hawajach.

Publikacje

&emsp&emspLeblanc, L., Rubinoff, D. i RI Vargas. 2009. Przyciąganie gatunków niedocelowych do muszek owocowych (Diptera: Tephritidae) wabiących samce i gnijących muszek owocowych na Hawajach. Otaczać. Entomol. 38: 1446-1461.

&emsp&emspLeblanc, L., O&rsquoGrady, PM, Rubinoff, D. i S.L. Montgomery. 2009. Nowy imigrant Drosophilidae na Hawajach oraz lista kontrolna uznanych gatunków imigrantów. Postępowanie Hawajskiego Towarzystwa Entomologicznego. 41:121-127.

&emsp&emspLeblanc, L., Vargas, R.I. i D. Rubinoff. 2010. Atrakcja Ceratitis capitata (Diptera: Tephritidae) oraz endemiczne i wprowadzone owady niedocelowe do przynęty BioLure i jej poszczególnych składników na Hawajach. Otaczać. Entomol. W PRASIE.

&emsp&emspLeblanc, L., Vargas, R.I. i D. Rubinoff. 2010. Porównanie atrakcyjności innych niż docelowe z przynętami BioLure i płynnymi białkiem pokarmowym na Hawajach. W PRZYGOTOWANIU.

&emsp&emspVargas, R.I., Shelly, T.E., Leblanc, L. i J.C. Piñero. 2010. Ostatnie postępy w technologiach eugenolu metylowego i cue-lure do wykrywania, monitorowania i kontroli muszek owocowych. Witaminy i hormony. Sekcja: Feromony, cz. 83. Prasa akademicka. ZŁOŻONY.

Istnieją cztery gatunki szkodników muszek owocowych (Tephritidae) na Hawajach. Wszystkie są inwazyjne, a większość z nich pochodzi z tropikalnej Azji.
Więcej informacji na temat różnorodności muszek owocowych i zarządzania nimi można znaleźć na stronie internetowej Pacific Fruit Fly oraz na stronie Hawaii Area-Wide Fruit Fly Pest management Program.

Melon Fly (Bactrocera dyniowate) był pierwszym szkodnikiem muszką owocową wykrytym na Hawajach w 1895 roku. Jego larwy rozmnażają się na uprawnych i dzikich Cucurbitaceae oraz na papai.

śródziemnomorska muszka owocowa (Ceratitis capitata) jest dominującym polifagicznym szkodnikiem owoców od czasu jego odkrycia w 1907 r. do wprowadzenia wschodniej muszki owocowej.

Orientalna Mucha Owocowa (Bactrocera dorsalis) został wykryty na Hawajach w 1945 roku i stał się głównym szkodnikiem owoców jadalnych i dzikich na Hawajach.Po wprowadzeniu wyparła muchę śródziemnomorską, stając się gatunkiem dominującym, ograniczając atakowanie przez muchę śródziemnomorską kawy i owoców na wyższych wysokościach.

Malezyjska muszka owocowa (Latifrony Bactrocera) jest najnowszym migrantem, znanym na Hawajach od 1983 r. Jego żywiciele są ograniczone do uprawnych i dzikich roślin psiankowatych. Nie jest poważnym szkodnikiem upraw.

Zdjęcia dzięki uprzejmości Jari Sugano (University of Hawai'i at Manoa)


Wspólny program FAO/MAEA – NAFA

Powrót do góry

Tsetse leci

&byk Wytyczne dotyczące pobierania, przetwarzania i kontroli jakości krwi dla owadów hodowlanych Tsetse, wersja 2.0 [pdf]. Wiedeń, Austria (2019)[.pdf]. Ten dokument jest przeznaczony do użytku w laboratoriach i instytucjach utrzymujących kolonie much tse-tse. Opisuje procedury pobierania krwi zwierzęcej w rzeźni, odkażania za pomocą promieniowania jonizującego, konserwacji i przechowywania, zapewnienia kontroli jakości i przetwarzania krwi na paszę do karmienia much tse-tse.
&byk Standardowe procedury operacyjne do wykrywania i identyfikacji gatunków trypanosomów u much Tsetse wersja 1.0 [.pdf]. Podręcznik zapewnia łatwy w użyciu przepływ pracy, który łączy kilka różnych metod opartych na PCR, które można zastosować do wykrywania i identyfikacji trypanosomów u schwytanych w terenie much tse-tse i/lub próbek krwi gospodarza pobranych od zwierząt gospodarskich i dzikich.
&byk Standardowe procedury operacyjne identyfikacji gatunków Tsetse z dzikich populacji i kolonii laboratoryjnych [pdf]. Niniejszy dokument dostarcza przydatnych informacji do prawidłowej identyfikacji okazów dziewięciu gatunków/podgatunków much tse-tse pochodzących z kolekcji terenowych lub kolonii laboratoryjnych przy użyciu technik molekularnych. Wiedeń, Austria (październik 2018).
&byk Wytyczne dotyczące opakowań sterylnych poczwarek męskich dojrzałych Tsetse do wysyłki na duże odległości [pdf]. Sekcja Kontroli Szkodników Owadów Wspólnego Centrum FAO/MAEA, Międzynarodowa Agencja Energii Atomowej. Wiedeń, Austria (maj 2017).
&byk Podręcznik standardowej procedury operacyjnej dla sterylnego uwalniania Tsetse. Ten podręcznik opisuje standardowe procedury związane z przygotowaniem much tse-tse hodowanych w zakładzie hodowlanym do wypuszczenia w teren dla techniki sterylnych owadów (SIT). Sekcja Kontroli Szkodników Owadów Wspólnego Centrum FAO/MAEA, Międzynarodowa Agencja Energii Atomowej. Wiedeń, Austria (listopad 2016).
&byk Standardowe procedury operacyjne do wykrywania i zarządzania Glossina pallidipes Wirus przerostu gruczołów ślinowych (GpSGHV) w „fabrykach” muchy Tsetse [pdf]. Wiedeń, Austria (2015).
&byk Zbieranie entomologicznych danych podstawowych dla programów zintegrowanego zwalczania szkodników na całym obszarze Tsetse [pdf]. Wytyczne FAO w zakresie zdrowia zwierząt i zdrowia oraz Wspólny Program Technik Jądrowych w Żywności i Rolnictwie FAO/MAEA. FAO, Roma, Włochy (2008). ISBN 978-92-5-106158-9.
&byk Standardowe procedury operacyjne dla masowego chowu much Tsetse [pdf]. Wspólny Program Technik Jądrowych w Wyżywieniu i Rolnictwie FAO/MAEA. MAEA, Wiedeń, Austria (2006).
&byk Integracja techniki sterylnych owadów jako kluczowego elementu interwencji na całym obszarze Tsetse i trypanosomatozy [pdf]. Seria Techniczno-Naukowa PAAT. FAO Rolnictwo i Ochrona Konsumentów. FAO, Roma, Włochy (2001). ISBN 92-5-104646-8.
&byk Przewodnik terenowy dotyczący diagnostyki, leczenia i zapobiegania trypanosomozy zwierząt afrykańskich [pdf]. Organizacja Narodów Zjednoczonych ds. Wyżywienia i Rolnictwa. FAO, Rzym, Włochy (1998). ISBN 92-5-104238-1.

Powrót do góry

Ćmy

&byk Hodowla widłaka do techniki owadów sterylnych [pdf]. FAO Plant Production and Protection and Joint FAO/MAEA Programme of Nuclear Techniques in Food and Agriculture, FAO, Roma, Italy (2010). ISBN 978-92-5-106548-8.
&byk Cactoblastis cactorum. Biologia, historia, zagrożenia, nadzór i kontrola ćmy kaktusowej [pdf]. Wspólny Program Technik Jądrowych w Wyżywieniu i Rolnictwie FAO/MAEA. MAEA, Wiedeń, Austria (2007).

Powrót do góry

Ślimak

&byk Podręcznik kontroli muchy ślimaka Cochliomyia hominivorax, Coquerel [pdf]. Organizacja Narodów Zjednoczonych ds. Wyżywienia i Rolnictwa. FAO, Rzym (1990).
&byk Manuel de Lutte Contre la Lucilie Bouchére Cochliomyia hominivorax, Coquerel [pdf]. Organizacja Narodów Zjednoczonych ds. Wyżywienia i Rolnictwa. FAO, Rzym (1990).

Powrót do góry

Komary

&byk Wytyczne dotyczące napromieniania poczwarek komarów w programach sterylnej techniki owadów [pdf]. Niniejsza publikacja ma stanowić wskazówki dotyczące napromieniania stadium poczwarki Aedes aegypti, Aedes albopictus oraz Anopheles arabiensis, na potrzeby rutynowych badań biologicznych skutków narażenia na promieniowanie, w szczególności sterylności wywołanej napromieniowaniem u samców (i samic) komarów.
&byk Ramy wytycznych do testowania techniki sterylnych owadów jako narzędzia kontroli wektora przeciwko Aedeschoroby przenoszone przez chorobę [pdf]. Niniejszy dokument ma być kompleksowym przewodnikiem dla kierowników programów, których zadaniem jest zalecenie decyzji „idź/nie-go” w sprawie testowania, pełnego wdrożenia i zwiększenia skali techniki sterylnych owadów (SIT) w regionach świata dotkniętych chorobami przenoszonymi za pomocą Aedes komary. Autorzy mają jednak nadzieję, że przedstawiony tu materiał będzie wykorzystywany szerzej – przez naukowców, decydentów, grupy przeglądowe i inne.
&byk Wytyczne dotyczące procedur odblokowywania znaku z dnia Aedes Komary_v1.0. [pdf]. Sukces każdego programu Area-Wide Integrated Pest Management (AW-IPM), w tym komponentu Sterile Insect Technique (SIT), zależy od zdolności napromieniowanych bezpłodnych samców do przeżycia, rozproszenia i konkurowania płciowo z ich dzikimi odpowiednikami w celu wywołania bezpłodności na wolności kobiety. W fazowym, warunkowym podejściu do takiego programu, uważa się za niezbędne oszacowanie tych parametrów kontroli jakości (przeżycie, rozproszenie i konkurencyjność) w warunkach terenowych przy użyciu prób uwolnienia znaku (MRR) podczas fazy zbierania danych podstawowych przed przejściem do próba pilotażowa. Protokoły przedstawione w niniejszych wytycznych są wynikiem doświadczeń ze współpracy z państwami członkowskimi przygotowującymi próby pilotażowe SIT przeciwko gatunkom Aedes.
&byk Wytyczne do masowego odchowu Aedes komary_v1.0. [pdf]. Liczba i zdolność produkcyjna insektarzy do masowego chowu dla Aedes komarów rośnie, ponieważ technologia SIT jest sprawdzana w pilotażowych projektach terenowych. Niniejsze wytyczne zostały opracowane w celu zapewnienia opisu procedur wymaganych dla: Aedes aegypti i Aedes albopictus chów masowy. Jest to podsumowanie niezbędnych etapów masowej hodowli larw i dorosłych, stosowane w FAO/MAEA. Ten przewodnik będzie stale aktualizowany z uwzględnieniem ulepszeń wprowadzonych do masowej hodowli komarów.
&byk Arkusz kalkulacyjny do projektowania Aedes Urządzenia do masowego chowu i wypuszczania komarów Wersja 1.0.[pdf]. Oczekuje się, że w nadchodzących latach liczba i zdolność produkcyjna insektatorów do masowej hodowli komarów wzrosną. Ten interaktywny arkusz kalkulacyjny Excel opracowany przez FAO/MAEA został opracowany, aby pomóc w podejmowaniu decyzji technicznych i ekonomicznych związanych z projektowaniem, kosztorysowaniem, budową, wyposażeniem i eksploatacją obiektu. Arkusz kalkulacyjny jest przyjazny dla użytkownika, a zatem w dużej mierze nie wymaga wyjaśnień. Niemniej jednak zawiera podstawową instrukcję obsługi, która została przygotowana jako przewodnik użytkownika, dlatego powinna być używana razem z oprogramowaniem.
&byk Wytyczne dotyczące kolonizacji Aedes Gatunki komarów - wersja 1.0. Niniejszy dokument ma na celu przedstawienie opisu procedur wymaganych do ustanowienia Aedes aegypti i Ae. albopictus kolonie w twoim insektatorze lub laboratorium. Przedstawia podsumowanie niezbędnych kroków, takich jak zbieranie materiału z pola, identyfikacja gatunku i dostosowanie dzikiej kolonii do warunków laboratoryjnych i sztucznych procedur hodowli. Sekcja Kontroli Szkodników Owadów Wspólnego Centrum FAO/MAEA, Międzynarodowa Agencja Energii Atomowej. Wiedeń, Austria, (maj 2018).
&byk Komary SIT trifold [pdf]. Dokument zawiera w skrócie opis stosowania SIT przeciwko komarom od masowego chowu do sterylizacji i uwolnienia. Zawiera również podstawowe elementy niezbędne do efektywnego kosztowo zastosowania technologii SIT na całym obszarze przeciwko komarom będącym wektorami chorób. Wiedeń, Austria (kwiecień 2018).
&byk Wytyczne dotyczące rutynowego utrzymania kolonii Aedes Gatunki komarów Wersja 1.0. [pdf]. Niniejsze wytyczne mają na celu przedstawienie opisu procedur wymaganych dla: Ae. egipcja oraz Ae. albopictus rutynowy chów kolonii. Jest to podsumowanie niezbędnych kroków, takich jak optymalizacja warunków klimatycznych w owadów, wylęganie jaj, hodowla larw, sortowanie poczwarek i larw, karmienie cukrem i krwią, zbieranie, przenoszenie i przechowywanie jaj, stosowane w Laboratorium Zwalczania Szkodników FAO/MAEA ( IPCL) do budowy i utrzymania kolonii laboratoryjnej. Sekcja Kontroli Szkodników Owadów Wspólnego Centrum FAO/MAEA, Międzynarodowa Agencja Energii Atomowej. Wiedeń, Austria, (listopad 2017).
&byk Wytyczne dla standaryzowanego masowego odchowu Widliszek komary Wersja 1.0 [pdf]. Wytyczne zawierają opis wszystkich procedur wymaganych do odchowu masowego Jakiś. arabiensis przy użyciu tych nowo zaprojektowanych klatek dla dorosłych i jednostek do hodowli larw, z przewodnikiem krok po kroku dotyczącym zakładania, zwiększania i utrzymywania dużego Widliszek kolonia, w tym wszystkie etapy cyklu życia komara. Sekcja Kontroli Szkodników Owadów Wspólnego Centrum FAO/MAEA, Międzynarodowa Agencja Energii Atomowej. Wiedeń, Austria, (październik 2017).

Powrót do góry

Różnorodny

&byk Mapowanie dawki poprzez skanowanie folii Gafchromic® w celu pomiaru dawki pochłoniętej przez owady podczas ich sterylizacji. Opracowanie lepszego systemu dystrybucji dawki w pojemniku do napromieniania oraz opracowanie dokładnej krzywej dawka-odpowiedź dla owada docelowego za pomocą precyzyjnej dozymetrii jest warunkiem wstępnym wszelkich programów uwalniających sterylne owady. Niniejsza instrukcja opisuje procedury operacyjne opracowywania map dawek poprzez skanowanie folii Gafchromic i kalibrację systemu, które mają być stosowane w procesie naświetlania owadów w programach SIT. Podręcznik jest również dostępny w języku hiszpańskim/Español.
&byk Specyfikacja techniczna systemu rentgenowskiego do napromieniania owadów w sterylnej technice owadów i innych pokrewnych technologiach [pdf]. Wspólny Program Technik Jądrowych w Wyżywieniu i Rolnictwie FAO/MAEA. MAEA, Wiedeń, Austria (sierpień 2017).
&byk Podręcznik użytkowania stabilnych izotopów w entomologii [pdf]. MAEA-SI. MAEA, Wiedeń (2009). ISBN 978-92-0-102209-7.
&byk Model biznesplanu dla sterylnego zakładu produkcji owadów. MAEA-MPB. MAEA, Sekcja Kontroli Szkodników Owadów Wspólnego Centrum FAO/MAEA, Międzynarodowa Agencja Energii Atomowej. Wiedeń, Austria (2008). ISBN 978-92-0-110007-8.
&byk Projektowanie i wdrażanie systemu informacji geograficznej: przewodnik dla kierowników ogólnoobszarowych programów ochrony przed szkodnikami [pdf]. Wspólny Program Technik Jądrowych w Wyżywieniu i Rolnictwie FAO/MAEA. MAEA, Wiedeń, Austria (2006).
&byk System dozymetryczny Gafchromic® dla SIT - Standardowa procedura operacyjna. Wspólny Program Technik Jądrowych w Wyżywieniu i Rolnictwie FAO/MAEA. MAEA, Wiedeń, Austria (2000).
&byk Podręcznik szkolenia laboratoryjnego na temat stosowania technik jądrowych w badaniach i zwalczaniu owadów – wydanie trzecie [pdf]. Seria raportów technicznych MAEA nr 336. MAEA, Wiedeń (1992). ISBN 92-0-101792-8.
&byk Podręcznik szkolenia laboratoryjnego na temat stosowania izotopów i promieniowania w entomologii [pdf]. Druga edycja. Seria raportów technicznych MAEA nr 61. STI/DOC/10/61/2, MAEA, Wiedeń (1977). ISBN 92-0-115177-2.
&byk Podręcznik szkolenia laboratoryjnego na temat stosowania izotopów i promieniowania w entomologii [pdf]. Seria raportów technicznych MAEA nr 61. STI/DOC/10/61, MAEA, Wiedeń (1966).

Powrót do góry


Wyniki

Krzywa sterylności

Męski Ae. albopictus ze szczepu Reunion poddano ekspozycji na promieniowanie gamma w różnych dawkach i skrzyżowano z nieleczonymi samicami. Płodność kontrolna wynosiła 97%. Zmniejszono go do 7% i 4% przez napromienianie odpowiednio 35 i 40 Gy (ryc. 1). Ponieważ nie istniała znacząca różnica między poziomami sterylności wywołanymi przez te dwie dawki promieniowania, do eksperymentów konkurencyjności użyto dawki 35 Gy.

Średnia płodność (%) w funkcji dawki promieniowania. W przeciwieństwie do liter wskazują znaczną różnicę między punktami (P<0,05).

Odzyskiwanie płodności

Zbadano utrzymywanie się męskiej niepłodności po napromienianiu. W tym doświadczeniu samice kojarzone z napromieniowanymi samcami w wieku od 1 do 5 dni w wieku 40 Gy wykazywały średnią płodność 3,0±0,1%, która nie różniła się od wyniku krzywej sterylności. Każdy samiec zapłodnił od 1 do 4 samic podczas pierwszego okresu krycia. W drugim okresie krycia te same samce w wieku od 10 do 15 dni były w stanie zapłodnić od 1 do 6 samic. dwustronny sparowany test t-Studenta, t = 6,32, df = 21, P<0,001). Podczas tych dwóch 5-dniowych okresów pojedynczy samiec był w stanie zapłodnić w sumie od 2 do 8 samic.

Wpływ napromieniania na dojrzewanie płciowe mężczyzn

Proces czasowego dojrzewania płciowego świeżo wyklutych nieleczonych i niepłodnych samców oceniano poprzez badanie rotacji terminali i zdolności do inseminacji.

Rotację terminali można było wykryć 4 godziny po wzejściu u nieleczonych samców. Po 10 godz. wszystkie samce rozpoczęły rotację, a pierwsze samce z w pełni zrotowanymi końcówkami zaobserwowano po 11 godz. (25%). Po 17 h wszyscy mężczyźni byli w stadium 3 lub 4. W grupach w wieku od 18 do 25 h 80 do 100% samców ukończyło rotację.

Pierwsze napromieniane samce odnotowane w etapie 1 zaobserwowano 3 godziny po ich pojawieniu się, czyli znacznie wcześniej niż w przypadku samców nieleczonych (test proporcjonalny z korektą Yatesa, X 2 = 4,02, df = 1, P<0,05). Podobnie jak w przypadku samców nieleczonych, po 10 h każdy bezpłodny samiec rozpoczął rotację. Jednak u sterylnych samców w wieku od 15 do 19 godzin zaobserwowano opóźnienie prędkości rotacji w porównaniu z nieleczonymi. Pierwsze w pełni zrotowane bezpłodne samce zaobserwowano po 13 h (11%), a proces rotacji zakończono 20 h po wykluciu. Istotne różnice pomiędzy nieleczonymi i sterylnymi samcami zaobserwowano w wieku 12 godzin (X 2 = 1,56, df = 1, P<0,01), 15 godz. (X 2 = 9,77, df = 1, P<0,01), 16 godz. (X 2 = 12,8, df = 1, P<0,001) i 18 godzin (X 2 = 6,89, df = 1, P<0,01).

Bardzo niewiele samców było w stanie zapłodnić samice w ciągu pierwszych 15 godzin ich dorosłego życia, ponieważ tylko 1 klatka na 5 zawierała samicę zapłodnioną zarówno w grupie nieleczonej, jak i sterylnej. Po 20 godzinach od wylęgu nieleczone samce zapłodniły dwa razy więcej samic niż bezpłodne samce (jednokierunkowa ANOVA, F(1, 23) = 5.66, P<0,05 Rys. 2). Jednak po 25 godzinach wszystkie klatki zawierały zapłodnione samice, a zarówno nieleczone, jak i sterylne samce miały porównywalną zdolność do zapłodnienia, przy odpowiednio 43 i 40% zapłodnionych samic: 87% tych samic miało 2 plemniki na trzy wypełnione nasieniem.

Odsetek (± SEM) samic inseminowanych w małych klatkach (10 samic i 10 samców) przez różne czasy po pojawieniu się samców (3 powtórzenia). NS oznacza różnicę nieistotną, a * oznacza różnicę istotną (P<0,05) między sterylnymi i nieleczonymi samcami.

Wskaźniki inseminacji

Oceniono wskaźnik zapłodnienia w grupie 50 samic trzymanych w klatkach przez 48 godzin z 1- lub 5-dniowymi nieleczonymi lub bezpłodnymi samcami, w stosunku 1:1 lub 5:1:1. Nie zaobserwowano statystycznej różnicy w wskaźnikach unasienniania w zależności od wieku, napromieniania czy proporcji płci (tab. 1): średnio 93% kobiet było inseminowanych po 48 h, a 92% z nich miało 2 wypełnione plemniki.

Codzienny sukces krycia

W celu oceny wydajności krycia samców, nową grupę 10 samic oferowano codziennie jednemu sterylnemu lub nieleczonemu samcowi przez 15 dni.

W ciągu 15 dni bezpłodne samce zapłodniły znacznie mniej samic (jednokierunkowa ANOVA, F(1, 104) = 4.89, P<0,05) dziennie w porównaniu z nieleczonymi samcami (Tabela 2). Pierwszego dnia płodny samiec zapłodnił średnio dwa razy więcej samic niż bezpłodny, ale różnica ta nie była istotna statystycznie (dwustronny sparowany test t-Studenta, t = 2,78, df = 4, P = 0,07). Liczba samic inseminowanych na dzień zmniejszyła się do 5 dnia i ponownie wzrosła w ciągu następnych 5 dni. Ten cykliczny wzór zaobserwowano zarówno dla nieleczonych, jak i bezpłodnych samców. Średnia liczba samic zapłodnionych przez bezpłodnego samca była zawsze nieco mniejsza niż w przypadku samca nieleczonego, ale różnica ta była istotna dopiero po 9. dniu (t = 2,36, df = 7, P<0,05). Większość inseminowanych samic miała tylko jedną spermatekę wypełnioną, tylko 18 i 6% miało wypełnione dwie spermateki podczas krycia przez nieleczone i sterylne samce, odpowiednio różnica ta nie była znacząca (test proporcjonalny z korektą Yatesa, X 2 = 2,98, df = 1, P = 0,084). Wielkość skrzydeł samicy nie była skorelowana ze stanem inseminacji (regresja logistyczna, z = 1,56, df = 659, P = 0,16 dla nieleczonych mężczyzn z = -0,176, df = 509, P = 0,86 dla bezpłodnych samców).

Wpływ wieku na sukces godowy u sterylnych samców

W celu porównania sprawności krycia jednodniowych i pięciodniowych niepłodnych samców oceniono liczbę samic zapłodnionych przez jednego samca po 5 dniach.

Nie było istotnej różnicy między młodymi i starszymi bezpłodnymi samcami pod względem liczby inseminowanych samic (jednoczynnikowa ANOVA, F(1,17) = 0.95, P = 0,34) lub plemniki wypełnione na samicę (F(1,17) = 1.82, P = 0,2). Bezpłodne samce w wieku od 1 do 5 dni inseminowały średnio 3,3±0,5 samicy, z czego 15% i 67% miało wypełnione odpowiednio jedną i dwie plemniki. W wieku od 5 do 10 dni inseminowały średnio 2,7±0,4 samic, z czego 17% i 79% miało wypełnione odpowiednio jedną i dwie plemniki.

Konkurencyjność sterylnych samców w stosunku do dzikich samców

Eksperymenty przeprowadzono w warunkach półpolowych, aby ocenić płodność populacji w klatkach i wskaźnik konkurencyjności bezpłodnych samców, gdy rywalizowali z dzikimi samcami o inseminację dzikich samic, dorosłe samice zostały wypuszczone w wieku 1 lub 5 dni oraz w 1 Stosunek ∶1:1 lub 5∶1:1.

Średnia płodność dzikich samców użytych w tych eksperymentach wynosiła 93±1% i 5±0,9% dla samców napromieniowanych 35 Gy.Przeprowadzono wstępne testy w sytuacjach niekonkurencyjnych, aby upewnić się, że zarówno dzikie, jak i napromieniowane samce są w stanie przeżyć i inseminować dzikie samice w tej konfiguracji eksperymentalnej w warunkach półpolowych.

W sytuacjach konkurencyjnych, gdy samce zostały wypuszczone do klatki następnego dnia po ich wykluciu, z równym stosunkiem samców dzikich i bezpłodnych, średnia płodność spadła do 82,7% (tab. 3), co było znacznie wyższe niż w przypadku dwóch pozostałych eksperymenty (jednoczynnikowa ANOVA, F(2,14) = 17.7, P<0,001 skutkowało to wskaźnikami konkurencyjności (C) w zakresie od 0,06 do 0,35. Gdy samce i samice były trzymane przez 5 dni w warunkach laboratoryjnych przed wypuszczeniem w klatkach półpolowych, średnia płodność spadła do 62,2%, wartości Cmax wahały się między 0,44 a 0,76 i różniły się istotnie od dwóch innych eksperymentów (F(2,14) = 9.71, P<0,01). Przy zwiększaniu stosunku jednodniowych bezpłodnych samców do dzikich, średnia płodność była dwukrotnie niższa niż w populacji dzikiej, ponieważ wynosiła średnio 46,4±7,6%. Duże wahania płodności, a tym samym C, zaobserwowano między pięcioma powtórzeniami w eksperymencie 3, C wahające się od 0,10 do 0,62.

Średnia płodność różniła się istotnie w każdym eksperymencie (F(2,14) = 17.37, P<0,001). Według poprzedniego eksperymentu samica złożyła średnio 50 jaj. Jeśli to założenie jest prawidłowe, średnia liczba samic uczestniczących w składaniu jaj wynosiła odpowiednio 108, 154 i 47 w doświadczeniach 1 do 3. W doświadczeniu 1 i 2 wypuszczono 200 samic, podczas gdy w trzecim badaniu wykorzystano tylko 100 w związku z tym połowa samic złożyła jaja w doświadczeniach 1 i 3, a 75% w doświadczeniu 2. Wiek samic podczas całego testu różnił się między tymi doświadczeniami, ponieważ w doświadczeniach 1 miały one od 1 do 7 dni. i 3 oraz 5 do 12 dni w eksperymencie 2.


Informacje pomocnicze

Rysunek S1

Wpływ konkurencyjności samców (od 1 do 0,1) i dodatkowej śmiertelności bezpłodnych samców w porównaniu z samcami typu dzikiego (wyrażony różnymi wartościami stałego współczynnika śmiertelności w funkcji przeżycia Gompertza-Makehama) na osiągniętą supresję populacji samic po 20 tygodniach wypuszczania sterylnych samców, gdy wypuszczone samce nie są całkowicie sterylne (jest =𠂠.03).

Rysunek S2

Wpływ liczebności komarów i kojarzenia selektywnego na wielkość populacji i zdolność nosicielstwa w trakcie i po uwolnieniu bezpłodnych samców. Linie ciągłe wskazują symulacje, w których co tydzień wypuszczanych jest 1000 dużych samców, linie przerywane wskazują symulacje, w których wypuszczanych jest 500 dużych i 500 małych samców. Stopień kojarzenia assortatywnego, Ca, wynosi 0,5 lub 0,9. A) Wielkość populacji małych (lewy panel) i dużych samic (prawy panel). B) Pojemność wektorowa, miara potencjału przenoszenia chorób, populacji komarów składających się z małych i dużych samic. Zacieniony obszar przedstawia okres, w którym wypuszczane są bezpłodne samce.


Obejrzyj wideo: VILDE INSEKTER DU IKKE VIDSTE FANDTES (Październik 2022).