Næringsstofoptagelse og -distribution integrerer insekters fouragering og livshistoriske karakteristika. For at kompensere for mangler i specifikke næringsstoffer på forskellige livsstadier kan insekter få disse næringsstoffer gennem supplerende fodring, for eksempel ved at føde på hvirveldyrssekreter i en proces kendt som pytter. Myggen Anopheles arabiani ser ud til at være underernæret og kræver derfor næringsstoffer til både stofskifte og reproduktion. Formålet med denne undersøgelse var at vurdere, om An. arabiensis-agitation på ko-urin med henblik på næringsstofoptagelse forbedrer livshistoriske karakteristika.
Sørg for, at det er sikkert. arabiensis blev tiltrukket af lugten af ​​frisk, 24-timers, 72-timers og 168-timers gammel ko-urin, og værtssøgende og blodfodrede (48 timer efter blodmåltid) hunner blev målt i et Y-rørs olfaktometer, og drægtige hunner blev vurderet til gydetest. En kombineret kemisk og elektrofysiologisk analyse blev derefter brugt til at identificere bioaktive forbindelser i ko-urin i alle fire aldersklasser. Syntetiske blandinger af bioaktive forbindelser blev evalueret i Y-rørs- og feltforsøg. For at undersøge ko-urin og dens primære nitrogenholdige forbindelse urinstof som potentielle supplerende diæter til malariavektorer blev fodringsparametre og livshistoriekarakteristika målt. Andelen af ​​hunmyg og mængden af ​​absorberet ko-urin og urinstof blev vurderet. Efter fodring blev hunnerne vurderet for overlevelse, bundet flyvning og reproduktion.
Søg efter værtens blod og næring. I laboratorie- og feltstudier blev arabere tiltrukket af den naturlige og syntetiske duft af frisk og lagret ko-urin. Drægtige hunner var ligeglade med ko-urinens reaktioner på gydesteder. Værtsøgende og blodsugende hunner absorberer aktivt ko-urin og urinstof og allokerer disse ressourcer i henhold til livshistorie-afvejninger som en funktion af fysiologisk tilstand for flyvning, overlevelse eller reproduktion.
Anopheles arabinis' indsamling og distribution af ko-urin for forbedrede livshistoriekarakteristika. Supplerende fodring med ko-urin påvirker vektorkapaciteten direkte ved at øge den daglige overlevelse og vektortæthed, og indirekte ved at ændre flyveaktiviteten, og bør derfor overvejes i fremtidige modeller.
Næringsstofoptagelse og -fordeling integrerer insekters fouragering og livshistoriekarakteristika [1,2,3]. Insekter er i stand til at udvælge og erhverve føde og udføre kompenserende fodring baseret på fødetilgængelighed og næringsstofbehov [1, 3]. Fordelingen af ​​næringsstoffer afhænger af livshistorieprocessen og kan føre til forskellige krav til diætkvalitet og -mængde i forskellige livsstadier af insekter [1, 2]. For at kompensere for mangler i specifikke næringsstoffer kan insekter få disse næringsstoffer gennem supplerende fodring, såsom på mudder, forskellige ekskrementer og sekreter fra hvirveldyr og ådsler, en proces kendt som vandpytter [2]. Selvom en række forskellige sommerfugle- og mølarter primært er beskrevet, forekommer vandhuller også i andre insektordener, og tiltrækning til og fodring på disse typer ressourcer kan have betydelige virkninger på helbredet og andre livshistoriekarakteristika [2, 4, 5, 6], 7]. Malariamyggen Anopheles gambiae sensu lato (sl) fremstår som en 'underernæret' voksen [8], så vanding kan spille en vigtig rolle i dens livshistoriekarakteristika, men denne adfærd er indtil videre blevet forsømt. Brugen af ​​omrøring som et middel til at øge næringsindtaget i dette vigtige vehikel fortjener opmærksomhed, da dette kan have betydelige epidemiologiske konsekvenser.
Kvælstofindtaget hos voksne hunner af Anopheles-myggen er begrænset på grund af lave kaloriereserver, der bæres fra larvestadiet, og ineffektiv udnyttelse af blodmel [9]. Hunnerne af Ann.gambiae sl kompenserer typisk for dette ved at supplere med supplerende blodmel [10, 11], hvorved flere mennesker risikerer at blive smittet med sygdommen og myggene udsættes for større risiko for prædation. Alternativt kan myg bruge supplerende fodring med hvirveldyrsekskrementer til at erhverve kvælstofforbindelser, der forbedrer tilpasning og flyvemanøvredygtighed, som det er demonstreret af andre insekter [2]. I denne henseende er den stærke og tydelige tiltrækning af en af ​​søskendearterne inden for An. Det gambiske sl-artskompleks, Anopheles arabinis, frisk og lagret ko-urin [12,13,14], interessant. Anopheles arabinis er opportunistisk i sine værtspræferencer og er kendt for at omgås og lever af kvæg. Ko-urin er en ressource rig på kvælstofforbindelser, hvor urinstof tegner sig for 50-95% af det samlede kvælstof i frisk urin [15, 16]. Som Med tiden bruger mikroorganismer disse ressourcer til at reducere kompleksiteten af ​​nitrogenholdige forbindelser inden for 24 timer [15]. Med den hurtige stigning i ammoniak, forbundet med et fald i organisk nitrogen, trives alkalofile mikroorganismer (hvoraf mange producerer forbindelser, der er giftige for myg) [15], hvilket kan være hunner af stammen Ann. arabiensis, der fortrinsvis tiltrækkes af urin, der er gammel i 24 timer eller mindre [13, 14].
I denne undersøgelse blev der undersøgt værts- og blodfodrede Anis-myg. I løbet af sin første gonadotropincyklus blev arabiensis vurderet for tilegnelse af nitrogenholdige forbindelser, herunder urinstof, ved urinblanding. Dernæst blev der udført en række eksperimenter for at vurdere, hvordan hunmyg allokerer denne potentielle næringsstofressource for forbedret overlevelse, reproduktion og yderligere fouragering. Endelig blev lugten af ​​frisk og lagret ko-urin vurderet for at bestemme, om disse gav pålidelige spor for værts- og blodfodrede Anis-myg. I deres søgen efter denne potentielle næringsstofressource opdagede arabiensis kemiske korrelationer bag den observerede differentielle tiltrækningskraft. Syntetiske lugtblandinger af flygtige organiske forbindelser (VOC'er) identificeret i 24-timers lagret urin blev yderligere evalueret under feltforhold, hvilket udvidede resultaterne opnået under laboratorieforhold og demonstrerede effekten af ​​​​kvægurinlugt på forskellige fysiologiske tilstande. Myggetiltrækning. De opnåede resultater bekræfter, at An. arabiensis tilegner og distribuerer nitrogenholdige forbindelser, der findes i hvirveldyrsurin, for at påvirke livshistoriekarakteristika. Disse resultater diskuteres i sammenhæng med potentielle epidemiologiske konsekvenser og hvordan de kan bruges til vektorovervågning og -kontrol.
Anopheles arabicans (Dongola-stammen) blev holdt ved 25 ± 2 °C, 65 ± 5 % RF og en 12:12 timers lys:mørke-cyklus. Larverne blev opdrættet i plastikbakker (20 cm × 18 cm × 7 cm) fyldt med destilleret vand og fodret med Tetramin® fiskefoder (Tetra Werke, Melle, Tyskland). Pupper blev opsamlet i 30 ml bægre (Nolato Hertila, Åstorp, SE) og derefter overført til Bugdorm-bure (30 cm × 30 cm × 30 cm; MegaView Science, Taichung, Taiwan) for at tillade voksne at komme frem. Voksne hunner fik en 10 % sukroseopløsning ad libitum indtil 4 dage efter fremspiring (dpe), hvorefter værtsøgende hunner blev tilbudt diæt umiddelbart før eksperimentet eller blev sultet natten over med destilleret vand før eksperimentet, som beskrevet nedenfor. Hunner, der blev brugt til flyverørsforsøg, blev kun sultet i 4-6 timer. med vand ad libitum. For at forberede blodsugende myg til efterfølgende bioassays blev 4 dpe-hunner forsynet med defibrotisk fåreblod (Håtunalab, Bro, SE) ved hjælp af et membranfodringssystem (Hemotek Discovery Workshops, Accrington, UK). Fuldt tilstoppede hunner blev derefter overført til individuelle bure og fik direkte diæt, som beskrevet nedenfor, eller 10% sukrose ad libitum i 3 dage før de nedenfor beskrevne eksperimenter. Sidstnævnte hunner blev brugt til flyverørsbioassays og overført til laboratoriet og fik derefter destilleret vand ad libitum i 4-6 timer før eksperimentet.
Fodringsanalyser blev brugt til at kvantificere urin- og urinstofforbrug hos voksne anarabiske hunner. Værtsøgende og blodfodrede hunner fik en diæt indeholdende 1% fortyndet frisk og lagret kourin, forskellige koncentrationer af urinstof og to kontroller (10% sukrose og vand) i 48 timer. Derudover blev frugtfarve (1 mg ml-1 xylencyanid FF; CAS 2650-17-1; Sigma-Aldrich, Stockholm, SE) tilsat kosten og leveret i en 4 × 4 matrix i 250 µl mikrocentrifugerør (Axygen Scientific, Union City, CA, USA; Figur 1A). Fyld til kanten (~300 µl). For at undgå konkurrence mellem myg og potentielle effekter af farvestoffet placeres 10 myg i en stor petriskål (12 cm i diameter og 6 cm i højden; Semadeni, Ostermundigen, CH; Figur 1A) i fuldstændig mørke ved 25 ± 2 cm °C og 65 ± 5% relativ temperatur. luftfugtighed. Disse eksperimenter blev gentaget 5 til 10 gange. Efter eksponering for diæt blev myggene placeret ved -20 °C indtil yderligere analyse.
Se efter bovin urin og urinstof absorberet af værten og den blodsugende hunmyg (Anopheles arabianus). I fodringsforsøget (A) fik hunmyg en diæt bestående af frisk og lagret kourin, forskellige koncentrationer af urinstof, sukrose (10%) og destilleret vand (H2O). Værtssøgende (B) og blodfodrede (C) hunner absorberede mere sukrose end nogen anden testet diæt. Bemærk, at værtssøgende hunner absorberede 72-timers kourin mindre end 168-timers kourin (B). Det gennemsnitlige samlede nitrogenindhold (± standardafvigelse) i urin er repræsenteret i indsætningen. Værtssøgende (D, F) og blodsugende (E, G) hunner optager urinstof på en dosisafhængig måde. Gennemsnitlige inhalerede volumener (D, E) med forskellige bogstavnavne var signifikant forskellige fra hinanden (envejs ANOVA ved hjælp af Tukeys post hoc-analyse; p < 0,05). Fejlsøjler repræsenterer standardfejlen for middelværdien (BE). Den lige stiplede linje repræsenterer den log-lineære regressionslinje (F, G)
For at frigive absorberet føde blev myggene individuelt placeret i 1,5 ml mikrocentrifugerør indeholdende 230 µl destilleret vand, og vævet blev sprængt ved hjælp af en engangsstøder og en trådløs motor (VWR International, Lund, SE), efterfulgt af centrifugering ved 10 krpm i 10 minutter. Supernatanten (200 µl) blev overført til en 96-brønds mikroplade (Sigma-Aldrich), og absorbansen (λ620) blev bestemt ved hjælp af en spektrofotometerbaseret mikropladelæser (SPECTROStar® Nano, BMG Labtech, Ortenberg, DE) nm). Alternativt blev myggene malet i 1 ml destilleret vand, hvoraf 900 µl blev overført til en kuvette til spektrofotometrisk analyse (λ 620 nm; UV 1800, Shimadzu, Kista, SE). For at kvantificere kostindtaget blev en standardkurve udarbejdet ved seriel fortynding for at give 0,2 µl til 2,4 µl 1 mg ml-1 xylen. cyanid. Derefter blev den optiske tæthed af kendte farvestofkoncentrationer brugt til at bestemme mængden af ​​​​føde, som hver myg indtog.
Volumendata blev analyseret ved hjælp af envejs variansanalyse (ANOVA) efterfulgt af Tukeys post hoc parvise sammenligninger (JMP Pro, v14.0.0, SAS Institute Inc., Cary, NC, USA, 1989-2007). Lineære regressionsanalyser beskrev koncentrationsafhængig urinstofindtag og sammenlignede responser mellem værtssøgende og blodsugende myg (GraphPad Prism v8.0.0 til Mac, GraphPad Software, San Diego, CA, USA).
Cirka 20 µl urinprøver fra hver aldersgruppe blev bundet på Chromosorb® W/AW (10 mg 80/100 mesh, Sigma Aldrich) og indkapslet i blikkapsler (8 mm × 5 mm). Kapslerne blev indsat i forbrændingskammeret i en CHNS/O-analysator (Flash 2000, Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA) for at bestemme nitrogenindholdet i frisk og lagret urin i henhold til producentens protokol. Total nitrogen (g N l-1) blev kvantificeret baseret på kendte urinstofkoncentrationer anvendt som standard.
For at vurdere effekten af ​​diæt på overlevelse hos hunner, der søger værter og suger blod, blev myggene individuelt placeret i store petriskåle (12 cm i diameter og 6 cm i højden; Semadeni) med et netdækket hul i låget (3 cm i diameter) til ventilation og fødeforsyning. Diæterne blev givet direkte efter 4 dpe og omfattede 1% fortyndet frisk og lagret kourin, fire koncentrationer urinstof og to kontroller, 10% sukrose og vand. Hver diæt blev pipetteret på en tandtampon (DAB Dental AB, Upplands Väsby, SE) indsat i en 5 ml sprøjte (Thermo Fisher Scientific, Göteborg, SE), stemplet blev fjernet og placeret oven på en petriskål (figur 1).1A). Skift din diæt hver dag. Vedligehold laboratoriet som beskrevet ovenfor. Overlevende myg blev talt to gange om dagen, mens døde myg blev kasseret, indtil den sidste myg døde (n = 40 pr. behandling). Overlevelse af myg fodret med forskellige diæter blev statistisk analyseret ved hjælp af Kaplan-Meyer overlevelseskurver og log-rank tests. at sammenligne overlevelsesfordelingen mellem diæter (IBM SPSS Statistics 24.0.0.0).
En specialfremstillet myggeflyvemølle baseret på Attisano et al.[17], lavet af 5 mm tykke klare akrylpaneler (10 cm brede x 10 cm lange x 10 cm høje) uden for- og bagpaneler (fig. 3: øverst). En drejeanordning med et lodret rør lavet af en gaskromatografisøjle (0,25 mm indvendig diameter; 7,5 cm lang) med ender limet til en insektnål ophængt mellem et par neodymmagneter 9 cm fra hinanden. Et vandret rør lavet af samme materiale (6,5 cm lang) delte det lodrette rør i to for at danne en fastgjort arm og en arm, der bar et lille stykke aluminiumsfolie som et lysafbrydende signal.
Hunner, der havde sultet i 24 timer, fik ovenstående diæt i 30 minutter før fastholdelse. Fuldt fodrede hunmyg blev derefter individuelt bedøvet på is i 2-3 minutter og fastgjort til insektnåle med bivoks (Joel Svenssons Vaxfabrik AB, Munka Ljungby, SE) og derefter bundet til armene på de vandrette rør. Flyvemølle. Omdrejninger pr. flyvning blev registreret af en specialbygget datalogger, derefter gemt og vist ved hjælp af PC-Lab 2000™-software (v4.01; Velleman, Gavere, BE). Flyvemøllen blev placeret i et klimareguleret rum (12 timer:12 timer, lys:mørke, 25 ± 2 °C, 65 ± 5 % RF).
For at visualisere mønsteret af flyveaktivitet blev den samlede fløjne distance (m) og det samlede antal på hinanden følgende flyveaktiviteter beregnet pr. time over en 24-timers periode. Derudover blev de gennemsnitlige distancer fløjet af individuelle kvinder sammenlignet på tværs af behandlinger og analyseret ved hjælp af envejs ANOVA og Tukeys post hoc-analyse (JMP Pro, v14.0.0, SAS Institute Inc.), hvor gennemsnitlig distance blev betragtet som en afhængig variabel, mens behandling er en uafhængig faktor. Derudover beregnes det gennemsnitlige antal skud i intervaller af 10 minutter.
For at vurdere effekten af ​​diæt på reproduktionsevnen hos An.arabiensis blev seks hunner (4 dpe) overført direkte til Bugdorm-bure (30 cm × 30 cm × 30 cm) efter blodindsamling og derefter givet den eksperimentelle diæt i 48 timer som beskrevet ovenfor. Diæterne blev derefter fjernet, og gydekopper (30 ml; Nolato Hertila) fyldt med 20 ml destilleret vand blev givet på den tredje dag i 48 timer, skiftende hver 24. time. Gentag hver diæt 20-50 gange. Æg blev talt og registreret for hvert forsøgsbur. Delprøver af æg blev brugt til at vurdere variationen i gennemsnitlig størrelse og længde af individuelle æg (n ≥ 200 pr. diæt) ved hjælp af et Dialux-20-mikroskop (DM1000; Ernst Leitz Wetzlar, Wetzlar, Tyskland) udstyret med et Leica-kamera (DFC) 320 R2; Leica Microsystems Ltd., Tyskland). De resterende æg blev opbevaret i et klimakontrolleret rum under standard opvækstforhold i 24 timer, og en delprøve af nyligt fremkomne larver i 1. instar (n ≥ 200 pr. diæt) blev målt som beskrevet ovenfor. Antallet af æg og størrelsen af ​​æg og larver blev sammenlignet mellem behandlinger og ved hjælp af envejs ANOVA og Tukeys post hoc-analyse (JMP Pro, v14.0.0, SAS Institute Inc.).
Flygtige stoffer i headspace fra frisk (1 time efter prøveudtagning), 24 timer, 72 timer og 168 timer gammel urin blev indsamlet fra prøver indsamlet fra zebukvæg, arsi-racer. For nemheds skyld blev urinprøverne indsamlet tidligt om morgenen, mens køerne stadig var i stalden. Urinprøver blev indsamlet fra 10 individer, og 100-200 ml af hver prøve blev overført til individuelle polyamidbageposer (Toppits Cofresco, Frischhalteprodukte GmbH and Co., Minden, Tyskland) i 3 l polyamid med låg i vinylchloridplasttromler. Flygtige stoffer i headspace fra hver bovin urinprøve blev indsamlet enten direkte (frisk) eller efter modning ved stuetemperatur i 24 timer, 72 timer og 168 timer, dvs. hver urinprøve var repræsentativ for hver aldersgruppe.
Til opsamling af flygtige stoffer i headspace blev der anvendt et lukket kredsløbssystem til at cirkulere en aktivt kulfiltreret gasstrøm (100 ml min-1) gennem en polyamidpose til adsorptionskolonnen i 2,5 timer ved hjælp af en membranvakuumpumpe (KNF Neuberger, Freiburg, Tyskland). Som kontrol blev der udført opsamling af headspace fra en tom polyamidpose. Adsorptionskolonnen var lavet af teflonrør (5,5 cm x 3 mm indvendig diameter) indeholdende 35 mg Porapak Q (50/80 mesh; Waters Associates, Milford, MA, USA) mellem glasuldspropper. Før brug blev kolonnen skyllet med 1 ml redestilleret n-hexan (Merck, Darmstadt, Tyskland) og 1 ml pentan (99,0 % rent opløsningsmiddel GC-kvalitet, Sigma Aldrich). De adsorberede flygtige stoffer blev elueret med 400 μl pentan. Headspace-samlingerne blev samlet og derefter opbevaret ved -20 °C indtil brug til yderligere analyse.
Adfærdsmæssige reaktioner hos værtsøgende og blodspisende An. Flygtige ekstrakter fra headspace indsamlet fra frisk, 24-timers, 72-timers og 168-timers urin blev analyseret for flygtige ekstrakter fra Arabidopsis-myg ved hjælp af et lige glasrørsolfaktometer [18]. Forsøgene blev udført i ZT 13-15, den periode hvor Ans hjemsøgende aktivitet var på højeste niveau. Arab [19]. Et glasrørsolfaktometer (80 cm × 9,5 cm id) blev belyst med 3 ± 1 lx rødt lys ovenfra. Trækulfiltreret og befugtet luftstrøm (25 ± 2 °C, 65 ± 2% relativ luftfugtighed) passerede bioassayet ved 30 cm s-1. Luft ledes gennem en række rustfrit stålnet, hvilket skaber en laminar strømning og en ensartet røgsøjlestruktur. Tandtampondispenser (4 cm × 1 cm; L:D; DAB Dental AB), ophængt fra en 5 cm spole på den vindvendte ende af olfaktometeret, med stimulatorskift hvert 5. minut. Til analyse blev 10 μl af hvert headspace-ekstrakt, fortyndet 1:10, brugt som stimulus. En lige stor mængde pentan blev brugt som kontrol. Individuelle værtsøgende eller blodsugende myg blev placeret i individuelle udløsningsbure 2-3 timer før eksperimentets start. Udløsningsburet blev placeret på olfaktometerets nedvindende side, og myggene fik lov til at akklimatisere sig i 1 minut, hvorefter burets sommerfugleventil blev åbnet for at frigive. Tiltrækning til behandling eller kontrol blev analyseret som andelen af ​​myg, der kom i kontakt med kilden inden for 5 minutter efter frigivelse. Hvert headspace-flygtigt ekstrakt og kontrol blev replikeret mindst 30 gange, og for at undgå virkningerne af en enkelt dag blev det samme antal behandlinger og kontroller testet på hver forsøgsdag. Søgeresponser fra vært og blodfodrede Ans. Arabiske versus headspace-sæt blev analyseret ved hjælp af nominel logistisk regression efterfulgt af parvise sammenligninger for ulige forhold (JMP Pro, v14.0.0, SAS Institut Inc.).
Ans gyderespons. Headspace-ekstrakter fra frisk og lagret kourin blev analyseret i Bugdorm-bure (30 cm × 30 cm × 30 cm; MegaView Science). Plastikkopper (30 ml; Nolato Hertila) fyldt med 20 ml destilleret vand udgjorde gydesubstratet og blev placeret i modsatte hjørner af buret, 24 cm fra hinanden. Behandlingskopper blev justeret med 10 μl af hvert headspace-ekstrakt i en 1:10 fortynding. En lige stor mængde pentan blev brugt til at justere kontrolkoppen. Behandlings- og kontrolkopper blev udskiftet mellem hvert forsøg for at kontrollere for positionseffekter. Ti blodfodrede hunner blev sat ud i forsøgsbure ved ZT 9-11, og æg i kopper blev talt 24 timer senere. Formlen til beregning af gydeindekset er: (antal æg lagt i behandlingskoppen - antallet af æg lagt i kontrolkoppen)/(det samlede antal lagte æg). Hver behandling blev gentaget 8 gange.
Gaskromatografisk analyse og elektronantennemønsterdetektion (GC-EAD) analyse af hunlige An.arabiensis blev udført som tidligere beskrevet [20]. Kort fortalt blev friske flygtige ekstrakter fra headspace separeret ved hjælp af en Agilent Technologies 6890 GC (Santa Clara, CA, USA) udstyret med en HP-5 kolonne (30 m × 0,25 mm id, 0,25 μm filmtykkelse, Agilent Technologies). og aldrende urin. Hydrogen blev anvendt som mobil fase med en gennemsnitlig lineær strømningshastighed på 45 cm s-1. Hver prøve (2 μl) blev injiceret i 30 sekunder i splitless-tilstand med en indløbstemperatur på 225 °C. GC-ovntemperaturen blev programmeret fra 35 °C (3 minutters hold) til 300 °C (10 minutters hold) ved 10 °C min-1. I GC-effluentdeleren blev 4 psi nitrogen tilsat og delt 1:1 i et Gerstel 3D/2 lavt dødvolumenkryds (Gerstel, Mülheim, Tyskland) mellem flammeioniseringsdetektoren og EAD'en. GC-effluentkapillærrøret til EAD blev ført gennem en Gerstel ODP-2-overføringslinje, som sporer GC-ovntemperaturen plus 5 °C, ind i et glasrør (10 cm × 8 mm), hvor det blev blandet med kulfiltreret, befugtet luft (1,5 l min-1). Antennen blev placeret 0,5 cm fra rørets udløb. Hver enkelt myg udgjorde ét replikat, og for værtssøgende myg blev der udført mindst tre replikater på urinprøver af hver alder.
Identifikation af bioaktive forbindelser i headspace-samlinger af frisk og lagret bovin urin ved hjælp af en kombineret GC- og massespektrometer (GC-MS; 6890 GC og 5975 MS; Agilent Technologies) for at fremkalde antennale responser i GC-EAD-analyse, der opererer i elektronpåvirkningsioniseringstilstand ved 70 eV. GC'en var udstyret med en HP-5MS UI-belagt smeltet silicakapillarsøjle (60 m × 0,25 mm indre diameter, 0,25 μm filmtykkelse) ved hjælp af helium som mobil fase med en gennemsnitlig lineær strømningshastighed på 35 cm s-1. En 2 μl prøve blev injiceret ved hjælp af de samme injektorindstillinger og ovntemperatur som til GC-EAD-analysen. Forbindelser blev identificeret baseret på deres retentionstid (Kovát-indeks) og massespektre sammenlignet med det brugerdefinerede bibliotek og NIST14-biblioteket (Agilent). Identificerede forbindelser blev bekræftet ved at injicere autentiske standarder (Yderligere fil 1: Tabel S2). Til kvantificering blev heptylacetat (10 ng, 99,8% kemisk renhed, Aldrich) blev injiceret som en ekstern standard.
Evaluering af effektiviteten af ​​en syntetisk lugtblanding bestående af bioaktive forbindelser identificeret i frisk og lagret urin for at tiltrække værtsøgende og blodsugende Ans.arabiensis ved hjælp af samme olfaktometer og protokol som ovenfor. Syntetiske blandinger efterlignede sammensætningen og proportionerne af forbindelser i blandede flygtige ekstrakter fra frisk, 24-timers, 48-timers, 72-timers og 168-timers lagret urin (Figur 5D-G; Yderligere fil 1: Tabel S2). Til analyse anvendes 10 μl af en 1:100 fortynding af den fuldt syntetiske blanding med en samlet frigivelseshastighed på ca. 140-2400 ng h-1 til vurdering af tiltrækningskraft for værts- og blodsugende myg. Derefter udføres testen på komplette blandinger, hvor subtraktive blandinger af enkeltforbindelser fra den komplette blanding fjernes. Søgeresponser fra vært og blodfodrede Ans. Arab vs. syntetiske og subtraktive blandinger blev analyseret ved hjælp af nominel logistisk regression efterfulgt af parvise sammenligninger for ulige forhold. (JMP Pro, v14.0.0, SAS Institute Inc.).
For at vurdere, om ko-urin kunne tjene som et værtshabitat for malariamyg, blev frisk og lagret ko-urin, indsamlet som beskrevet ovenfor, og vand anbragt i 3-liters spande (100 ml) med masker og sat i lokkemadsfælder til værten. (BG-HDT-version; BioGents, Regensburg, Tyskland). Ti fælder blev placeret 50 m fra hinanden på græsgange, 400 m fra landsbysamfundet (Silay, Etiopien, 5°53´24´´N, 37°29´24´´Ø) og uden kvæg, på permanente ynglepladser og landsbyer. Fem fælder blev opvarmet for at simulere tilstedeværelsen af ​​en vært, mens fem fælder ikke blev opvarmet. Hvert behandlingssted roteres hver nat i i alt fem nætter. Antallet af myg fanget i fælder med lokkemad på urin af forskellig alder blev sammenlignet ved hjælp af logistisk regression med en beta-binomialfordeling (JMP Pro, v14.0.0, SAS Institute Inc.).
I en malaria-endemisk landsby nær byen Maki, Oromia-regionen, Etiopien (8° 11′ 08″ N, 38° 81′ 70″ Ø; Figur 6A). Undersøgelsen blev udført mellem midten af ​​august og midten af ​​september før den årlige indendørs restsprøjtning, sammen med en lang regntid. Fem par huse (20-50 m fra hinanden) beliggende i udkanten af ​​landsbyen blev udvalgt til undersøgelsen (Fig. 6A). Kriterierne for at udvælge husene var: ingen dyr tilladt i huset, ingen indendørs madlavning (træk af brænde eller trækul) var tilladt (i hvert fald i forsøgsperioden), og huse med højst to beboere, der sov i ikke-insekticider. under det behandlede myggenet. Etisk godkendelse er givet af Institutional Research Ethics Review Board (IRB/022/2016) ved Det Naturvidenskabelige Fakultet (CNS-IRB), Addis Abeba Universitet, i overensstemmelse med retningslinjerne fastsat i World Medical Association Declaration of Helsinki. Samtykke fra hver husstandsoverhoved blev indhentet med bistand fra sundhedspersonale. Hele processen er godkendt af lokale administrationer på distrikts- og afdelingsniveau ('kebele'). Det eksperimentelle design fulgte et 2 × 2 latinsk kvadratdesign, hvor syntetiske blandinger og kontroller blev tildelt parrede huse den første nat og byttet mellem husene den næste forsøgsaften. Denne proces blev gentaget ti gange. For at estimere myggeaktivitet i udvalgte huse blev CDC-fælderne desuden indstillet til at køre fem på hinanden følgende nætter i begyndelsen, midten og slutningen af ​​feltforsøget på samme tidspunkt af dagen.
En syntetisk blanding indeholdende seks bioaktive forbindelser blev opløst i heptan (97,0% opløsningsmiddel GC-kvalitet, Sigma Aldrich) og frigivet ved 140 ng h-1 ved hjælp af en bomuldsvæge-dispenser [20]. Væge-dispenseren tillod alle forbindelser at blive frigivet i konstante proportioner gennem hele det 12 timer lange eksperiment. Heptan blev brugt som kontrol. Hætteglasset blev ophængt ved siden af ​​indgangspunktet for Centers for Disease Control and Prevention (CDC) lysfælde (John W. Hock Company, Gainesville, FL, USA; Figur 6A). Fælderne blev hængt 0,8-1 m over jorden, nær fodenden af ​​sengen, og en frivillig sov under et ubehandlet myggenet og opererede mellem 18:00 og 06:30. Myg fanget efter køn og fysiologisk status (ikke-spist, spist, halvgravid og gravid [21] blev efterfølgende screenet ved hjælp af polymerasekædereaktionsanalyse (PCR) for at identificere arten morfologisk identificeret som A. gambiae sl. Medlemmer af komplekset [23]. I I feltstudiet blev fældefangst af parrede huse analyseret ved hjælp af en nominal logistisk tilpasningsmodel, hvor tiltrækning var den afhængige variabel, og behandling (syntetisk blanding vs. kontrol) var den fikserede effekt (JMP® 14.0.0. SAS Institute Inc.). Her rapporterer vi χ²- og p-værdierne fra likelihood ratio-testen.
Vurder om det er sikkert. arabiensis var i stand til at opnå urin, dens primære nitrogenkilde, urinstof, ved direkte fodring, inden for 48 timer efter administration i 4 dage efter (dpe) fodringsforsøg med værtsøgende og blodfodrede hunner (fig. 1A). Både værtsøgende og blodsugende hunner absorberede signifikant mere sukrose end nogen anden diæt eller vand (F(5.426) = 20,15, p < 0,0001 og F(5.299) = 56,00, p < 0,0001, henholdsvis; fig. 1B, C). Desuden spiste værtsøgende hunner mindre i urinen efter 72 timer sammenlignet med urin efter 168 timer (fig. 1B). Når de blev tilbudt en diæt indeholdende urinstof, absorberede værtsøgende hunner en signifikant større mængde urinstof ved 2,69 mM sammenlignet med alle andre koncentrationer og vand, mens den ikke kunne skelnes fra 10% sukrose (F(10.813)). = 15,72, p < 0,0001; Figur 1D). Dette stod i kontrast til responsen hos blodfodrede hunner, der typisk absorberede signifikant mere urinstofholdig diæt end vand, omend signifikant mindre end 10% sukrose (F(10,557) = 78,35, p < 0,0001; Figur 1).1E). Desuden absorberede flebotomiserede hunner mere urinstof end værtsøgende hunner ved de laveste koncentrationer ved sammenligning mellem de to fysiologiske tilstande, og disse hunner absorberede lignende mængder urinstof ved højere koncentrationer (F(1,953) = 78,82, p < 0,0001; Fig. 1F, G). Mens indtag fra en urinstofholdig diæt syntes at have optimale værdier (Fig. 1D,E), var hunner i begge fysiologiske tilstande i stand til at modulere mængden af ​​absorberet urinstof over hele området af urinstofkoncentrationer på en log-lineær måde (Fig. 1F,G). Tilsvarende ser det ud til, at myg kontrollerer deres kvælstofoptagelse ved at regulere mængden af ​​absorberet urin, da mængden af ​​kvælstof i urinen afspejles i den absorberede mængde (figur 1B, C og B indsæt).
For at vurdere virkningerne af urin og urinstof på overlevelse hos værtssøgende og blodsugende myg, blev hunnerne fodret med urin i alle fire aldre (frisk, 24 timer, 72 timer og 168 timer efter aflejring), og en række urinstofkoncentrationer samt destilleret vand og 10 % sukrose fungerede som kontrol (Figur 2A). Denne overlevelsesanalyse viste, at kosten havde en signifikant effekt på den samlede overlevelse hos værtssøgende hunner (urin: χ2 = 108,5, df = 5, p < 0,0001; urinstof: χ2 = 122,8, df = 5, p < 0,0001; Fig. 2B, C) og blodfodrede hunner (urin: χ2 = 93,0, df = 5, p < 0,0001; urinstof: χ2 = 137,9, df = 5, p < 0,0001; Figur 2D, E). I alle forsøg havde hunner fodret med en diæt af urin, urinstof og vand signifikant lavere overlevelsesrater sammenlignet med hunner fodret med en sukrosediæt (Figur 2B-E). Værtssøgende hunner fodret med frisk og gammel urin udviste forskellige overlevelsesrater, hvor dem, der blev fodret med 72 timers gammel urin (p = 0,016), havde den laveste overlevelsessandsynlighed (Fig. 2B). Desuden overlevede værtssøgende hunner fodret med 135 mM urinstof længere end vandkontrolgruppen (p < 0,04) (Fig. 2C). Sammenlignet med vand overlevede kvinder fodret med frisk urin og 24-timers urin længere (p = 0,001 og p = 0,012, henholdsvis; Figur 2D), mens kvinder fodret med 72-timers urin overlevede længere end dem, der blev fodret med frisk urin og 24-timers gammel urin (p < 0,0001 og p = 0,013, henholdsvis; Figur 2D). Når de blev fodret med 135 mM urinstof, overlevede blodfodrede hunner. overlevede længere end alle andre koncentrationer af urinstof og vand (p < 0,013; figur 2E).
Overlevelse af værtsmyg og blodsugende hunmyg, der lever af ko-urin og urinstof. I bioassayet (A) fik hunmyg en diæt bestående af frisk og lagret ko-urin, forskellige koncentrationer af urinstof, sukrose (10%) og destilleret vand (H2O). Overlevelsen af ​​værtssøgende (B, C) og blodsugende (D, E) myg blev registreret hver 12. time, indtil alle hunner, der blev fodret med urin (B, D) og urinstof (C, E), og kontrolmyg, sukrose og vand, var døde.
Den samlede afstand og antallet af skud bestemt i flyvemølletesten over en 24-timers periode varierede mellem værtssøgende og blodsugende myg, som generelt viste mindre flyveaktivitet (fig. 3). Værtssøgende myg, der leverede frisk og lagret urin eller sukrose og vand, viste forskellige flyvemønstre (fig. 3), hvor hunner, der fodrede med frisk urin, var mere aktive ved daggry, mens dem, der blev fodret med 24- og 168-timers gammel urin. Myg, der fodrede med urin, udviste forskellige flyvemønstre og primært var dagaktive. Hunmyg, der leverede sukrose eller 72-timers urin, viste aktivitet i hele 24-timersperioden, mens hunner, der leverede vand, var mere aktive i midten af ​​perioden. Myg fodret med sukrose udviste de højeste aktivitetsniveauer sent om aftenen og tidligt om morgenen, mens dem, der indtog 72-timers gammel urin, oplevede et støt fald i aktivitet over 24 timer (figur 3).
Flyvepræstationer hos jæger-søgende, blodsugende hunner af myggen Anopheles arabinis, der lever af ko-urin og urinstof. I flyvemølletesten blev hunmyg, der blev fodret med frisk og lagret ko-urin, bundet til vandrette, frit roterende arme (ovenfor). For værtssøgende (venstre) og blodsugende (højre) hunner blev den samlede afstand og antallet af flyvninger i timen for hver diæt over en 24-timers periode registreret (mørk: grå; lys: hvid). Gennemsnitlig afstand og gennemsnitligt antal anfald vises til højre for den døgnrytmiske aktivitetsgraf. Fejlsøjler repræsenterer standardfejlen for middelværdien. Statistisk analyse se tekst
Generelt fulgte den samlede flyveaktivitet hos værtsøgende hunner et mønster, der lignede flyveafstanden over en 24-timers periode. Den gennemsnitlige flyveafstand blev signifikant påvirket af den indtagne diæt (F(5, 138) = 28,27, p < 0,0001), og værtsøgende hunner, der indtog 72 timers urin, fløj signifikant længere afstande sammenlignet med alle andre diæter (p < 0,0001), og sukrosefodrede myg fløj længere end friske (p = 0,022) og 24-timers urinmodne (p = 0,022) myg. I modsætning til det flyveaktivitetsmønster, der er beskrevet af urindiæten, udviste urinstoffodrede værtsøgende hunner vedvarende flyveaktivitet over en 24-timers periode med et højdepunkt i anden halvdel af den mørke fase (fig. 3). Selvom aktivitetsmønstrene var ens, øgede værtsøgende hunner fodret med urinstof signifikant den gennemsnitlige flyveafstand afhængigt af den absorberede koncentration (F(5, 138) = 1310,91, p < 0,0001). Værtsøgende hunner fodret med en hvilken som helst koncentration af urinstof fløj længere end hunner fodret med enten vand eller sukrose (p < 0,03).
Den samlede flyveaktivitet hos blodsugende myg var stabil og vedvarende over 24 timer på tværs af alle diæter, med øget urinaktivitet i anden halvdel af den mørke periode for hunner fodret med vand såvel som hos hunner fodret friske og 24 timer gamle (billede 3). Mens urindiæten signifikant påvirkede den gennemsnitlige flyvedistance hos blodfodrede hunner (F(5, 138) = 4,83, p = 0,0004), gjorde urinstofdiæten det ikke (F(5, 138) = 1,36, p = 0,24) med anden urin og kontroldiæt (frisk, p = 0,0091; 72 timer, p = 0,0022; 168 timer, p = 0,001; sukrose, p = 0,0017; dH2O, p = 0,036).
Virkningerne af urin- og urinstoffodring på reproduktionsparametre blev vurderet i æglægningsbioassays (Figur 4A) og blev undersøgt i henhold til antallet af æg lagt af hver hun, ægstørrelse og nyklækkede larver i første instar. Antallet af lagte æg. Urinfodrede arabiske hunner varierede efter diæt (F(5,222) = 4,38, p = 0,0008; Fig. 4B). Hunner fodret med et 24-timers urin- og blodmel lagde signifikant flere æg end hunner fodret med andre urindiæter og var lig dem, der fik sukrose (Fig. 4B). Ligeledes varierede størrelsen af ​​æg lagt af urinfodrede hunner efter diæt (F(5, 209) = 12,85, p < 0,0001), hvor 24-timers urin- og sukrosefodrede hunner lagde signifikant større æg end vandfodrede hunner, mens æggene fra hunner fodret med 168 timers urin var signifikant mindre (Fig. 4C). Derudover påvirkede urindiæten larvestørrelsen signifikant. (F(5, 187) = 7,86, p < 0,0001), med signifikant større larver, der kommer fra æg lagt af 24- og 72-timers gamle urinfodrede hunner end fra æg lagt fra æglarver, vandfodrede hunner og 168-timers urinfodrede hunner (Figur 4D).
Reproduktionsevne hos hunmyg af slægten Anopheles arabinis, der lever af ko-urin og urinstof. Blodfodrede hunmyg blev fodret med diæter bestående af frisk og lagret ko-urin, forskellige koncentrationer af urinstof, sukrose (10%) og destilleret vand (H2O) i 48 timer, før de blev placeret i bioassays og udtaget til æglægningssubstrater (A). Antallet af æg (B, E), ægstørrelse (C, F) og larvestørrelse (D, G) blev signifikant påvirket af den givne diæt (ko-urin: BD; urinstof: EG). Gennemsnit for hver parameter målt ved hjælp af forskellige bogstavnavne var signifikant forskellige fra hinanden (envejs ANOVA ved hjælp af Tukeys post hoc-analyse; p < 0,05). Fejlsøjler repræsenterer standardfejlen for gennemsnittet.
Som den vigtigste nitrogenholdige komponent i urin påvirkede urinstof, når det gives som diæt til blodfodrede hunner, reproduktionsparametrene signifikant i alle undersøgelser. Antallet af æg lagt af hunner fodret med urinstof efter et blodmåltid lagde flere æg afhængigt af urinstofkoncentrationen (F(11, 360) = 4,69; p < 0,0001). Hunner fodret med urinstofkoncentrationer mellem 134 µM og 1,34 mM (figur 4E). Hunner fodret med urinstofkoncentrationer på 134 µM eller derover lagde større æg end hunner fodret med vand (F(10, 4245) = 36,7; p < 0,0001; figur 4F) og larvestørrelsen, selvom den var påvirket af lignende koncentrationer af urinstof hos mødre (F(10, 3305) = 37,9; p < 0,0001), var mere variabel (fig. 4G).
Samlet tiltrækning til værtsøgende bovin urinekstrakter fra headspace. Arabiensis vurderet i glasrørsolfaktometeret (fig. 5A) var signifikant påvirket af urinens alder (χ² = 15,9, df = 4, p = 0,0032; fig. 5B). Post hoc-analyse viste, at gammel urinlugt efter 24 timer forårsagede signifikant højere niveauer af tiltrækningskraft sammenlignet med alle andre behandlinger (72 timer: p = 0,0060, 168 timer: p = 0,012, pentan: p = 0,00070), bortset fra lugten af ​​frisk urin (p = 0,13; figur 5B). Selvom den samlede tiltrækning af blodsugende myg til urinlugt ikke var signifikant anderledes (χ² = 8,78, df = 4, p = 0,067; fig. 5C), viste disse hunner sig at være signifikant mere attraktive for flygtige ekstrakter fra headspace sammenlignet med 72 timer gammel urin sammenlignet med kontrolpersoner (p = 0,0066; figur 5C).
Adfærdsmæssige reaktioner på naturlige og syntetiske ko-urin lugte i søgen efter vært og blodfodret Anopheles arabianus. Skematisk oversigt over glasrørsolfaktometeret (A). Tiltrækning af flygtige ekstrakter i headspace fra frisk og lagret ko-urin til vært (B) og blodsugende (C) myg. Find tentaklereaktionen hos Lord An. Headspace ekstrakter isoleret fra frisk (D), 24-timers (E), 72-timers (F) og 168-timers (G) lagret ko-urin er vist. Elektronantennedetektionsspor (EAD) viser spændingsændringer som reaktion på bioaktive forbindelser i headspace elueret fra gaskromatografen og detekteret af en flammeioniseringsdetektor (FID). Skalalinjen repræsenterer responsamplitude (mV) versus retentionstid (s). Egenskaberne og frigivelseshastighederne (µg h-1) for de biologisk aktive forbindelser er vist. En enkelt stjerne (*) angiver en konsistent lavamplituderespons. Dobbelte stjerner (**) angiver ikke-reproducerbare reaktioner. Find værten (H) og Den blodsugende (I) An.arabiensis appellerer forskelligt til syntetiske blandinger af frisk og lagret kourinlugt. De gennemsnitlige andele af myg tiltrukket af forskellige bogstavnavne var signifikant forskellige fra hinanden (envejs ANOVA ved hjælp af Tukeys post hoc-analyse; p < 0,05). Fejlsøjler repræsenterer standardfejlen på skalaen.
Hun-Ann.arabiensis, 72 timer og 120 timer efter blodmåltid, blev der under gydning ikke vist nogen præference for flygtige ekstrakter fra frisk og lagret ko-urin sammenlignet med pentan-kontroller (χ2 = 3,07, p > 0,05; Yderligere fil 1: Fig. S1).
For hunlig Ann.arabiensis identificerede GC-EAD- og GC-MS-analyser otte, seks, tre og tre bioaktive forbindelser (figur 5D-G). Selvom der blev observeret forskelle i antallet af forbindelser, der fremkaldte elektrofysiologiske reaktioner, var de fleste af disse forbindelser til stede i hvert flygtigt ekstrakt fra headspace indsamlet fra frisk og lagret urin. Derfor blev der for hvert ekstrakt kun inkluderet forbindelser, der producerede en fysiologisk reaktion fra hunantennerne over tærsklen, i yderligere analyser.
Den samlede frigivelseshastighed for flygtige forbindelser i headspace-samlingen steg fra 29 µg h-1 i frisk urin til 242 µg h-1 i 168 timer lagret urin, primært på grund af stigninger i p-cresol og m-formaldehyd. Phenol samt phenol faldt derimod frigivelseshastighederne for andre forbindelser, såsom 2-cyclohexen-1-on og decanal, med stigende urinalder, hvilket korrelerede med det observerede fald i signalintensitet (forekomst) i kromatogrammet (fig. 5D) (venstre panel) og fysiologiske reaktioner på disse forbindelser (højre panel) (fig. 5D).
Samlet set havde den syntetiske blanding et lignende naturligt forhold af bioaktive forbindelser identificeret i flygtige ekstrakter af frisk og ældet urin (fig. 5D-G) og syntes ikke at fremkalde signifikant appel i søgen efter en vært (χ2 = 8,15, df = 4, p = 0,083; fig. 5H) eller blodsugende myg (χ2 = 4,91, df = 4, p = 0,30; fig. 5I). Imidlertid viste post hoc parvise sammenligninger mellem behandlinger, at værtssøgende myg var signifikant attraktive for den syntetiske blanding af 24 timer ældet urin sammenlignet med pentankontroller (p = 0,0086; figur 5H).
For at vurdere rollen af ​​individuelle komponenter i syntetiske blandinger af 24 timer gammel urin blev seks subtraktive blandinger evalueret mod komplette blandinger i Y-rørsassayet, hvor individuelle forbindelser blev fjernet. For værtssøgende myg havde fratrækning af individuelle forbindelser fra den komplette blanding en signifikant effekt på adfærdsmæssige reaktioner (χ2 = 19,63, df = 6, p = 0,0032; Yderligere fil 1: Figur S2A). Alle subtraktive blandinger var mere attraktive end Mindre end fuldt blandede. I modsætning hertil påvirkede fjernelse af individuelle forbindelser fra den fuldt syntetiske blanding ikke de blodsugende mygs adfærdsmæssige reaktioner (χ2 = 11,38, df = 6, p = 0,077), med undtagelse af decanal, som resulterede i lavere niveauer sammenlignet med den komplette blandings tiltrækning (p = 0,022; Yderligere fil 1: Figur S2B).
I en malaria-endemisk landsby i Etiopien blev effektiviteten af ​​en syntetisk blanding af 24-timers ko-urin til at tiltrække myg under feltforhold evalueret i ti nætter (fig. 6A). I ​​alt 4.861 myg blev fanget og identificeret, hvoraf 45,7% var Anthropus.gambiae sl, 18,9% var Anopheles pharoensis og 35,4% var Culex spp. (Yderligere fil 1: tabel S1). Anopheles arabinis er det eneste medlem af An.Gambian-artskomplekset identificeret ved PCR-analyse. I gennemsnit blev 320 myg fanget pr. nat, i løbet af hvilken tid fælder med syntetiske blandinger af lokkemad fangede flere myg end parrede fælder uden blanding (χ²(0, 3196) = 170,0, p < 0,0001). Fælder uden lokkemad blev sat op på hver af de fem kontrolnætter i begyndelsen, midten og slutningen af ​​forsøget. Lignende antal myg blev fanget i hvert par af fælder, hvilket indikerer ingen bias mellem huse (χ²(0, 1665) = 9 × 10-13, p > 0,05) og intet populationsfald i løbet af undersøgelsesperioden. Sammenlignet med kontrolfælder var antallet af myg fanget i fælderne indeholdende den syntetiske blanding signifikant forøget: værtssøgning (χ²(0, 2107) = 138,7, p < 0,0001), nylig blodsugning (χ²(0, 650) = 32,2, p < 0,0001) og drægtighed (χ²(0, 228) = 6,27, p = 0,0123; Yderligere fil 1: Tabel S1). Dette afspejles også i det samlede antal fangede myg: værtssøgning > blodsugende > gravid > halvdrægtig > han.
Feltevaluering af effektiviteten af ​​en 24-timers syntetisk ko-urin lugtblanding. Feltforsøg blev udført i det syd-centrale Etiopien (kort), nær byen Maki (indsæt), ved hjælp af en Centers for Disease Control (CDC) lysfælde (højre) i parrede huse med et latinsk firkantdesign (luftfoto) (A). Syntetiske lugt-agnede CDC fotofælder tiltrækker og fanger hun-Anopheles arabesques (B), men ikke Anopheles farroes (C), på en anden måde, en fysiologisk tilstandsafhængig effekt. Derudover fangede disse fælder signifikant øgede antal af værtsmyggene Culex. (D) Sammenlignet med kontrol. Søjlerne til venstre repræsenterer det gennemsnitlige selektionsindeks for myg fanget i par af lugt-agne (grøn) og kontrol (åbne) fælder (N = 10), mens søjlerne til højre repræsenterer det gennemsnitlige selektionsindeks i par af kontrolfælder (åbne; N = 5). Stjerner angiver statistiske signifikansniveauer (*p = 0,01 og ***p < 0,0001)
De tre arter blev fanget forskelligt i fælder indeholdende syntetiske blandinger. Ved værtsøgning (χ2(1, 1345) = 71,7, p < 0,0001), blodfødning (χ2(1, 517) = 16,7, p < 0,0001) og drægtighed (χ2(1, 180) = 6,11, p = 0,0134) blev en .arabiensis fanget i fælden, hvorved den syntetiske blanding blev frigivet (fig. 6B), mens mængden af ​​An ikke var forskellig. Pharoensis i forskellige fysiologiske tilstande blev fundet (fig. 6C). For Culex blev der kun fundet en signifikant stigning i antallet af myg, der søgte værter, i fælder med agn på den syntetiske blanding (χ2(1,1319) = 12,6, p = 0,0004; fig. 6D) sammenlignet med kontrolfælder.
Fælder til værtslokning placeret uden for potentielle værter mellem ynglepladser og landdistrikter i Etiopien blev brugt til at vurdere, om malariamyg bruger ko-urinlugt som et signal fra værtshabitatet. I fravær af værtsignaler, varme og med eller uden tilstedeværelse af ko-urinlugt blev der ikke fanget myg (Yderligere fil 1: Figur S3). Imidlertid blev hun-malariamyg tiltrukket og fanget i nærvær af høj temperatur og ko-urinlugt, omend i små antal, uafhængigt af urinens alder (χ²(5, 25) = 2,29, p = 0,13; Yderligere fil 1: Figur S3). I modsætning hertil fangede vandkontroller ikke malariamyg ved høje temperaturer (Yderligere fil 1: Figur S3).
Malariamyg erhverver og distribuerer nitrogenholdige forbindelser gennem kompenserende fodring af ko-urin (dvs. vandpytter) for at forbedre livshistorieegenskaber, ligesom andre insekter [2, 4, 24, 25, 26]. Ko-urin er en let tilgængelig fornybar ressource, der er tæt forbundet med hvilesteder for malariavektorer, såsom kostalde og høj vegetation tæt på landlige hjem og gydepladser. Hunmyg lokaliserer denne ressource ved lugt og er i stand til at regulere optagelsen af ​​nitrogenholdige forbindelser i urin, herunder urinstof, den vigtigste nitrogenholdige komponent i urin [15, 16]. Afhængigt af hunmyggens fysiologiske tilstand allokeres næringsstoffer i urinen for at forbedre flyveaktiviteten og overlevelsen hos værtsøgende hunmyg, samt overlevelses- og reproduktionsegenskaberne hos blodfodrede individer under den første gonadotropiske cyklus. Derfor spiller urinblanding en vigtig ernæringsmæssig rolle for malariavektorer, der er lukkede ligesom underernærede voksne [8], da det giver hunmyg evnen til at erhverve vigtige nitrogenholdige forbindelser ved at engagere sig i lavrisikofodring. Dette fund har betydelige epidemiologiske konsekvenser, da hunnerne øger deres levetid. forventet vækst, aktivitet og reproduktionsoutput, som alle påvirker vektorkapaciteten. Desuden kan denne adfærd være målet for fremtidige vektorhåndteringsprogrammer.