Published March 12, 2024 | Version v1
Publication Open

Bionomics, seasonal abundance and insecticide susceptibility of Anopheles (Diptera: Culicidae) in low and high malaria transmission settings in Ethiopia

Creators

  • 1. Jimma University

Description

Abstract Background : In Ethiopia, malaria is highly seasonal with varying intensities of transmission due to altitudinal and climatic variations. Information on bionomics of principal, secondary and suspected malaria vectors, species composition, seasonal dynamics and/or abundance and insecticide susceptibility status at locality level is important to understand malaria transmission in a particular eco- epidemiological setting to design effective vector control strategies. Methods : Mosquitoes were collected using CDC light traps and human landing catches (HLC) for 17 months between June 2018 and September 2020 from Lare district of Gambella Regional State, Ethiopia. The Anopheles mosquitoes were morphologically identified and preserved for further analysis. Larvae and pupae of Anopheline mosquitoes were collected from breeding sites of Lare district and Jimma zone and reared to adult. Bioassays were conducted on non-blood-fed, 3-5-day-old adult female mosquitoes emerged from larvae and pupae using discriminating concentrations of WHO insecticide-impregnated papers. Deltamethrin-survived samples of An. coustani were molecularly identified via Sanger sequencing (COI and COII mitochondrial gene determination). Plasmodium parasite infection in An . pharoensis and An. coustani was investigated using TaqMan qPCR assay. Mean monthly density differences among mosquito species were evaluated by analysis of variance (ANOVA). Differences in mean Anopheles mosquito density between outdoor and indoor catches by HLC were compared using a t test. Data were analyzed using IBM SPSS statistics for Windows v.20.0. Results : Of 11,048 Anopheles mosquitoes collected during the 17-months survey, An. coustani was the most abundant species, representing 46.20% (5103/11048), followed by An. phraoensis (27.89%, n= 3082), An. gambiae complex (16.04%, n= 1772) and An. funestus (9.88%, n= 1091). About 73.17% (n=8084) the mosquitoes were collected using CDC and while 26.83% (n=2964) were captured using HLC method The mean monthly density of female Anopheles collected by HLC was 5.17 mosquitoes per-person-night, while the corresponding mean monthly mosquito density by CDC LT was 17.37 mosquitoes per trap-night. The number of Anopheles mosquitoes captured outdoors by HLC was 1.36 times higher than the indoor capture. There was positive but weak (p > 0.05) association between Anopheles abundance and mean monthly rainfall in the Lare district. An. pharoensis , An. gambiae s.l. and An. coustani complex were susceptible to pirimiphos-methyl (organophosphate), propoxur and bendiocarb (carbamate). However, An. pharoensis and An. gambiae s.l. were resistant to DDT, deltamethrin, permethrin and malathion. On the other hand, An. coustani complex were resistant to DDT and deltamethrin (pyrethroid). Species identification of deltamethrin survivor An. coustani (morphological) was also molecularly confirmed. No Plasmodium infection was detected in An. coustani and An. pharoensis . Conclusion : Temporal variation in mean density of Anopheles mosquito species was recorded in relatively large number (except An. funestus ) during June-November. The higher mean mosquito density from outdoors coupled with multiple insecticide resistance of malaria vector populations and occurrence of An. funestus in dry season call for regular monitoring and intervention considering the behavioral dynamics of Anopheles species across seasons. Additional information on mosquito fauna and abundance in relation to metrological factors in a particular locality is essential for the development of efficient vector control interventions.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

خلفية الملخص: في إثيوبيا، تكون الملاريا موسمية للغاية مع شدة انتقال متفاوتة بسبب الاختلافات الطولية والمناخية. تعد المعلومات المتعلقة بالبيوميات الخاصة بناقلات الملاريا الرئيسية والثانوية والمشتبه فيها وتكوين الأنواع والديناميكيات الموسمية و/أو الوفرة وحالة قابلية المبيدات الحشرية على مستوى المنطقة مهمة لفهم انتقال الملاريا في بيئة بيئية وبائية معينة لتصميم استراتيجيات فعالة لمكافحة ناقلات الأمراض. الطرق : تم جمع البعوض باستخدام مصائد ضوء مركز السيطرة على الأمراض ومصيد الهبوط البشري لمدة 17 شهرًا بين يونيو 2018 وسبتمبر 2020 من منطقة لار في ولاية غامبيلا الإقليمية، إثيوبيا. تم تحديد البعوض الأنوفيلي من الناحية المورفولوجية وحفظه لمزيد من التحليل. تم جمع اليرقات والشرانق من بعوض الأنوفيلين من مواقع التكاثر في منطقة لاري ومنطقة جيما وتربيتها للبالغين. أجريت فحوصات بيولوجية على البعوض البالغ من العمر 3-5 أيام غير المغذي بالدم من اليرقات والشرانق باستخدام تركيزات تمييزية من أوراق منظمة الصحة العالمية المشربة بالمبيدات الحشرية. تم تحديد العينات الباقية على قيد الحياة من ديلتامثرين من أن. كوستاني جزيئيًا عبر تسلسل سانجر (تحديد جينات ميتوكوندريا COI و COII). تم فحص عدوى طفيليات البلازموديوم في An. pharoensis و An. coustani باستخدام اختبار TaqMan qPCR. تم تقييم متوسط فروق الكثافة الشهرية بين أنواع البعوض من خلال تحليل التباين (ANOVA). تمت مقارنة الاختلافات في متوسط كثافة بعوض الأنوفيلة بين المصيد الخارجي والداخلي من قبل مركز الحياة الإنساني باستخدام اختبار t. تم تحليل البيانات باستخدام إحصائيات IBM SPSS لنظام التشغيل Windows v.20.0. النتائج : من بين 11048 بعوضة أنوفيليس التي تم جمعها خلال مسح 17 شهرًا، كان أن. كوستاني أكثر الأنواع وفرة، حيث يمثل 46.20 ٪ (5103/11048)، يليه أن. فراونسيس (27.89 ٪، ن= 3082)، مجمع أن. غامبيا (16.04 ٪، ن= 1772) و أن. فونيستوس (9.88 ٪، ن= 1091). تم جمع حوالي 73.17 ٪ (العدد=8084) من البعوض باستخدام مركز السيطرة على الأمراض، بينما تم التقاط 26.83 ٪ (العدد=2964) باستخدام طريقة HLC. كان متوسط الكثافة الشهرية للأنوفيلة الأنثوية التي جمعتها HLC 5.17 بعوض لكل شخص في الليلة، في حين أن متوسط كثافة البعوض الشهرية المقابلة من قبل مركز السيطرة على الأمراض كان 17.37 بعوضة في الليلة الواحدة. كان عدد بعوض الأنوفيليس الذي تم التقاطه في الهواء الطلق من قبل مركز الحياة الإنساني أعلى بمقدار 1.36 مرة من العدد الذي تم التقاطه في الأماكن المغلقة. كان هناك ارتباط إيجابي ولكنه ضعيف (p > 0.05) بين وفرة الأنوفيلة ومتوسط هطول الأمطار الشهري في منطقة لار. كان مجمع An. pharoensis و An. gambiae s.l. و An. coustani عرضة لـ pirimiphos - methyl (الفوسفات العضوي) و propoxur و bendiocarb (الكربامات). ومع ذلك، كان An. pharoensis و An. gambiae s.l. مقاومين للـ دي .دي .تي والدلتامثرين والبيرميثرين والملاثيون. من ناحية أخرى، كان مجمع آن كوستاني مقاومًا للـ دي .دي .تي والدلتامثرين (البيريثرويد). كما تم تأكيد تحديد أنواع الناجين من الدلتامثرين An. coustani (مورفولوجي) جزيئيًا. لم يتم الكشف عن عدوى المتصورة في An. coustani و An. pharoensis . الخلاصة : تم تسجيل التباين الزمني في متوسط كثافة أنواع بعوض الأنوفيلة في عدد كبير نسبيًا (باستثناء أنوف الفونيستوس ) خلال شهري يونيو ونوفمبر. تتطلب الكثافة المتوسطة الأعلى للبعوض من الخارج إلى جانب المقاومة المتعددة للمبيدات الحشرية لمجموعات ناقلات الملاريا وحدوث An. funestus في موسم الجفاف المراقبة والتدخل المنتظمين مع مراعاة الديناميكيات السلوكية لأنواع الأنوفيلة عبر المواسم. معلومات إضافية عن حيوانات البعوض والوفرة فيما يتعلق بالعوامل المترولوجية في منطقة معينة ضرورية لتطوير تدخلات فعالة لمكافحة ناقلات الأمراض.

Translated Description (French)

Résumé Contexte : En Éthiopie, le paludisme est très saisonnier avec des intensités de transmission variables en raison des variations altitudinales et climatiques. Les informations sur la bionomique des vecteurs principaux, secondaires et suspects du paludisme, la composition des espèces, la dynamique saisonnière et/ou l'abondance et l'état de sensibilité aux insecticides au niveau de la localité sont importantes pour comprendre la transmission du paludisme dans un contexte éco-épidémiologique particulier afin de concevoir des stratégies efficaces de lutte antivectorielle. Méthodes : Les moustiques ont été collectés à l'aide de pièges légers CDC et de captures humaines au débarquement (HLC) pendant 17 mois entre juin 2018 et septembre 2020 dans le district de Lare de l'État régional de Gambella, en Éthiopie. Les moustiques anophèles ont été identifiés morphologiquement et préservés pour une analyse plus approfondie. Des larves et des nymphes de moustiques anophèles ont été recueillies dans des sites de reproduction du district de Lare et de la zone de Jimma et élevées jusqu'à l'âge adulte. Des bioessais ont été menés sur des moustiques femelles adultes non nourris au sang, âgés de 3 à 5 jours, issus de larves et de nymphes, en utilisant des concentrations discriminantes de papiers imprégnés d'insecticide de l'OMS. Des échantillons d'An. coustani ayant survécu à la deltaméthrine ont été identifiés moléculairement par séquençage de Sanger (détermination des gènes mitochondriaux COI et COII). L'infection parasitaire à plasmodium chez An . pharoensis et An. coustani a été étudiée à l'aide du test TaqMan qPCR. Les différences de densité mensuelle moyenne entre les espèces de moustiques ont été évaluées par analyse de variance (ANOVA). Les différences de densité moyenne des moustiques anophèles entre les captures extérieures et intérieures par CLH ont été comparées à l'aide d'un test t. Les données ont été analysées à l'aide des statistiques IBM SPSS pour Windows v.20.0. Résultats : Sur 11 048 moustiques Anopheles collectés au cours de l'enquête de 17 mois, An. coustani était l'espèce la plus abondante, représentant 46,20 % (5103/11048), suivie de An. phraoensis (27,89 %, n= 3082), du complexe An. gambiae (16,04 %, n= 1772) et de An. funestus (9,88 %, n= 1091). Environ 73,17 % (n=8084) des moustiques ont été collectés à l'aide des CDC et tandis que 26,83 % (n=2964) ont été capturés à l'aide de la méthode HLC La densité mensuelle moyenne des anophèles femelles collectées par HLC était de 5,17 moustiques par nuit-personne, tandis que la densité mensuelle moyenne correspondante par CDC LT était de 17,37 moustiques par nuit-piège. Le nombre de moustiques anophèles capturés à l'extérieur par HLC était 1,36 fois plus élevé que la capture à l'intérieur. Il y avait une association positive mais faible (p > 0,05) entre l'abondance des anophèles et les précipitations mensuelles moyennes dans le district de Lare. An. pharoensis , An. gambiae s.l. et An. coustani complex étaient sensibles au pirimiphos-méthyl (organophosphate), au propoxur et au bendiocarbe (carbamate). Cependant, An. pharoensis et An. gambiae s.l. étaient résistantes au DDT, à la deltaméthrine, à la perméthrine et au malathion. En revanche, le complexe An. coustani était résistant au DDT et à la deltaméthrine (pyréthroïde). L'identification de l'espèce An. coustani (morphologique), survivant de la deltaméthrine, a également été confirmée au niveau moléculaire. Aucune infection à Plasmodium n'a été détectée chez An. coustani et An. pharoensis . Conclusion : La variation temporelle de la densité moyenne des espèces de moustiques anophèles a été enregistrée en relativement grand nombre (sauf An. funestus ) entre juin et novembre. La densité moyenne de moustiques plus élevée à l'extérieur, associée à une résistance multiple aux insecticides des populations de vecteurs du paludisme et à la présence d'An. funestus en saison sèche, nécessite un suivi et une intervention réguliers compte tenu de la dynamique comportementale des espèces d'Anophèles à travers les saisons. Des informations supplémentaires sur la faune et l'abondance des moustiques en relation avec les facteurs métrologiques dans une localité particulière sont essentielles pour le développement d'interventions efficaces de lutte antivectorielle.

Translated Description (Spanish)

Resumen Antecedentes : En Etiopía, la malaria es altamente estacional con diferentes intensidades de transmisión debido a las variaciones altitudinales y climáticas. La información sobre la bionómica de los vectores principales, secundarios y sospechosos de malaria, la composición de las especies, la dinámica estacional y/o la abundancia y el estado de susceptibilidad a los insecticidas a nivel local es importante para comprender la transmisión de la malaria en un entorno ecoepidemiológico particular para diseñar estrategias efectivas de control de vectores. Métodos : Los mosquitos se recolectaron utilizando trampas de luz de los CDC y capturas de desembarque humano (HLC) durante 17 meses entre junio de 2018 y septiembre de 2020 en el distrito de Lare del estado regional de Gambella, Etiopía. Los mosquitos Anopheles se identificaron morfológicamente y se conservaron para su posterior análisis. Se recolectaron larvas y pupas de mosquitos anofelinos de los sitios de reproducción del distrito de Lare y la zona de Jimma y se criaron hasta convertirse en adultos. Se realizaron bioensayos en mosquitos hembra adultos de 3 a 5 días de edad, no alimentados con sangre, QUE emergieron de larvas y pupas utilizando concentraciones discriminantes de papeles impregnados con insecticida de la OMS. Las muestras sobrevivientes de deltametrina de An. coustani se identificaron molecularmente mediante secuenciación de Sanger (determinación del gen mitocondrial COI y COII). La infección por el parásito Plasmodium en An . pharoensis y An. coustani se investigó utilizando el ensayo de qPCR TaqMan. Las diferencias de densidad media mensual entre las especies de mosquitos se evaluaron mediante análisis de varianza (ANOVA). Las diferencias en la densidad media de mosquitos Anopheles entre las capturas en exteriores e interiores por HLC se compararon mediante una prueba t. Los datos se analizaron utilizando las estadísticas de IBM SPSS para Windows v.20.0. Resultados : De 11.048 mosquitos Anopheles recolectados durante la encuesta de 17 meses, An. coustani fue la especie más abundante, representando el 46,20% (5103/11048), seguida de An. phraoensis (27,89%, n= 3082), An. gambiae complex (16,04%, n= 1772) y An. funestus (9,88%, n= 1091). Aproximadamente el 73.17% (n=8084) de los mosquitos se recolectaron utilizando los CDC y mientras que el 26.83% (n=2964) se capturaron utilizando el método de HLC. La densidad mensual media de Anopheles hembras recolectadas por HLC fue de 5.17 mosquitos por noche-persona, mientras que la densidad mensual media de mosquitos correspondiente por CDC LT fue de 17.37 mosquitos por noche-trampa. El número de mosquitos Anopheles capturados al aire libre por HLC fue 1,36 veces mayor que la captura en interiores. Hubo una asociación positiva pero débil (p > 0.05) entre la abundancia de Anopheles y la precipitación media mensual en el distrito de Lare. An. pharoensis , An. gambiae s.l. y An. coustani complex fueron susceptibles al pirimifos-metil (organofosfato), propoxur y bendiocarb (carbamato). Sin embargo, An. pharoensis y An. gambiae s.l. fueron resistentes al DDT, deltametrina, permetrina y malatión. Por otro lado, el complejo An. coustani era resistente al DDT y a la deltametrina (piretroide). También se confirmó molecularmente la identificación de especies del sobreviviente de deltametrina An. coustani (morfológico). No se detectó infección por Plasmodium en An. coustani y An. pharoensis . Conclusión : La variación temporal en la densidad media de las especies de mosquitos Anopheles se registró en un número relativamente grande (excepto An. funestus ) durante junio-noviembre. La mayor densidad media de mosquitos al aire libre, junto con la resistencia a múltiples insecticidas de las poblaciones de vectores de la malaria y la aparición de An. funestus en la estación seca requieren un monitoreo e intervención regulares teniendo en cuenta la dinámica de comportamiento de las especies de Anopheles en todas las estaciones. La información adicional sobre la fauna y abundancia de mosquitos en relación con los factores metrológicos en una localidad en particular es esencial para el desarrollo de intervenciones eficientes de control de vectores.

Files

latest.pdf.pdf

Files (653.0 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:6f8872547619677b8427837fbb2894d7
653.0 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
علم الأحياء، الوفرة الموسمية وقابلية المبيدات الحشرية للأنوفيلة (Diptera: Culicidae) في أماكن انتقال الملاريا المنخفضة والعالية في إثيوبيا
Translated title (French)
Bionomique, abondance saisonnière et sensibilité aux insecticides des anophèles (Diptera : Culicidae) dans les contextes de transmission du paludisme faible et élevée en Éthiopie
Translated title (Spanish)
Bionómica, abundancia estacional y susceptibilidad a los insecticidas de Anopheles (Diptera: Culicidae) en entornos de transmisión baja y alta de malaria en Etiopía

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4392716658
DOI
10.21203/rs.3.rs-3307406/v2

Is supplement to
https://openalex.org/W2977685506 (Other)
https://openalex.org/W2340452437 (Other)
https://openalex.org/W2805787942 (Other)
https://openalex.org/W2337709003 (Other)
https://openalex.org/W1566335282 (Other)
https://openalex.org/W3215554334 (Other)
https://openalex.org/W3003298289 (Other)
https://openalex.org/W1838318507 (Other)
https://openalex.org/W2106234245 (Other)
https://openalex.org/W2956094576 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Ethiopia

References

  • https://openalex.org/W1500475951
  • https://openalex.org/W2077932336
  • https://openalex.org/W2103610338
  • https://openalex.org/W2110619283
  • https://openalex.org/W2117314547
  • https://openalex.org/W2129166045
  • https://openalex.org/W2134603694
  • https://openalex.org/W2134718855
  • https://openalex.org/W2150477652
  • https://openalex.org/W2169148318
  • https://openalex.org/W2171574808
  • https://openalex.org/W2196590745
  • https://openalex.org/W2586777805
  • https://openalex.org/W2611340700
  • https://openalex.org/W2767223577
  • https://openalex.org/W2782412409
  • https://openalex.org/W2890592401
  • https://openalex.org/W2939214109
  • https://openalex.org/W3002217389
  • https://openalex.org/W3013356100
  • https://openalex.org/W3093175154
  • https://openalex.org/W3099995641
  • https://openalex.org/W3196298799
  • https://openalex.org/W3203429656
  • https://openalex.org/W4211173881
  • https://openalex.org/W4220768484
  • https://openalex.org/W4220965325
  • https://openalex.org/W4282937428
  • https://openalex.org/W4307044045