Published February 21, 2018
| Version v1
Publication
Open
Sweet attraction: sugarcane pollen-associated volatiles attract gravid Anopheles arabiensis
Creators
- 1. Addis Ababa University
- 2. Swedish University of Agricultural Sciences
- 3. International Centre of Insect Physiology and Ecology
Description
Anopheles arabiensis is a key vector for the transmission of human malaria in sub-Saharan Africa. Over the past 10,000 years, humans have successfully cultivated grasses and altered the landscape, creating An. arabiensis favourable environments that contain excellent habitats for both larvae and adults. Sugarcane is the most expanding agricultural system in sub-Saharan Africa, and is linked to the increased threat of malaria in rural communities. The prolific production and wind dispersal of sugarcane pollen, together with standing pools of water, often provide, as a result of irrigation, a nutrient-rich environment for the offspring of gravid malaria mosquitoes. In the present study, sugarcane pollen-associated volatiles from two cultivars are shown to attract gravid An. arabiensis in a still air two-port olfactometer and stimulate egg laying in an oviposition bioassay. Through combined gas chromatography and electroantennographic detection, as well as combined gas chromatography and mass spectrometric analyses, we identified the bioactive volatiles and generated a synthetic blend that reproduced the full behavioural repertoire of gravid mosquitoes in the Y-tube assay. Two subtractive odour blends, when compared with the full blend, were significantly more attractive. These three and four-component subtractive blends share the compounds (1R)-(+)-α-pinene, nonanal and benzaldehyde, of which, (1R)-(+)-α-pinene and nonanal are found in the attractive odour blends from rice plants and maize pollen. In pairwise comparisons, the rice synthetic odour blend was more attractive to gravid mosquitoes than either of the pollen blends, whereas the pollen blends did not differ in attraction. The attraction of gravid females to sugarcane pollen volatiles demonstrated in this study, together with the previously found grass-associated volatiles, raise the potential of developing a bioactive chimeric blend to attract gravid malaria mosquitoes. This is discussed in relation to the development of novel and cost-effective vector control measures.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
الأنوفيلة العربية هي ناقل رئيسي لانتقال الملاريا البشرية في أفريقيا جنوب الصحراء الكبرى. على مدار العشرة آلاف عام الماضية، نجح البشر في زراعة الأعشاب وتغيير المناظر الطبيعية، مما خلق بيئات مواتية للإنسان العربي تحتوي على موائل ممتازة لكل من اليرقات والبالغين. قصب السكر هو النظام الزراعي الأكثر توسعًا في أفريقيا جنوب الصحراء الكبرى، ويرتبط بزيادة خطر الملاريا في المجتمعات الريفية. غالبًا ما يوفر الإنتاج الغزير وانتشار الرياح من حبوب لقاح قصب السكر، جنبًا إلى جنب مع برك المياه الدائمة، نتيجة للري، بيئة غنية بالمغذيات لنسل بعوض الملاريا الحملي. في هذه الدراسة، تبين أن المواد المتطايرة المرتبطة بحبوب لقاح قصب السكر من صنفين تجذب الحامل العربية في مقياس شم بمنفذين في الهواء الطلق وتحفز وضع البيض في اختبار بيولوجي لوضع البيض. من خلال الاستشراب الغازي المشترك والكشف الكهربائي، بالإضافة إلى الاستشراب الغازي المشترك والتحليلات الطيفية الكتلية، حددنا المواد المتطايرة النشطة بيولوجيًا وأنشأنا مزيجًا اصطناعيًا أعاد إنتاج الذخيرة السلوكية الكاملة للبعوض الحملي في اختبار الأنبوب Y. كان مزيجان للرائحة الطرحية، عند مقارنتهما بالمزيج الكامل، أكثر جاذبية بشكل ملحوظ. تشترك هذه الخلائط الطرحية المكونة من ثلاثة وأربعة مكونات في المركبات (1R)- (+) - ألفا بينين، نونانال وبنزالديهايد، منها، (1R)- (+) - ألفا بينين وغير نونانال توجد في خلائط الرائحة الجذابة من نباتات الأرز وحبوب لقاح الذرة. في المقارنات الزوجية، كان مزيج رائحة الأرز الاصطناعية أكثر جاذبية للبعوض الحملي من أي من خلائط حبوب اللقاح، في حين أن خلائط حبوب اللقاح لم تختلف في الجذب. إن جذب الإناث الحوامل إلى حبوب لقاح قصب السكر المتطايرة الموضحة في هذه الدراسة، جنبًا إلى جنب مع المواد المتطايرة المرتبطة بالعشب التي تم العثور عليها سابقًا، يزيد من إمكانية تطوير مزيج خيالي نشط بيولوجيًا لجذب بعوض الملاريا الحملي. نناقش هذا فيما يتعلق بوضع تدابير جديدة وفعالة من حيث التكلفة لمكافحة ناقلات الأمراض.Translated Description (French)
Anopheles arabiensis est un vecteur clé de la transmission du paludisme humain en Afrique subsaharienne. Au cours des 10 000 dernières années, les humains ont cultivé avec succès des graminées et modifié le paysage, créant des environnements favorables à l'An. arabiensis qui contiennent d'excellents habitats pour les larves et les adultes. La canne à sucre est le système agricole le plus en expansion en Afrique subsaharienne, et est liée à la menace accrue du paludisme dans les communautés rurales. La production prolifique et la dispersion éolienne du pollen de canne à sucre, ainsi que les bassins d'eau stagnants, fournissent souvent, à la suite de l'irrigation, un environnement riche en nutriments pour la progéniture des moustiques du paludisme gravides. Dans la présente étude, il a été démontré que les substances volatiles associées au pollen de canne à sucre de deux cultivars attirent l'An. arabiensis gravide dans un olfactomètre à deux ports à air calme et stimulent la ponte dans un bioessai de ponte. Grâce à la chromatographie en phase gazeuse combinée et à la détection électro-antennographique, ainsi qu'à la chromatographie en phase gazeuse combinée et aux analyses spectrométriques de masse, nous avons identifié les substances volatiles bioactives et généré un mélange synthétique qui reproduit le répertoire comportemental complet des moustiques gravides dans le test du tube Y. Deux mélanges d'odeurs soustractives, par rapport au mélange complet, étaient significativement plus attrayants. Ces mélanges soustractifs à trois et quatre composants partagent les composés (1R)-(+)-α-pinène, nonanal et benzaldéhyde, dont le (1R)-(+)-α-pinène et le nonanal se trouvent dans les mélanges odorants attrayants des plants de riz et du pollen de maïs. Dans les comparaisons par paires, le mélange d'odeurs synthétiques du riz était plus attrayant pour les moustiques gravides que l'un ou l'autre des mélanges de pollen, alors que les mélanges de pollen ne différaient pas en attraction. L'attraction des femelles gravides par les substances volatiles du pollen de canne à sucre démontrée dans cette étude, ainsi que les substances volatiles associées à l'herbe précédemment trouvées, augmentent le potentiel de développement d'un mélange chimérique bioactif pour attirer les moustiques du paludisme gravides. Ceci est discuté en relation avec le développement de nouvelles mesures de lutte antivectorielle rentables.Translated Description (Spanish)
Anopheles arabiensis es un vector clave para la transmisión de la malaria humana en el África subsahariana. Durante los últimos 10.000 años, los humanos han cultivado con éxito pastos y han alterado el paisaje, creando ambientes favorables para An. arabiensis que contienen hábitats excelentes tanto para larvas como para adultos. La caña de azúcar es el sistema agrícola en mayor expansión en el África subsahariana y está vinculado a la creciente amenaza de la malaria en las comunidades rurales. La producción prolífica y la dispersión por el viento del polen de la caña de azúcar, junto con los charcos de agua estancados, a menudo proporcionan, como resultado del riego, un entorno rico en nutrientes para la descendencia de los mosquitos grávidos de la malaria. En el presente estudio, se muestra que los volátiles asociados al polen de la caña de azúcar de dos cultivares atraen a An. arabiensis grávida en un olfatómetro de dos puertos de aire tranquilo y estimulan la puesta de huevos en un bioensayo de oviposición. A través de la cromatografía de gases combinada y la detección electroantenográfica, así como la cromatografía de gases combinada y los análisis de espectrometría de masas, identificamos los volátiles bioactivos y generamos una mezcla sintética que reprodujo el repertorio completo de comportamiento de los mosquitos grávidos en el ensayo de tubo en Y. Dos mezclas de olores sustractivas, en comparación con la mezcla completa, fueron significativamente más atractivas. Estas mezclas sustractivas de tres y cuatro componentes comparten los compuestos (1R)-(+)-α-pineno, nonanal y benzaldehído, de los cuales, (1R)-(+)-α-pineno y nonanal se encuentran en las atractivas mezclas de olor de las plantas de arroz y el polen de maíz. En comparaciones por pares, la mezcla de olor sintético del arroz fue más atractiva para los mosquitos grávidos que cualquiera de las mezclas de polen, mientras que las mezclas de polen no difirieron en la atracción. La atracción de las hembras grávidas por los volátiles del polen de la caña de azúcar demostrada en este estudio, junto con los volátiles asociados a la hierba previamente encontrados, aumentan el potencial de desarrollar una mezcla quimérica bioactiva para atraer a los mosquitos de la malaria grávida. Esto se discute en relación con el desarrollo de medidas de control de vectores novedosas y rentables.Files
s12936-018-2245-1.pdf
Files
(1.4 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:824dc381a5216be107931213a8e08fb2
|
1.4 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- جاذبية حلوة: المواد المتطايرة المرتبطة بحبوب اللقاح لقصب السكر تجذب الأنوفيلة العربية الحامل
- Translated title (French)
- Attraction sucrée : les volatiles associés au pollen de canne à sucre attirent Anopheles arabiensis gravide
- Translated title (Spanish)
- Atracción dulce: los volátiles asociados al polen de la caña de azúcar atraen al grávido Anopheles arabiensis
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2805613610
- DOI
- 10.1186/s12936-018-2245-1
References
- https://openalex.org/W1561784054
- https://openalex.org/W1589155338
- https://openalex.org/W1968809074
- https://openalex.org/W1981630230
- https://openalex.org/W1982802221
- https://openalex.org/W2003147927
- https://openalex.org/W2004383999
- https://openalex.org/W2054750142
- https://openalex.org/W2058349347
- https://openalex.org/W2062216884
- https://openalex.org/W2076273012
- https://openalex.org/W2113643032
- https://openalex.org/W2115658343
- https://openalex.org/W2123509540
- https://openalex.org/W2124963684
- https://openalex.org/W2127444196
- https://openalex.org/W2130730638
- https://openalex.org/W2131018297
- https://openalex.org/W2134894129
- https://openalex.org/W2142546134
- https://openalex.org/W2148114312
- https://openalex.org/W2152473623
- https://openalex.org/W2172261133
- https://openalex.org/W2419073279
- https://openalex.org/W2495331429
- https://openalex.org/W2558364212
- https://openalex.org/W2581996995
- https://openalex.org/W2587088879
- https://openalex.org/W2752187077
- https://openalex.org/W4251245929