Для достижения подавления популяции Aedes aegypti спомощью системы RIDL ® (Выпуск насекомых, несущих доминирующий смертельный) необходимо освободить большое количество самцов комаров. Это требует использования методов и технологий массового выращивания для обеспечения надежных систем для получения максимального количества высококачественных самцов комаров.
Изыскиваются новые методы и методы, чтобы попытаться выиграть борьбу с комарами. Последние достижения в области молекулярных методов привели к разработке новых и инновационных методов борьбы с комарами на основе стерильных насекомых Техника (SIT)1-3. Метод управления, известный как RIDL (Выпуск насекомых, несущих доминирующийсмертельный) 4, основан вокруг SIT, но использует генетические методы, чтобы удалить необходимость радиационнойстерилизации 5-8. Штамм RIDL Ae. aegypti был успешно протестирован в полевых условиях на Большом Каймане9,10; дальнейшее использование на местах планируется или продолжается в других странах мира.
Массовое выращивание насекомых было установлено в нескольких видах насекомых и до уровня миллиардов в неделю. Однако у комаров выращивание, как правило, осуществляется в гораздо меньших масштабах, причем наиболее масштабное выращивание осуществляется в 70-х и 80-х годах. Для программы RIDL желательно освободить как можно меньше самок, как они кусаются и передают болезни. В программе массового воспитания есть несколько этапов для производства самцов, которые будут освобождены: производство яиц, выращивание яиц до окукливания, а затем сортировка самцов из самок перед выпуском. Эти мужчины затем используются для программы управления RIDL, выпущенный как куколки иливзрослых 11,12.
Для подавления популяции комаров с помощью RIDL необходимо вырастить большое количество высококачественных взрослыхмужчин 13,14. Ниже описаны методы массового выращивания OX513A, штамм RIDL Ae. aegypti 8, для выпуска и охватывает методы, необходимые для производства яиц и массового воспитания МУЖЧИН RIDL для программы управления.
Комары передают много патогенных микроорганизмов, которые могут вызвать целый ряд заболеваний у людей и борьбы с этими комарами была продолжающаяся битва на протяжении веков. Стратегии борьбы с насекомыми на основе химических и биологических методов имели некоторые заметные успехи, однако во многих случаях контроль не был устойчивым в долгосрочной перспективе. Например, Бразилия добилась ликвидации Ae. aegypti в 50-х годах, но комар переутомлен за последние 40-50 лет. Это можно объяснить многими причинами, включая устойчивость к инсектицидам, ущерб окружающей среде, плохоеосуществление программы контроля 15-20,и быстрое повторное использование без надлежащего мониторинга или реагирования.
Новые методы и методы в настоящее время изыскиваются, чтобы попытаться выиграть эту битву против комаров. Последние достижения в области молекулярных методов привели к разработке новых и инновационных методов борьбы с комарами на основе стерильных насекомых Техника (SIT)1-3. Метод управления, известный как RIDL (Выпуск насекомых, несущих доминирующийсмертельный) 4 основан вокруг SIT, но использует генетические методы, чтобы удалить необходимость радиационной стерилизации. RIDL штаммы были построены для нескольких видов вредителей, включая Ae. aegypti 5-8, штамм RIDL Ae. aegypti был успешно протестирован в поле на БольшомКаймане 9,10; дальнейшее использование на местах планируется или продолжается в других странах мира. Подавление популяций комаров с помощью RIDL потребует большого количества высококачественных взрослых мужчин, которыебудут вырастить 3,14.
Для программы SIT считается желательным выпускать только самцов; самки комаров кусаются и передают болезни. Кроме того, выпущенные стерильные самцы могут быть «отвлечены» освобожденными самками, снижая эффективность программы. Мужской релиз был показан в 3-5 раз более эффективным, чем смешанный секс релиз в больших полевых экспериментов с облученных средиземноморских плодовыхмушек 21.
В программе массового воспитания RIDL существует несколько этапов производства самцов для выпуска. Во-первых, производить яйца, необходимые для выпуска поколения (Рисунок 1). Следующим этапом является выращивание яиц до куколок или взрослых, отделяя личинки от куколок и самцов куколок от самок куколок. Масштабное отделение самцов от самок требует разницы между полами на определенном жизненном этапе, подходящем для массовой сортировки22. В Ae. aegypti (и других видах комаров) существует значительная разница в размерах между самцами и самками куколок, которые могут быть использованы для методов разделения пола. Отсортированы RIDL мужчин затем освобождены в программе управления, как либо куколки или каквзрослые 11,12.
Ниже описаны методы массового воспитания OX513A, штамма RIDL Ae. Aegypti, для освобождения. Описанные методы охватывают методы, необходимые для производства яиц и RIDL мужчин для программы контроля.
RIDL является эффективным и экологически безопасным методом борьбы с комарами3,29-31. Техника применима к комплексной программе борьбы с вредителями, и большинство современных методов борьбы, включая ларвициды, сокращение мест размножения и взрослые убийства, совместимы с этой технологией. Этот метод описывает, как производить до 570000 RIDL мужских куколок в неделю для использования в контроле Ae. Aegypti и, как нам известно, это первое описание производства трансгенных комаров такого масштаба. Некоторые сопоставимые производственные системы были разработаны для дикого типа Ae. aegypti в 1960-х и 70-хгодов 25, однако не было сопоставимого производства в этом масштабе с тех пор. В Бразилии около 11 миллионов мужчин были освобождены с февраля 2011 года по февраль 2012 года. Численность мужчин, необходимых для того, чтобы контролировать данный район, зависит от ряда факторов, включая численность дикой популяции, рассредотывание освобожденных самцов, выживаемость и конкурентоспособность мужчин после освобождения, а также экологические условия. Предыдущие исследования показали, что RIDL может уменьшить популяцию комаров, по крайней мере 80%9.
Необходим баланс между оптимизацией массового выращивания для масштаба производства и себестоимости по сравнению с качеством мужчин. Например, увеличение плотности личинок может увеличить производственные мощности за счет сокращения требуемого пространства, рабочей силы и времени доокукления 32. Однако слишком высокая плотность личинок может привести к более мелким и более коротким обжитым самцам с уменьшеннойспособностью спаривания 32,33. Качество мужчин по отношению к программе SIT в конечном счете будет оцениваться по способности освобожденных самцов спариваться с самками на местах. Обширная оценка на местах требуется для оценки конкурентоспособности спаривания по сравнению с дикимианалогами 9,10. Это часто делает непрактично оценивать, какие именно факторы делают “высокого качества” мужского комара. Однако поддержание последовательного производства и качества (в той мере, в какой это можно регулярно оценивать) в крупномасштабном массовом выращивании имеет первостепенное значение. Это требует высокого уровня бдительности и стандартизации всего процесса с небольшими колебаниями, потенциально оказывает значительное воздействие. Алицитирование личинок L1 является критическим шагом и иллюстрирует этот момент. Aliquoting правильное количество личинок в лотки имеет важное значение для хорошего качества производства. Режим кормления точно приспособлен для определенного количества личинок. Слишком мало/много личинок приведет к чрезмерной/под кормление, что влияет на выживаемость личинок, размер куколок и время для окукливания. Если есть секрет искусства массового воспитания, то это обеспечение того, чтобы многие небольшие шаги в производственном цикле проводились последовательно, точно и с высоким уровнем контроля качества, как описано в настоящем документе.
The authors have nothing to disclose.
Мы хотели бы поблагодарить Биофебрика Москамед Бразил, Фонд де Ампаро Пескиса-де-Эстадо-де-Сан-Паулу (FAPESP) и Конселью Национальный де Desenvolvimento Cient’fico электронной Tecnologia (CNPq) за финансовую поддержку. Мы также хотели бы поблагодарить следующих людей за помощь; Мириам душ Сантуш, Гилдеан Сильва, Гессилан душ Сантуш, Фабио Гонсалвеш, Джон Поль Оливейра, Луиза Гарсье, Хосе Карлос Валенса.
Vipan Premium |
Sera GmbH |
190 |
http://www.sera.de/uk/pages/products/product/sera-vipan-3.html |
Required for rearing RIDL larvae |
Tetracycline |
Sigma Aldrich |
T7660 |
Required for rearing RIDL larvae |
|
Plate separator |
J.W. Hock |
5412 |
http://www.johnwhock.com/download/manuals/instr_5412_separator.pdf |
Separating larvae and pupae |
Parafilm M |
Pechiney Plastic packing |
PM-996 |
Cover plate for blood feeding system |
|
Rearing pans for Release generation (53 cm x 38 cm x 8 cm) |
Pleion |
0757 |
Larval rearing Release generation |
|
Fluorescent scope |
Leica Microsystems |
MZ FLIII |
http://www.leica-microsystems.com/fileadmin/downloads/Leica%20MZ%20FLIII/Brochures/M1-160-0de.pdf |
Viewing fluorescent RIDL larvae |
Adult cages |
BugDorm |
DP1000 |
http://bugdorm.megaview.com.tw/bugdorm-1-insect-rearing-cage-30x30x30-cm-pack-of-one-p-29.html |
Cages for Egg production colony |
Filter paper |
CELAB |
Filter paper for egg laying |