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成蚊表皮碳氢化合物用于蚊媒分龄的研究

来源:中国热带医学 作者:刘玉冰,Hugo LE,孙传红,程鹏,王海防, 赵玉强, 王怀位, 2010-1-13

摘要: 【摘要】 目的 探讨成蚊表皮碳氢化合物用于蚊媒分龄的方法。albopictus)成蚊雌蚊表皮碳氢化合物,观察白纹伊蚊成蚊表皮碳氢化合物的量与蚊龄的相关关系。结果 白纹伊蚊成虫表皮碳氢化合物的量与蚊龄相关关系的最高相关系数为R2=0。 结论 白纹伊蚊成蚊表皮碳氢化合物的量与蚊龄为低度相关关系,此方法用于白纹伊......


【摘要】    目的 探讨成蚊表皮碳氢化合物用于蚊媒分龄的方法。 方法 应用气相色谱及质谱(GC/MS)方法检测不同蚊龄的白蚊伊蚊(Ae.albopictus)成蚊雌蚊表皮碳氢化合物,观察白纹伊蚊成蚊表皮碳氢化合物的量与蚊龄的相关关系。结果 白纹伊蚊成虫表皮碳氢化合物的量与蚊龄相关关系的最高相关系数为R2=0.3257。 结论 白纹伊蚊成蚊表皮碳氢化合物的量与蚊龄为低度相关关系,此方法用于白纹伊蚊成蚊的分龄精确度不高。

【关键词】  白纹伊蚊;表皮碳氢化合物;气相色谱/质谱(GC/MS); 蚊媒分龄

  Analysis of cuticular hydrocarbons for mosquito age grading.

  LIU Yu-bing, Hugo LE, SUN Chuan-hong, et al.

  1.Shandong Institute of Parasitic Diseases, Jining 272033, Shandong, P. R. China;

  2.Queensland Institute of Medical Research, Brisbane 4029, Queensland, Australia

  Abstract:Objective  To analyse the relative abundance of cuticular hydrocarbons from female Ae.albopictus for age grading mosquitoes.  Methods  The cuticular hydrocarbons were extracted from female Ae.albopictus. Gas Chromatography/Mass Spectroscopy(GC/MS) were used for determining the relative abundance of cuticular hydrocarbons.Relationships between the relative abundance of cuticular hydrocarbons and mosquito age was analyzed.  Results  The maximum coefficient of determination between the relative abundance of cuticular hydrocarbons from female Ae.albopictus and mosquito age is R2=0.3257.  Conclusion  There is weak correlation between the relative abundance of cuticular hydrocarbons from female Ae.albopictus and mosquito age.

  Key words:Ae.albopictus; Cuticular Hydrocarbons;  GC/MS ; Mosquito age grading

    早在一个世纪以前,疟疾学家Ross 就提出“自然界中蚊虫的平均寿命是多少?”说明了蚊虫的生存在传播疾病中的重要性。病原体必须在蚊体内度过潜伏期才能发生传播,改变蚊虫的生存可在很大程度上影响蚊媒疾病的传播[1]。蚊虫的生存既是阻断蚊媒传播疾病的研究目标,也是指示蚊媒传病能力的敏感指标。蚊虫种群的年龄结构可用于估计蚊虫的生存,监测种群的年龄结构还可指导成功地应用杀虫剂、估价蚊虫控制项目的效果[2],然而,年龄结构的确定需应用个体蚊虫的年龄知识。几种方法已被用于指示蚊虫年龄,然而这些蚊虫分龄方法或只可用于某些蚊种、或不精确,或难以应用[3]。新近发展起来的应用气相色谱及质谱(GC/MS)检测蚊虫表皮碳氢化合物对蚊虫进行分龄,显示了无比的优越性,是目前较精确的蚊虫分龄方法[4,5]。该方法准确、实用,取材容易,只须取蚊体的一部分即可进行检测,灯诱技术、死亡成虫及针插标本均可用于此项分析,并且不受虫龄、性别、地理起源等因素的影响,在蚊媒的综合防治中将发挥重要作用[4]。本研究选择白纹伊蚊进行分析,以GC/MS方法检测实验室饲养的敏感系白纹伊蚊成蚊表皮碳氢化合物,观察白纹伊蚊成蚊表皮碳氢化合物的量与蚊龄的相关关系,获得了可供参考的研究结果。

  1  材料和方法

  1.1  实验室内饲养敏感品系白纹伊蚊 

  蚊卵引自江苏寄研所, 幼虫化蛹后,移入盛有隔夜自来水的烧杯内,每8h将烧杯转移到另一个新蚊笼内,以分别饲养不同虫龄的成蚊。羽化后3~4d,用小白鼠喂血,每周2次,每次4~12h。

  1.2  成蚊样本的收集 

  每隔24h(±6h)收集一次雌性成蚊样本,收集0~25d的雌性成蚊,每天收集20只雌蚊,每只雌蚊分别隔离存放在玻璃管内,-60℃保存备用。

  1.3  个体成蚊雌蚊表皮碳氢化合物的提取 

  在解剖镜下取雌蚊足,将每只蚊的蚊足分别放入玻璃反应瓶内,向反应瓶内加入100μl的正己烷,5min后吸出正己烷浸泡液、并加入自动样本瓶内的限量玻璃插管内,用氮气微风将浸泡液吹干,将10μl含C18的标准液加入限量玻璃插管内,0.6ml的正己烷加入自动反应瓶内,将自动反应瓶封盖备GC/MS分析用。

  1.4  表皮碳氢化合物的GC/MS分析 

  质谱仪 Finnigan SSQ710 (Thermo Finnigan, San Jose, CA) 联接Varian3400(Varian Inc., Palo Alto, CA)气相色谱仪。GC的柱长为20m,内径为0.2mm,壁厚为0.33μm。注射体积为1μl,温度为295℃。柱温120℃保持1min,然后以每分钟30℃的速度升至295℃,保持17min。首先取1、8、15d虫龄的成蚊雌蚊样本作预分析(进行分析),每次分别取每个虫龄一只成蚊雌蚊进行检测,共检测3次,得出相关数据,固定检测条件。然后检测0~25d的成蚊雌蚊样本,每次分别取每个虫龄一只成蚊雌蚊进行检测,共检测12次。7种表皮碳氢化合物用于分析,分别以C23、 C24、 C25、 C26、 C27 、C28、 C29表示。获得GC/MS数据文件后,计算0~25d个体雌蚊的碳氢化合物相对含量。以Excel 进行数据分析,在xy散点图中x 为成蚊蚊龄(d),y为个体雌蚊的表皮碳氢化合物相对含量。以线性方程指示成蚊表皮碳氢化合物的量与蚊龄的相关关系,以相关系数R判断相关程度。结合GC/MS峰选择特异性的表皮碳氢化合物及其相对应的线性指示方程。

  2  结果

  2.1  白纹伊蚊成蚊雌蚊表皮碳氢化合物C23、 C24、 C25、 C26、 C27 、C28、 C29的量与标准C18的比值与蚊龄的最高相关系数为R2=0.3257,表皮碳氢化合物C25比标准C18的相对含量与蚊龄的相关系数,见图1。

  2.2  白纹伊蚊成蚊雌蚊表皮碳氢化合物C23、 C24、 C25、 C26、 C27 、C28、 C29的量分别与自身及其他6个白纹伊蚊成蚊雌蚊表皮碳氢化合物量的比值与蚊龄的最高相关系数为R2=0.2543,表皮碳氢化合物C28比C29的相对含量与蚊龄的相关系数,见图2。

  白纹伊蚊成蚊表皮碳氢化合物的量与蚊龄相关关系的最高相关系数为R2=0.3257,线性方程为y=-0.0001x +0.0033。

  3 讨论 

  尽管蚊媒种群年龄结构对疾病的流行病学起着关键性的作用,但目前几乎没有一种方法能直接、精确地测量出野外蚊媒的年龄。现存的几种蚊媒分龄方法,如解剖卵巢法,费力且只能区别非常年幼的成蚊。近年来倾向于通过检测蚊体内生化成分的变化为蚊媒分龄。但某些生化成分作为一项生化特征用于蚊媒分龄还存在一些问题,如同一个种在不同的生存条件下,这些生化特征是否能保持相对的稳定等,且生化成分的定量需要能提供高准确度和高精确度结果的自动化分析仪器。应用生物化学的方法为蚊媒分龄还需作进一步的在研究。目前,有关专家将针对虫媒传播疾病控制策略的研究目标集中在对虫媒寿命的研究方面[6,7]。对蚊媒的研究,急切地需要一种能准确地测量蚊龄的可靠方法,近年来的研究结果表明应用GC/MS检测蚊虫表皮碳氢化合物分龄方法较目前现存的几种成蚊分龄方法更具优势,对不同蚊种的检测取得了满意的结果,被认为是目前最有前途的蚊媒分龄方法[4,5]。但本研究应用GC/MS方法对白纹伊蚊成蚊雌蚊表皮碳氢化合物分析结果表明白纹伊蚊成蚊表皮碳氢化合物的量与蚊龄为低度相关关系,此方法用于白纹伊蚊成蚊的分龄精确度不高。有关白纹伊蚊成蚊表皮碳氢化合物的特性有待作进一步的研究。

【参考文献】
    [1]Garrett-jones C. Prognosis for interruption of malaria transmission through assessment of the mosquito's vectorial capacity[J]. Nature, 1964, 204:1173~1175.

  [2]Ungureanu EM. Population dynamics and age grading of mosquitos[J]. Bull World Health Organ,1974, 50(3-4):317~321.

  [3]Black WC, Moore CG. Population biology as a tool for studying vector-borne diseases. In: Beaty BJ, Marquardt WC(eds). The Biology of Disease Vectors[J]. University Press of Colorado,Colorado,1996,pp393~416.

  [4]Desena ML, Edman JD, Clark JM, et al. Aedes aegypti (Diptera: Culicidae) age determination by cuticular hydrocarbon analysis of female legs[J]. J Med Entomol, 1999,36(6):824~830.

  [5]Gerade BB, Lee SH, Scott TW, et al. Field validation of Aedes aegypti (Diptera: Culicidae) age estimation by analysis of cuticular hydrocarbons[J]. J Med Entomol, 2004 ,41(2):231~238.

  [6]Tyndale-Biscoe M. Age-grading methods in adult insects: a review[J]. Bull Entomol Res,1984,74: 341~377.

  [7]Service MW. Estimation of the mortalities of the immature stages and adults. In: Service MW (ed) Mosquito Ecology: Field Sampling Methods[J]. Elsevier Science Publishers, Essex, UK,1993,752~889.


作者单位:1.山东省寄生虫病防治研究所,山东 济宁 272033; 1.山东省寄生虫病防治研究所,山东 济宁 272033;


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