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https://www.arca.fiocruz.br/handle/icict/57882
DIVERSIDADE DA MICROBIOTA INTESTINAL DE AEDES ALBOPICTUS (DIPTERA: CULICIDAE) EM ÁREAS COM DIFERENTES PAISAGENS DO RIO DE JANEIRO
Baltar, João Miranda da Costa | Date Issued:
2022
Advisor
Comittee Member
Affilliation
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Abstract in Portuguese
Aedes albopictus é responsável pela transmissão de DENV e CHIKV na Ásia e África, respectivamente. Em condições de laboratório possui competência para transmitir diversos arbovírus. No Brasil, esta espécie tem um papel vetorial ainda indefinido, porém com potencial de atuar como vetor-ponte de vírus em interfaces urbano-florestal. Fatores com potencial em influenciar infecções por arbovírus em mosquitos, além de afetar o desenvolvimento e biologia destes vetores, vêm sendo investigados, como é o caso da microbiota intestinal. Sabe-se que o ambiente é importante na formação da microbiota, contudo pouco se sabe a respeito da influência da paisagem e seus elementos na estrutura da microbiota de mosquitos vetores. Assim, o presente estudo visa caracterizar a microbiota intestinal de três populações de Ae. albopictus provindas de áreas com diferentes paisagens (comunidade / bairro arborizado / floresta) no Rio de Janeiro (Brasil). Além de analisar o efeito da colonização de mosquitos em laboratório no perfil da microbiota destes insetos. Para tanto, os mosquitos foram coletados em três diferentes localidades, em dois períodos de coleta correspondendo a duas estações distintas. Ovos também foram coletados e criados em laboratório para a geração de grupos F1 referentes às localidades de coleta. Como grupo controle de laboratório, uma colônia de Ae. albopictus com mais de 20 gerações de criação em insetário foi mantida nas mesmas condições de F1. Os mosquitos tiveram os intestinos dissecados, armazenados individualmente e o DNA foi extraído de 96 amostras, que prosseguiram para sequenciamento do gene 16S rRNA, em Illumina Miseq. As sequências obtidas foram analisadas utilizando o programa QIIME2 (versão 2021.4), fazendo uso de quatro variáveis categóricas (local, período, origem e população), para investigação da diversidade dentre (alfa) e entre (beta) a microbiota das amostras intestinais, além da abundância relativa dos principais táxons encontrados, core bacteriano de Ae. albopictus e análise da composição dos microbiomas (ANCOM). Diferenças significativas em relação à diversidade alfa e beta, entre a microbiota de mosquitos de campo e laboratório e entre os diferentes períodos de coleta foram observadas. Em geral, o grupo de mosquitos F1 demonstrou uma queda na riqueza e diversidade, além de agrupar na composição da microbiota com o grupo de laboratório. Este resultado indica que apenas uma geração de criação em laboratório (F1) foi suficiente para que a estrutura da microbiota de mosquitos de campo sofresse mudanças significativas. Em relação à composição da microbiota intestinal dos diferentes grupos, levando-se em conta abundância relativa dos 12 táxons mais dominantes, os resultados obtidos indicaram uma dominância de Acetobacteraceae em mosquitos criados em laboratório e uma ausência em mosquitos de campo Esta dominância de Acetobacteraceae em F1 foi correlacionada com a ausência de Wolbachia neste grupo, com este táxon apresentando uma abundância elevada e uma assinatura bacteriana em mosquitos de campo. Hipotetizamos que este resultado seja em função de uma correlação negativa entre ambos os táxons, já apresentada em outros trabalhos. O core geral de Ae. albopictus foi composto por Enterobacteriaceae, Pseudomonadaceae, Moraxellaceae, Actinomycetales e Halomonadaceae. Estudos que investiguem a microbiota de diferentes populações de mosquitos vetores são de extrema importância, visando ampliar o conhecimento acerca de quais são os fatores que influenciam na formação de sua microbiota, quais táxons estão associados a determinadas espécies independente de origem geográfica, perfil genético ou sazonalidade. Além disso, gera conhecimento básico para ser aplicado em abordagens de controle vetorial a partir destas bactérias, tal qual a paratransgênese
Abstract
Aedes albopictus is responsible for the transmission of several DENV and CHIKV in Asia and Africa, respectively, being under laboratory conditions competent to transmit several arboviruses. In Brazil, this mosquito has an undefined vector role, but is designated as a potential bridge vector of viruses at urban forest interfaces. The microbiota has been recognized for its potential to influence arbovirus infections in mosquitoes, the development and biology of these vectors. Is known that the environment is important in shaping the microbiota, however little is known about the influence of the landscape and its elements on the structure of the microbiota of vector mosquitoes. Thus, the present study aims to characterize the intestinal microbiota of three populations of Ae. albopictus from areas with different landscapes (slum / wooded neighborhood / forest) in Rio de Janeiro (Brazil) and the effect of laboratory colonization on the microbiota profile of these insects. Therefore, the mosquitoes were collected in three different locations, in two collection periods corresponding to two different seasons. Eggs were also collected and reared in the laboratory to generate F1 groups referents to the collection locations. As a laboratory control group, a colony of more than 20 generations of insectary rearing was created under the same conditions as F1. Mosquitoes had their guts dissected, stored individually and DNA was extracted from 96 samples, which proceeded to sequencing the 16S rRNA gene in Illumina Miseq. The sequences obtained were analysed using the QIIME2 program (version 2021.4), using four categorical variables (locality, period, origin and population), to investigate diversities within (alpha) and between (beta) gut microbiota samples, also the relative abundance of the main taxa found, bacterial core of Ae. albopictus and analysis of compositions of microbiomes (ANCOM). Significant differences were observed in relation to alpha and beta diversity, between the microbiota of field and laboratory mosquitoes and between the different collection periods. In general, the F1 group showed a decrease in richness and diversity, in addition to grouping according to the composition of the microbiota with the group referred as laboratory colony. This result indicates that only one generation of breeding in the laboratory was enough to alter the structure of the microbiota of field mosquitoes. Regarding the composition of the intestinal microbiota of the different groups, taking into account the relative abundance of the 12 most dominant taxa, the results obtained indicate a dominance of Acetobacteraceae in laboratory-bred mosquitoes and an absence in field mosquitoes. This dominance of Acetobacteraceae in F1 was correlated with an absence of Wolbachia in this group, with this taxon showing high abundance and a bacterial signature in field mosquitoes. We hypothesize that this result is due to a negative correlation between both taxa, already presented in other works. The general core of Ae. albopictus was composed by Enterobacteriaceae, Pseudomonadaceae, Moraxellaceae, Actinomycetales and Halomonadaceae. Studies that investigate the microbiota of different populations of mosquitoes are extremely important, aiming to expand the knowledge about what are the factors that influence the shaping of their microbiota, which taxa are associated with certain species regardless of geographic origin, genetic profile or seasonality. Also, promoting vector control approaches from these bacteria, such as paratransgenesis
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