Development and evaluation of a single-step multiplex PCR to differentiate the aquatic stages of morphologically similar Aedes (subgenus: Stegomyia) species

Autor(es): Das, Biswadeep; Swain, Sunita; Patra, Aparna; Das, Mumani; Tripathy, Hari Kishen; Mohapatra, Namita; Kar, Santanu K.; Hazra, Rupenangshu K.


Resumo: Objective: To develop a single-step multiplex PCR to differentiate the aquatic stages of Aedes aegypti, Aedes albopictus and Aedes vittatus collected from different breeding spots in arbovirus endemic/epidemic areas and to detect the most abundant species by the multiplex PCR. Methods: Aquatic stages of different mosquito species were sampled by inspecting artificial and natural breeding sites in domestic and peridomestic areas. DNA was isolated from different stages of the three Aedes species. Using novel primers based on 18S rDNA sequence, a single-step multiplex PCR was developed to clearly distinguish the three Aedes species. It was then evaluated in the aquatic stages of Aedes species collected from different areas. Results: A total of 1150 aquatic stages were collected from 294 breeding spots, of which 156 contained Aedes species. Discarded tires were the major breeding spots of Aedes species. The aquatic stages were clustered into 230 pools; Ae. albopictus was detected in the largest number of pools, followed by Ae. aegypti and Ae. vittatus. Conclusions: The Multiplex PCR clearly differentiated the aquatic stages of the three Aedes species and detected that Ae. albopictus was most profuse in different breeding spots surveyed, hence indicating to be the main vector in this region. So control measures can be designed against Ae. albopictus at an early stage to prevent any arboviral outbreak. This method is a convenient tool for precise identification of Aedes vectors during entomological surveys in arbovirus endemic/epidemic areas where several species coexist.Original Abstract: Objectif: Developper une PCR multiplex aetape unique pour differencier les stades aquatiques des especes Aedes aegypti, Aedes albopictus et Aedes vittatus, collectes dans differents endroits de reproduction dans des zones endemiques/epidemiques pour arbovirus et detecter les especes les plus abondantes par PCR multiplex. Methodes: Les stades aquatiques de differentes especes de moustiques ont eteechantillonnes en inspectant les sites de reproduction artificiels et naturels dans les zones domestiques et peri domestiques. L'ADN a ete isole des differents stades des trois especes d'Aedes. En utilisant des amorces basees sur la sequence d'ADNr 18S, une PCR multiplex aetape unique a ete developpee pour distinguer clairement les trois especes du genre Aedes. Elle a ensuite eteevaluee sur les stades aquatiques des especes d'Aedes recueillies dans differents endroits. Resultats: 1150 stades aquatiques ont ete recueillis dans 294 endroits de reproduction dont 156 contenaient des especes Aedes. Les pneus usages etaient les principaux points de reproduction des especes du genre Aedes. Les stades aquatiques ont ete regroupes en 230 pools. Ae. albopictus a ete detecte dans le plus grand nombre de pools, suivie par Ae. aegypti et Ae. vittatus. Conclusions: La PCR multiplex differencie clairement les stades aquatiques des trois especes Aedes et a trouve qu'Ae. albopictusetait la plus abondante dans les differentes zones de reproduction sondees etant par consequent, le principal vecteur dans cette region. Ainsi, les mesures de controle pourraient etre concues contre Ae. albopictusa un stade precoce afin de prevenir toute epidemie a arbovirus. Cette methode est un outil pratique pour l'identification precise des vecteurs Aedes lors des enquetes entomologiques dans des zones endemiques/epidemiques pour arbovirus ou plusieurs especes cohabitent. Objetivo: Desarrollar una PCR multiplex realizada en un solo paso para diferenciar estadios acuaticos de Aedes aegypti, Aedes albopictus y Aedes vittatus recolectados de diferentes focos de reproduccion en areas endemicas / epidemicas para arbovirus y detectar las especies mas abundantes mediante PCR multiplex. Metodos: Los estadios acuaticos de diferentes especies de mosquito se muestrearon inspeccionando focos de reproduccion artificiales y naturales en areas domesticas y peridomesticas. Se aislo el ADN de diferentes estadios de las tres especies de Aedes. Utilizando cebadores basados en la secuencia del ADNr 18S, se desarrollo una PCR multiplex de un solo paso para distinguir claramente entre las tres especies de Aedes. Despues se evaluo en los estadios acuaticos de especies de Aedes recolectados de diferentes areas. Resultados: Se recolectaron 1150 estadios acuaticos de 294 focos de reproduccion, de los cuales 156 contenian la especie Aedes. Las ruedas abandonadas eran los principales focos de reproduccion de la especie Aedes. Los estadios acuaticos estaban agrupados en 230 charcos; Ae. albopictus fue la especie detectada en un mayor numero de charcos, seguido por Ae. aegypti y Ae. vittatus. Conclusiones: La PCR multiplex diferencia claramente los estadios acuaticos de las tres especies de Aedes. Se detecto que Ae. albopictus era la especie mas abundante en los diferentes focos de reproduccion estudiados, indicando que se trata del principal vector en esta region. Por lo tanto, podrian disenarse medidas de control frente a Ae. albopictus en un estadio temprano para prevenir un brote de arbovirus. Este metodo es una herramienta convencional para la identificacion precisa de vectores de Aedes durante estudios entomologicos en areas endemicas / epidemicas para arbovirus en donde coexisten varias especies.


Palavras-Chave: Population genetics; Endemic species; Nucleotide sequence; DNA; Polymerase chain reaction; Pest control; Hosts; Aquatic insects; Epidemics; Breeding sites; Tires; Vectors; Primers; Pest outbreaks; Aedes aegypti; Aedes vittatus; Aedes albopictus; Arbovirus


Imprenta: Tropical Medicine and International Health, v. 17, n. 2, p. 235-243, 2012.


Descritores: Aedes aegypti - Biochemistry ; Aedes aegypti - DNA ; Aedes aegypti - Epidemic


Data de publicação: 2012