Morphological aspects of Culex quinquefasciatus salivary glands

The salivary glands of Culex quinquefasciatus female mosquitoes are paired organs composed of two lateral lobes with proximal and distal secretory portions, and a medial lobe. All portions comprise a simple epithelium that surrounds a salivary duct. In the apical portion of the medial lobe, non-secretory cells strongly resemble cells involved in ion and water transport. The general architecture of the secretory portions is similar between lobes. The appearance of the secretory material and the morphological aspect of the apical cell membrane are the most distinctive features among the three secretory portions. Cells in the lateral proximal lobe display thin membrane projections extending into a translucent and finely filamentous secretory product. At the lateral distal portion, the apical cell membrane forms an intricate meshwork that encloses a dark secretory product. Medial lobe secretory cells also contain secretory cavities surrounded by intracytoplasmic vesicles, all containing a very dark and uniform product. Scattered cells holding numerous vacuoles, some of them containing a small and electron-dense granule eccentrically located and resembling those of the diffuse endocrine system, are frequently observed in the periphery of all secretory portions. Immunofluorescence assays revealed that the distal portion of the lateral lobes contains apyrase, an enzyme putatively responsible for platelet aggregation inhibition, diffusely distributed in the cell cytoplasm. © 2003 Elsevier Ltd. All rights reserved.

LOW GENETIC DIVERSITY IN Wolbachia-INFECTED Culex quinquefasciatus (DIPTERA: CULICIDAE) FROM BRAZIL AND ARGENTINA

Culex quinquefasciatus is a vector of human pathogens, including filarial nematodes and several viruses. Although its epidemiological relevance is known to vary across geographical regions, an understanding of its population genetic structure is still incipient. In light of this, we evaluated the genetic diversity of Cx. quinquefasciatus and Cx. pipiens x Cx. quinquefasciatus hybrids collected from nine localities in Brazil and one site in Argentina. We used mitochondrial genes cox1 and nd4, along with the coxA and wsp genes of the maternally-inherited Wolbachia endosymbiont. The nd4 fragment was invariant between samples, whilst cox1 exhibited four haplotypes that separated two types of Cx. quinquefasciatus, one clustered in southern Brazil. Low sequence diversity was generally observed, being discussed. Both Brazilian and Argentinian mosquitoes were infected with a single Wolbachia strain. As reported in previous studies with these populations, cox1 and nd4 diversity is not congruent with the population structure revealed by nuclear markers or alar morphology. Future Cx. quinquefasciatus research should, if possible, evaluate mtDNA diversity in light of other markers.

First Identification of Culex flavivirus (Flaviviridae) in Brazil

Introduction: Culex flavivirus (CxFV) was first isolated in 2007 from Culex pipiens in Japan and then identified in several other countries. Characterization of the CxFV showed that all strains are related to the cell fusing agent virus. In this manuscript we report the first identification of CxFV in South America. Material and Methods: We have collected Culex sp. mosquitoes using BG-Sentinel traps and manual aspirators. They were pooled according to genus, species, sex and location. Viral RNA was extracted and multiplex nested PCR was performed to test the presence of Flavivirus. The positive samples were isolated in C6/36 cells and sequenced for phylogenetic analyses. Results: 265 female Culex mosquitoes pooled in 83 pools were tested with specific CxFV, Saint Louis encephalitis virus (SLEV) and West Nile virus (WNV) primers. Our sequence data indicated maximum sequence similarity of 97% with CxFV. Discussion: In this study we report the circulation of CxFV in an urban setting where SLEV had previously caused an outbreak. In terms of public health, this is an important finding due to the assumption that the previous exposition of mosquitoes to CxFV might lessen the susceptibility of these mosquitoes to other flaviviruses. Copyright (C) 2012 S. Karger AG, Basel

Low genetic diversity in Wolbachia-Infected Culex quinquefasciatus (Diptera: Culicidae) from Brazil and Argentina

Culex quinquefasciatus is a vector of human pathogens, including filarial nematodes and several viruses. Although its epidemiological relevance is known to vary across geographical regions, an understanding of its population genetic structure is still incipient. In light of this, we evaluated the genetic diversity of Cx. quinquefasciatus and Cx. pipiens x Cx. quinquefasciatus hybrids collected from nine localities in Brazil and one site in Argentina. We used mitochondrial genes cox1 and nd4, along with the coxA and wsp genes of the maternally-inherited Wolbachia endosymbiont. The nd4 fragment was invariant between samples, whilst cox1 exhibited four haplotypes that separated two types of Cx. quinquefasciatus, one clustered in southern Brazil. Low sequence diversity was generally observed, being discussed. Both Brazilian and Argentinian mosquitoes were infected with a single Wolbachia strain. As reported in previous studies with these populations, cox1 and nd4 diversity is not congruent with the population structure revealed by nuclear markers or alar morphology. Future Cx. quinquefasciatus research should, if possible, evaluate mtDNA diversity in light of other markers.

Impiego di Ciclopoidi (Crustacea, Copepoda) come agenti di lotta biologica contro le zanzare (Diptera, Culicidae)

Da 25 anni la letteratura scientifica internazionale riporta studi su varie specie di microcrostacei copepodi ciclopoidi dei generi Macrocyclops, Megacyclops e Mesocyclops predatori di larve di 1a e 2a età di culicidi. Si tratta di prove di predazione in laboratorio e in pieno campo, in diverse aree del pianeta nessuna delle quali riguarda l’Italia o il resto d’Europa, contro principalmente Aedes aegypti (L.), Ae. albopictus (Skuse) e altre specie del genere Anopheles e Culex. L’allevamento massale di copepodi ciclopoidi appare praticabile e questo, assieme alle buone prestazioni predatorie, rende tali ausiliari candidati assai interessanti contro le due principali specie di zanzare, Culex pipiens L. e Ae. albpopictus, che nelle aree urbane e periurbane italiane riescono a sfruttare raccolte d’acqua artificiali di volume variabile e a regime idrico periodico o permanente. Pertanto lo scopo dello studio è stato quello di arrivare a selezionare una o più specie di copepodi candidati per la lotta biologica e valutarne la possibilità applicativa nell’ambito dei programmi di controllo delle zanzare nocive dell’ambiente urbano. L’argomento del tutto nuovo per il nostro paese, è stato sviluppato attraverso varie fasi ciascuna delle quali propedeutica a quella successiva. •Indagine faunistica nell’area di pianura e costiera sulle specie di ciclopoidi associate a varie tipologie di raccolte d’acqua naturali e artificiali (fossi, scoline, canali, risaie e pozze temporanee). I campionamenti sono stati condotti con l’obiettivo di ottenere le specie di maggiori dimensioni (≥1 mm) in ristagni con diverse caratteristiche in termini di qualità dell’acqua e complessità biocenotica. •Prove preliminari di predazione in laboratorio con alcune specie rinvenute negli ambienti campionati, nei confronti delle larve di Ae. albopictus e Cx. pipiens. Le prestazioni di predazione sono state testate sottoponendo ai copepodi larve giovani di zanzare provenienti da allevamento e calcolato il numero giornaliero di larve attaccate. •Implementazione di un allevamento pilota della specie valutata più interessante, Macrocyclops albidus (Jurine) (Cyclopoida, Cyclopidae, Eucyclopinae), per i risultati ottenuti in laboratorio in termini di numero di larve predate/giorno e per le caratteristiche biologiche confacenti agli ambienti potenzialmente adatti ai lanci. Questa parte della ricerca è stata guidata dalla finalità di mettere a punto una tecnica di allevamento in scala in modo da disporre di stock di copepodi dalla primavera, nonchè da criteri di economicità nell’impianto e nella sua gestione. •Prove di efficacia in condizioni di semicampo e di campo in raccolte d’acqua normalmente colonizzate dai culicidi in ambito urbano: bidoni per lo stoccaggio di acqua per l’irrigazione degli orti e tombini stradali. In questo caso l’obiettivo principale è stato quello di ottenere dati sull’efficienza del controllo di M. albidus nei confronti della popolazione culicidica selvatica e sulla capacità del copepode di colonizzare stabilmente tali tipologie di focolai larvali. Risultati e conclusioni Indagine faunistica e prove di predazione in laboratorio L’indagine faunistica condotta nell’area costiera ferrarese, in quella ravennate e della pianura bolognese ha portato al rinvenimento di varie specie di ciclopoidi mantenuti in laboratorio per la conduzione delle prove di predazione. Le specie testate sono state: Acanthocyclops robustus (G. O. Sars), Macrocyclops albidus (Jurine), Thermocyclops crassus (Fischer), Megacyclops gigas (Claus). La scelta delle specie da testare è stata basata sulla loro abbondanza e frequenza di ritrovamento nei campionamenti nonché sulle loro dimensioni. Ciascuna prova è stata condotta sottoponendo a un singolo copepode, oppure a gruppi di 3 e di 5 esemplari, 50 larve di 1a età all’interno di contenitori cilindrici in plastica con 40 ml di acqua di acquedotto declorata e una piccola quantità di cibo per le larve di zanzara. Ciascuna combinazione “copepode/i + larve di Ae. albopictus”, è stata replicata 3-4 volte, e confrontata con un testimone (50 larve di Ae. albopictus senza copepodi). A 24 e 48 ore sono state registrate le larve sopravvissute. Soltanto per M. albidus il test di predazione è stato condotto anche verso Cx. pipiens. Messa a punto della tecnica di allevamento La ricerca è proseguita concentrando l’interesse su M. albidus, che oltre ad aver mostrato la capacità di predare a 24 ore quasi 30 larve di Ae. albopictus e di Cx. pipiens, dalla bibliografia risulta tollerare ampi valori di temperatura, di pH e alte concentrazioni di vari inquinanti. Dalla ricerca bibliografica è risultato che i ciclopoidi sono facilmente allevabili in contenitori di varia dimensione e foggia somministrando agli stadi di preadulto alghe unicellulari (Chlorella, Chilomonas), protozoi ciliati (Paramecium, Euplotes), rotiferi e cladoceri. Ciò presuppone colture e allevamenti in purezza di tali microrganismi mantenuti in parallelo, da utilizzare come inoculo e da aggiungere periodicamente nell’acqua di allevamento dei ciclopoidi. Nel caso di utilizzo di protozoi ciliati, occorre garantirne lo sviluppo che avviene a carico di flora batterica spontanea a sua volta cresciuta su di un substrato organico quale latte, cariossidi bollite di grano o soia, foglie di lattuga, paglia di riso bollita con cibo secco per pesci, lievito di birra. Per evitare il notevole impegno organizzativo e di manodopera nonché il rischio continuo di perdere la purezza della colonia degli organismi da utilizzare come cibo, le prove comparative di allevamento hanno portato ad un protocollo semplice ed sufficientemente efficiente in termini di copepodi ottenibili. Il sistema messo a punto si basa sull’utilizzo di una popolazione mista di ciliati e rotiferi, mantenuti nell'acqua di allevamento dei copepodi mediante la somministrazione periodica di cibo standard e pronto all’uso costituito da cibo secco per gatti. Prova di efficacia in bidoni da 220 l di capacità La predazione è stata studiata nel biennio 2007-2008 in bidoni da 220 l di capacità inoculati una sola volta in aprile 2007 con 100 e 500 esemplari di M. albidus/bidone e disposti all’aperto per la libera ovideposizione della popolazione culicidica selvatica. L’infestazione preimmaginale culicidica veniva campionata ogni due settimane fino ad ottobre, mediante un retino immanicato a maglia fitta e confrontata con quella dei bidoni testimone (senza copepodi). Nel 2007 il tasso di riduzione medio delle infestazioni di Ae. albopictus nei bidoni con copepodi, rispetto al testimone, è del 99,90% e del 100,00% rispettivamente alle dosi iniziali di inoculo di 100 e 500 copepodi/bidone; per Cx. pipiens L. tale percentuale media è risultata di 88,69% e di 84,65%. Similmente, nel 2008 si è osservato ad entrambe le dosi iniziali di inoculo una riduzione di Ae. albopictus del 100,00% e di Cx. pipiens del 73,3%. La dose di inoculo di 100 copepodi per contenitore è risultata sufficiente a garantire un rapido incremento numerico della popolazione che ha raggiunto la massima densità in agosto-settembre e un eccellente controllo delle popolazioni di Ae. albopictus. Prova di efficacia in campo in serbatoi per l’acqua irrigua degli orti La prova è stata condotta a partire dalla metà di agosto 2008 interessando 15 serbatoi di varia foggia e capacità, variabile tra 200 e 600 l, utilizzati per stoccare acqua orti famigliari nel comune di Crevalcore (BO). Ai proprietari dei serbatoi era chiesto di gestire il prelievo dell’acqua e i rifornimenti come da abitudine con l’unica raccomandazione di non svuotarli mai completamente. In 8 contenitori sono stati immessi 100 esemplari di M.albidus e una compressa larvicida a base di Bacillus thuringiensis var. israelensis (B.t.i.); nei restanti 7 è stata soltanto immessa la compressa di B.t.i.. Il campionamento larvale è stato settimanale fino agli inizi di ottobre. Dopo l’introduzione in tutti i serbatoi sono stati ritrovati esemplari di copepodi, nonostante il volume di acqua misurato settimanalmente sia variato da pochi litri, in qualche bidone, fino a valori della massima capacità, per effetto del prelievo e dell’apporto dell’acqua da parte dei gestori degli orti. In post-trattamento sono state osservate differenze significative tra le densità larvali nelle due tesi solo al 22 settembre per Ae.albopictus Tuttavia in termini percentuali la riduzione media di larve di 3a-4a età e pupe nei bidoni con copepodi, rispetto al testimone, è stata de 95,86% per Ae. albopictus e del 73,30% per Cx. pipiens. Prova di efficacia in tombini stradali Sono state condotte due prove in due differenti località, interessando 20 tombini (Marano di Castenaso in provincia di Bologna nel 2007) e 145 tombini (San Carlo in provincia di Ferrara nel 2008), quest’ultimi sottoposti a spurgo e pulizia completa nei precedenti 6 mesi l’inizio della prova. L’introduzione dei copepodi nei tombini è stata fatta all’inizio di luglio nella prova di Marano di Castenaso e alla fine di aprile e giugno in quelli di San Carlo, a dosi di 100 e 50 copepodi/tombino. Prima dell’introduzione dei copepodi e successivamente ogni 2 settimane per due mesi, in ogni tombino veniva campionata la presenza culicidica e dei copepodi con dipper immanicato. Nel 2007 dopo l’introduzione dei copepodi e per tutto il periodo di studio, mediamente soltanto nel 77% dei tombini i copepodi sono sopravvissuti. Nel periodo di prova le precipitazioni sono state scarse e la causa della rarefazione dei copepodi fino alla loro scomparsa in parte dei tombini è pertanto da ricercare non nell’eventuale dilavamento da parte della pioggia, quanto dalle caratteristiche chimico-fisiche dell’acqua. Tra queste innanzitutto la concentrazione di ossigeno che è sempre stata molto bassa (0÷1,03 mg/l) per tutta la durata del periodo di studio. Inoltre, a questo fattore probabilmente è da aggiungere l’accumulo, a concentrazioni tossiche per M. albidus, di composti organici e chimici dalla degradazione e fermentazione dell’abbondante materiale vegetale (soprattutto foglie) in condizioni di ipossia o anossia. Nel 2008, dopo il primo inoculo di M. albidus la percentuale di tombini che al campionamento presentano copepodi decresce in modo brusco fino a raggiungere il 6% a 2 mesi dall’introduzione dei copepodi. Dopo 40 giorni dalla seconda introduzione, la percentuale di tombini con copepodi è del 6,7%. Nell’esperienza 2008 è le intense precipitazioni hanno avuto probabilmente un ruolo determinante sul mantenimento dei copepodi nei tombini. Nel periodo della prova infatti le piogge sono state frequenti con rovesci in varie occasioni di forte intensità per un totale di 342 mm. Sotto questi livelli di pioggia i tombini sono stati sottoposti a un continuo e probabilmente completo dilavamento che potrebbe aver impedito la colonizzazione stabile dei copepodi. Tuttavia non si osservano influenze significative della pioggia nella riduzione percentuale dei tombini colonizzati da copepodi e ciò fa propendere all’ipotesi che assieme alla pioggia siano anche le caratteristiche fisico-chimiche dell’acqua a impedire una colonizzazione stabile da parte di M. albidus. In definitiva perciò si è dimostrato che i tombini stradali sono ambienti ostili per la sopravvivenza di M. albidus, anche se, dove il ciclopoide si è stabilito permanentemente, ha dimostrato un certo impatto nei confronti di Ae. albopictus e di Cx. pipiens, che tuttavia è risultato non statisticamente significativo all’analisi della varianza. Nei confronti delle larve di Culex pipiens il copepode non permette livelli di controllo soddisfacente, confermando i dati bibliografici. Nei confronti invece di Ae. albopictus la predazione raggiunge buoni livelli; tuttavia ciò non è compensato dalla percentuale molto alta di tombini che, dopo periodi di pioggia copiosa o singoli episodi temporaleschi o per le condizioni di anossia rimangono senza i copepodi. Ciò costringerebbe a ripetute introduzioni di copepodi i cui costi attualmente non sono inferiori a quelli per trattamenti con prodotti larvicidi. In conclusione la ricerca ha portato a considerare Macrocyclops albidus un interessante ausiliario applicabile anche nelle realtà urbane del nostro paese nell’ambito di programmi integrati di contrasto alle infestazioni di Aedes albopictus. Tuttavia il suo utilizzo non si presta a tutti i focolai larvali ma soltanto a raccolte di acqua artificiali di un certo volume come i bidoni utilizzati per stoccare acqua da impiegare per l’orto e il giardino familiare nelle situazioni in cui non è garantita la copertura ermetica, lo svuotamento completo settimanale o l’utilizzo di sostanze ad azione larvozanzaricida.

Amphibian Biodiversity Survey - Wetland Area Southwest of Montana Tech

The primary goal of this project was to launch a pilot population study in the spring-fed wetland area southwest of Montana Tech to establish baseline data on density, distribution, abundance, and diversity of amphibians in the area. The current confirmed species at the select site is the Columbia spotted frog (Rana luteiventris). Based on preliminary habitat assessment and existing literature, other species possibilities included the long-toed salamander (Ambrystoma macrodactylum) boreal chorus frog (Pseudacris maculata), the Rocky Mountain tailed frog (Ascaphus montanus), and the leopard frog (Rana pipiens), (Werner et al. 2004) though the latter species is considered unlikely based on the specie’s declining status (Werner 2003; Werner et al. 2004). The project’s secondary goal was to collect basic habitat and environmental data: vegetation, precipitation, temperature. The third goal was to explore correlations between species prevalence and environmental data to expand the scientific understanding of population dynamics in the field of amphibian studies (see: Ferner, 2007; Dodd, 2010).

Assembly of Lampbrush Chromosomes from Sperm Chromatin

We have examined the behavior of demembranated sperm heads when injected into the germinal vesicle (GV) of amphibian oocytes. Xenopus sperm heads injected into Xenopus GVs swelled immediately and within hours began to stain with an antibody against RNA polymerase II (Pol II). Over time each sperm head became a loose mass of chromosome-like threads, which by 24–48 h resolved into individually recognizable lampbrush chromosomes (LBCs). Although LBCs derived from sperm are unreplicated single chromatids, their morphology and immunofluorescent staining properties were strikingly similar to those of the endogenous lampbrush bivalents. They displayed typical transcriptionally active loops extending from an axis of condensed chromomeres, as well as locus-specific “landmarks.” Experiments with [3H]GTP and actinomycin D demonstrated that transcription was not necessary for the initial swelling of the sperm heads and acquisition of Pol II but was required for maintenance of the lampbrush loops. Splicing was not required at any stage during formation of sperm LBCs. When Xenopus sperm heads were injected into GVs of the newt Notophthalmus, the resulting sperm LBCs displayed very long loops with pronounced Pol II axes, like those of the endogenous newt LBCs; as expected, they stained with antibodies against newt-specific proteins. Other heterologous injections, including sperm heads of the frog Rana pipiens and the zebrafish Danio rerio in Xenopus GVs, confirm that LBCs can be derived from taxonomically distant organisms. The GV system should help identify both cis- and trans-acting factors needed to convert condensed chromatin into transcriptionally active LBCs. It may also be useful in producing cytologically analyzable chromosomes from organisms whose oocytes do not go through a typical lampbrush phase or cannot be manipulated by current techniques.

Effect of prolonged inactivity on skeletal motor nerve terminals during aestivation in the burrowing frog, Cyclorana alboguttata

This study examined the effect of prolonged inactivity, associated with aestivation, on neuromuscular transmission in the green-striped burrowing frog, Cyclorana alboguttata. We compared the structure and function of the neuromuscular junctions on the iliofibularis muscle from active C. alboguttata and from C. alboguttata that had been aestivating for 6 months. Despite the prolonged period of immobility, there was no significant difference in the shape of the terminals (primary, secondary or tertiary branches) or the length of primary terminal branches between aestivators and non-aestivators. Furthermore, there was no significant difference in the membrane potentials of muscle fibres or in miniature end plate potential (EPP) frequency and amplitude. However, there was a significant decrease in evoked transmitter release characterised by a 56% decrease in mean EPP amplitude, and a 29% increase in the failure rate of nerve terminal action potentials to evoke transmitter release. The impact of this suite of neuromuscular characteristics on the locomotor performance of emergent frogs is discussed.

The number, morphology, and distribution of retinal ganglion cells and optic axons in the Australian lungfish Neoceratodus forsteri (Krefft 1870)

Australian lungfish Neoceratodus forsteri may be the closest living relative to the first tetrapods and yet little is known about their retinal ganglion cells. This study reveals that lungfish possess a heterogeneous population of ganglion cells distributed in a horizontal streak across the retinal meridian, which is formed early in development and maintained through to adult stages. The number and complement of both ganglion cells and a population of putative amacrine cells within the ganglion cell layer are examined using retrograde labelling from the optic nerve and transmission electron-microscopic analysis of axons within the optic nerve. At least four types of retinal ganglion cells are present and lie predominantly within a thin ganglion cell layer, although two subpopulations are identified, one within the inner plexiform and the other within the inner nuclear layer. A subpopulation of retinal ganglion cells comprising up to 7% or the total population are significantly larger (> 400 mu m(2)) and are characterized as giant or alpha-like cells. Up to 44% of cells within the retinal ganglion cell layer represent a population of presumed amacrine cells. The optic nerve is heavily fasciculated and the proportion of myelinated axons increases with body length from 17% in subadults to 74% in adults. Spatial resolving power, based on ganglion cell spacing, is low (1.6-1.9 cycles deg(-1), n = 2) and does not significantly increase with growth. This represents the first detailed study of retinal ganglion cells in sarcopterygian fish, and reveals that, despite variation amongst animal groups, trends in ganglion cell density distribution and characteristics of cell types were defined early in vertebrate evolution.

2016 Flanders Virus Cases

Flanders virus was discovered in 1961 in the town of Flanders on Long Island, New York. The virus is in the virus family Rhabdoviridae, and it is widely distributed in Canada, the United States, and Mexico. Flanders virus does not cause disease. The virus is frequently found in birds, such as Red-winged blackbirds, House sparrows, and starlings. It is also found in bird-feeding mosquitoes, such as the black-tailed mosquito (Culiseta melanura) and the northern and southern house mosquitoes (Culex pipiens and Culex quinquefasciatus, respectively). Presence of the virus in an area serves as a sentinel or warning for West Nile virus and as a trigger for public health control and prevention interventions targeting West Nile virus.