Free Content Characterization of knockdown resistance in DDT- and pyrethroid-resistant Culex quinquefasciatus populations from Sri Lanka

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Abstract:

Summary DDT and pyrethroid resistance in have been previously reported in Sri Lanka, but the mechanisms involved have yet to be characterized. We report the presence of two mutant alleles of the sodium channel gene, the target site for both DDT and pyrethroid insecticides. Both mutations resulted in classic knockdown resistance (kdr) L1014F mutation because of either an A-to-T substitution or an A-to-C substitution. We developed two alternative assays to distinguish between the two mutations and used these to screen 214 individuals from nine geographic locations throughout Sri Lanka. Very high levels of kdr mutations were found throughout the country. A predominance of the A-to-C mutation was observed over the A-to-T with an average allele frequency of 50% and 2%, respectively. In addition to these non-synonymous kdr substitutions, we also found an indel (TCACA) in the intron downstream of the kdr mutation. After genotyping this indel in 136 individuals, we found no evident correlation between kdr genotypes and intronic indel. The presence of two alternative kdr mutations has implications for the reliance on single molecular diagnostics for detection of resistance in field populations. Furthermore, the high levels of these kdr mutations in populations throughout Sri Lanka are of concern for the future of pyrethroid-based control programmes on this island.

French
La résistance au DDT et aux pyréthroïdes chez Culex quinquefasciatus a déjàété rapportée au Sri Lanka mais les mécanismes impliqués n’ont pas encore été caractérisés. Nous rapportons ici la présence de deux allèles mutants du gène du canal sodium, le site cible à la fois pour les insecticides DDT et pyréthroïdes. Les deux mutations mènent toutes au remplacement classique d’acide aminékdr L1014F, due à une substitution A→T ou A→C. Nous avons développé deux tests alternatifs afin de distinguer entre les deux mutations et avons utilisé ceux-ci pour cribler 214 individus provenant de 9 régions géographiques à travers tout le Sri Lanka. Des taux très élevés de mutations kdr ont été trouvés à travers le pays. Une prédominance de la mutation A→C par rapport à la mutation A→T a été observée avec une fréquence moyenne d’allèle de 50% et 2% respectivement. En plus de ces substitutions kdr non synonyme, nous avons également trouvé un indel (TCACA) au niveau de l’intron en aval de la mutation kdr. Après génotypage de cet indel chez 136 individus, nous n’avons trouvé aucune corrélation évidente entre les génotypes kdr et l’indel intronique. La présence de deux mutations kdr alternatives a des implications sur la fiabilité d’un seul diagnostic moléculaire pour la détection de la résistance dans la population du terrain. En outre, les taux élevés de ces mutations kdr dans les populations de C. quinquefasciatusà travers tout le Sri Lanka sont des préoccupations pour les futurs programmes de contrôle basé sur les pyréthroïdes sur cette île.

Keywords: Culex quinquefasciatus; Sri Lanka; canal de sodio; canal sodium; insecticide resistance; kdr; knockdown resistance; piretroide; pyrethroid; pyréthroïdes; resistencia insecticida; résistance aux insecticides; sodium channel

Document Type: Research Article

DOI: http://dx.doi.org/10.1111/j.1365-3156.2008.02033.x

Affiliations: 1:  Liverpool School of Tropical Medicine, Liverpool, UK 2:  Department of Zoology, University of Peradeniya, Peradeniya, Sri Lanka

Publication date: April 1, 2008

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