Abstract Background Research on mosquito-microbe interactions may lead to new tools for mosquito and mosquito-borne disease control. To date, such research has largely utilized laboratory-reared mosquitoes that typically lack the microbial diversity of wild populations. A logical progression in this area involves working under controlled settings using field-collected mosquitoes or, in most cases, their progeny. Thus, an understanding of how laboratory colonization affects the assemblage of mosquito microbiota would aid in advancing mosquito microbiome studies and their applications beyond laboratory settings. Methods Using high throughput 16S rRNA amplicon sequencing, we characterized the internal and cuticle surface microbiota of F 1 progeny of wild-caught adult Anopheles albimanus from four locations in Guatemala. A total of 132 late instar larvae and 135 2-5day old, non-blood-fed virgin adult females that were reared under identical laboratory conditions, were pooled (3 individuals/pool) and analyzed. Results Results showed geographical heterogeneity in both F 1 larval internal ( p =0.001; pseudo- F = 9.53) and cuticle surface ( p =0.001; pseudo- F = 8.51) microbiota, and only F 1 adult cuticle surface ( p =0.001; pseudo- F = 4.5) microbiota, with a more homogenous adult internal microbiota ( p =0.12; pseudo- F = 1.6) across collection sites. Overall, ASVs assigned to Leucobacter, Thorsellia, Chryseobacterium and uncharacterized Enterobacteriaceae , dominated F 1 larval internal microbiota, while Acidovorax, Paucibacter , and uncharacterized Comamonadaceae , dominated the larval cuticle surface. F 1 adults comprised a less diverse microbiota compared to larvae, with ASVs assigned to the genus Asaia dominating both internal and cuticle surface microbiota, and constituting at least 70% of taxa in each microbial niche. Conclusions These results suggest that location-specific heterogeneity in filed mosquito microbiota can be transferred to F 1 progeny under normal laboratory conditions, but this may not last beyond the F 1 larval stage without adjustments to maintain field-derived microbiota. Our findings provide the first comprehensive characterization of laboratory-colonized F 1 An. albimanus progeny from field-derived mothers. This provides a background for studying how parentage and environmental conditions differentially or concomitantly affect mosquito microbiome composition, and how this can be exploited in advancing mosquito microbiome studies and their applications beyond laboratory settings.

Abstract Background Insecticide resistance among mosquito species is now a pervasive phenomenon, which threatens to jeopardise global malaria vector control efforts. Evidence of links between the mosquito microbiota and insecticide resistance is emerging, with significant enrichment of insecticide degrading bacteria and enzymes in resistant populations. Using 16S rRNA amplicon sequencing, we characterised and compared the microbiota of Anopheles ( An. ) coluzzii in relation to their deltamethrin resistance and exposure profiles. Results Comparisons between 2-3 day old deltamethrin resistant and susceptible mosquitoes, demonstrated significant differences in microbiota diversity (PERMANOVA, pseudo-F = 19.44, p=0.0015). Ochrobactrum, Lysinibacillus and Stenotrophomonas genera, each of which comprised insecticide degrading species, were significantly enriched in resistant mosquitoes. Susceptible mosquitoes had a significant reduction in alpha diversity compared to resistant individuals (Shannon index: H=13.91, q=0.0003, Faith’s phylogenetic diversity: H=6.68, q=0.01), with Asaia and Serratia dominating microbial profiles. There was no significant difference in deltamethrin exposed and unexposed 5-6 day old individuals, suggesting that insecticide exposure had minimal impact on microbial composition. Serratia and Asaia were also dominant in 5-6 day old mosquitoes, regardless of exposure or phenotype, and had reduced microbial diversity compared with 2-3 day old mosquitoes. Conclusions Our findings revealed significant alterations of An. coluzzii microbiota associated with deltamethrin resistance, highlighting the potential for identification of novel microbial markers for insecticide resistance surveillance. qPCR detection of Serratia and Asaia was consistent with 16S rRNA sequencing, suggesting that population level field screening of the bacterial microbiota may be feasibly integrated into wider resistance monitoring if reliable and reproducible markers associated with phenotype can be identified.

ABSTRACT High rates of dengue, chikungunya, and zika morbidity occur in southern Thailand. The intensive application of insecticides in orchards could impact not only agricultural insect pests, but also non-target insects, such as mosquitoes, or non-target beneficial insects. In this study, the population density and insecticide susceptibility of Aedes albopictus populations to field application concentrations of four agrochemical insecticides – cypermethrin, chlorpyrifos, carbaryl, and imidacloprid were examined. Mosquito eggs were collected from durian cultivation sites in five provinces in southern Thailand and hatched and allowed to develop to the adult stage. The study sites were categorized into three groups based on insecticide application; intensive-application of insecticides (IA), less-application of insecticides (LA), and no application of insecticides (NA). Twenty ovitraps were deployed for at least three consecutive days at each study site to collect mosquito eggs and to determine the Ae. albopictus population density then WHO tube assays being used to determine the susceptibility of adult mosquitoes to selected insecticides. This study represents the first report of the agrochemical insecticide susceptibility status of Ae. albopictus collected from durian orchards in southern Thailand. The study found that the populations of Ae. albopictus were susceptible to chlorpyrifos, but showed reduced mortality following exposure to lambda-cyhalothrin, carbaryl, and imidacloprid which is suggestive of the existence of resistance. These findings provide new insights into mosquito insecticide resistance focusing on Ae. albopictus populations and has important implications for mosquito and mosquito-borne disease control in Thailand as well as providing baseline data on which future studies can develop.

Abstract Indoor residual spraying (IRS) and insecticide-treated nets (ITNs) are the main methods used to control mosquito populations for malaria prevention. The efficacy of these strategies is threatened by the spread of insecticide resistance (IR), limiting the success of malaria control. Studies of the genetic evolution leading to insecticide resistance could enable the identification of molecular markers that can be used for IR surveillance and an improved understanding of the molecular mechanisms associated with IR. This study used a weighted gene co-expression network analysis (WGCNA) algorithm, a systems biology approach, to identify genes with similar co-expression patterns (modules) and hub genes that are potential molecular markers for insecticide resistance surveillance in Kenya and Benin. A total of 20 and 26 gene co-expression modules were identified via average linkage hierarchical clustering from Anopheles arabiensis and An. gambiae, respectively, and hub genes (highly connected genes) were identified within each module. Three specific genes stood out: serine protease, E3 ubiquitin-protein ligase, and cuticular proteins, which were top hub genes in both species and could serve as potential markers and targets for monitoring IR in these malaria vectors. In addition to the identified markers, we explored molecular mechanisms using enrichment maps that revealed a complex process involving multiple steps, from odorant binding and neuronal signaling to cellular responses, immune modulation, cellular metabolism, and gene regulation. Incorporation of these dynamics into the development of new insecticides and the tracking of insecticide resistance could improve the sustainable and cost-effective deployment of interventions.

The escalating global waste crisis and precipitous decline in biodiversity have emerged as two of the most pressing environmental challenges of our time.These interconnected issues pose grave threats to the delicate balance of ecosystems and the myriad species that inhabit them.This research Endeavor seeks to harmonize these critical spheres by proposing an integrated approach to waste reduction and wildlife preservation, recognizing their inextricable linkages within the intricate web of life.This research explores the synergistic potential of integrating waste reduction strategies with targeted wildlife preservation efforts.By promoting circular economies, sustainable production and consumption practices, and innovative recycling technologies, the influx of harmful pollutants into ecosystems can be mitigated, alleviating the burden on vulnerable species and habitats.Complementarily, robust conservation measures, ecosystem restoration initiatives, and the engagement of local communities can safeguard biodiversity, thereby maintaining the ecological integrity that underpins sustainable waste management.

Abstract Background Insecticide resistance poses a growing challenge to malaria vector control in Kenya and around the world. Following evidence of associations between the mosquito microbiota and insecticide resistance, we comparatively characterized the microbiota of An. gambiae s.s . from Tulukuyi village, Bungoma, Kenya, with differing permethrin resistance profiles. Methods Using the CDC bottle bioassay, 133 2-3 day-old, virgin, non-blood fed female F 1 progeny of field-caught An. gambiae s.s . were exposed to five times (107.5μg/ml) the discriminating dose of permethrin. Post bioassay, 50 resistant and 50 susceptible mosquitoes were subsequently screened for kdr East and West mutations, and individually processed for microbial analysis using high throughput sequencing targeting the universal bacterial and archaeal 16S rRNA gene. Results 47% of the samples tested (n=133) were resistant, and of the 100 selected for further processing, 99% were positive for kdr East and 1% for kdr West. Overall, 84 bacterial taxa were detected across all mosquito samples, with 36 of these shared between resistant and susceptible mosquitoes. A total of 20 were unique to the resistant mosquitoes and 28 were unique to the susceptible mosquitoes. There were significant differences in bacterial composition between resistant and susceptible individuals (F=2.33, P=0.001), with presence of Sphingobacterium, Lysinibacillus and Streptococcus (all known pyrethroid-degrading taxa), and the radiotolerant Rubrobacter , being significantly associated with resistant mosquitoes. On the other hand, the presence of Myxococcus , was significantly associated with susceptible mosquitoes. Conclusion This is the first report of distinct microbiota in An. gambiae s.s . associated with intense pyrethroid resistance. The findings highlight differentially abundant bacterial taxa between resistant and susceptible mosquitoes, and further suggest a microbe-mediated mechanism of insecticide resistance in mosquitoes. Our results also indicate fixation of the kdr East mutation in this mosquito population, precluding further analysis of its associations with the mosquito microbiota, but presenting the hypothesis that any microbe-mediated mechanism of insecticide resistance would be likely of a metabolic nature. Overall, this study lays initial groundwork for understanding microbe-mediated mechanisms of insecticide resistance in African malaria vectors, and potentially identifying novel microbial markers of insecticide resistance that could supplement existing vector surveillance tools.

Background. Non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD) in South Africa and Africa at large is considered a hidden threat. Our local population is burdened with increased metabolic risk factors for NAFLD. Our setting requires a reasonable approach to screen for and aid the diagnosis of NAFLD. Objectives. To investigate serum fructosamine and random spot urine fructose levels as biomarkers for the screening, diagnosis and monitoring of NAFLD. The primary objective of this study was to compare serum fructosamine and random spot urine fructose levels between groups with different levels of NAFLD severity as measured by ultrasound. A secondary objective was to determine the association, if any, between serum transaminases, the aspartate aminotransferase (AST) to platelet ratio index (APRI) score, serum fructosamine and urine fructose in different groups with steatosis. Methods. Using a cross-sectional study design, 65 patients with three different levels of NAFLD, as detected by imaging, were enrolled. The primary exposures measured were serum fructosamine with random spot urine fructose, and secondary exposures were the serum transaminases (AST and alanine aminotransferase (ALT)) and the APRI score. Patients identified at the departments of gastroenterology, general internal medicine and diagnostic radiology were invited to participate. Results. There were 38, 17 and 10 patients with mild, moderate and severe steatosis, respectively. There was no significant difference between the groups regarding serum fructosamine, measured as median (interquartile range): mild 257 (241 - 286) μmol/L, moderate 239 (230 - 280) μmol/L and severe 260 (221 - 341) μmol/L, p=0.5; or random spot urine fructose: mild 0.86 (0.51 - 1.30) mmol/L, moderate 0.84 (0.51 - 2.62) mmol/L and severe 0.71 (0.58 - 1.09) mmol/L, p = 0.8. ALT (U/L) differed between groups: mild 19 (12 - 27), moderate 27 (22 - 33), severe 27 (21 - 56), p=0.03, but not AST (U/L) (p=0.7) nor APRI (p=0.9). Urine fructose and ALT were correlated in the moderate to severe steatosis group (R=0.490, p<0.05), but not in the mild steatosis group. Serum fructosamine was associated with age in the mild steatosis group but not the moderate-severe steatosis group (R=0.42, p<0.01). Conclusion. Serum fructosamine and random spot urine fructose did not vary with the severity of NAFLD, indicating that they would not be useful biomarkers in this condition.

A deeper understanding of the mechanisms underlying insecticide resistance is needed to mitigate its threat to malaria vector control. Building upon our earlier identified associations between mosquito microbiota and insecticide resistance, we demonstrate for the first time, type-specific effects of pyrethroid exposure on internal and cuticle surface bacteria in adult progeny of field-collected Anopheles albimanus. In contrast, larval cuticle surface--but not internal--bacteria were affected by pyrethroid exposure. Being over five-folds more abundant in pyrethroid resistant adults, as compared to susceptible or non-insecticide-exposed mosquitoes, Klebsiella (alphacypermethrin), Pantoea and Asaia (permethrin) were identified as potential markers of pyrethroid resistance in An. albimanus. We also show for the first time that An. albimanus larvae and adult cuticles harbor more diverse bacterial communities than their internal microbial niches. Our findings indicate insecticide selection pressures on mosquito microbiota, and support the hypothesis of an undescribed microbe-mediated mechanism of insecticide metabolism in mosquitoes.