Characterization of the Culturable Gut Microbiota of Two Colombian Main Malaria Vectors

Abstract

ABSTRACT: Bacteria inhabiting the gut of malaria vectors can strongly influence their biology and competence to transmit Plasmodium parasites and other pathogens. This study aimed to isolate and characterize the culturable gut bacterial microbiota in two main Colombian malaria vectors. Anopheles (Diptera: Culicidae) darlingi Root, 1926 and Anopheles (Diptera: Culicidae) nuneztovari Gabaldón, 1940, specimens were collected in two malaria-endemic regions and under two feedings status. The bacterial composition was compared according to mosquito species, geography, and feeding status. Bacterial isolates from homogenized mosquito guts were morphologically and biochemically characterized, and their taxonomy was determined by 16S rRNA sequencing. Results showed that Gram-negative bacilli, particularly of the Proteobacteria phylum, are predominant in the gut of the two-vector species regardless of geography and feeding status. At the genus level, Enterobacter, Acinetobacter, and Bacillus were common among the two-vector species and geographic sites; and some genera were locality or vector-specific. In addition, the presence of blood in the mosquito gut negatively impacted bacterial richness at the genus level. These results advanced the knowledge of mosquito-microbe interactions for these malaria vectors. In addition, the generation of a bacterial culture repertoire may allow us to investigate the potential role of some bacteria as biocontrol agents.

RESUMEN: Las bacterias que habitan en el intestino de los vectores de la malaria pueden influir en su biología y competencia para transmitir parásitos Plasmodium y otros patógenos. Este estudio tuvo como objetivo aislar y caracterizar la microbiota bacteriana intestinal cultivable en dos vectores principales de malaria de Colombia. Los especímenes de Anopheles (Diptera: Culicidae) darlingi Root, 1926 y Anopheles (Diptera: Culicidae) nuneztovari Gabaldon, 1940, fueron colectados en dos regiones endémicas para malaria y bajo dos estados de alimentación. La composición bacteriana se comparó según la especie de mosquito, la geografía y el estado de alimentación. Las bacterias aisladas de intestinos de mosquitos homogeneizados se caracterizaron morfológica y bioquímicamente y se determinó su taxonomía mediante secuenciación de ARNr 16S. Los resultados mostraron que los bacilos Gram-negativos, particularmente del filo Proteobacteria, predominan en el intestino de las dos especies de vectores, independientemente de la geografía y el estado de alimentación. A nivel de género, Enterobacter, Acinetobacter y Bacillus fueron comunes entre las dos especies de vectores y sitios geográficos; y algunos géneros fueron específicos de la localidad o del vector. Además, la presencia de sangre en el intestino del mosquito afecto negativamente la riqueza bacteriana a nivel de género. Estos resultados aportan al avance del conocimiento sobre las interacciones mosquito-microbio para estos vectores de la malaria; sumado a esto, la generación de un repertorio de cultivos bacterianos podrá permitir investigar el papel potencial de algunas bacterias como agentes de biocontrol.