Mehrere Ursprünge von Knockdown-Resistenzmutationen im afrikanischen Mückenvektor Anopheles gambiae

Wie oft Mutationen zur Insektizidresistenz in natürlichen Insektenpopulationen auftreten, ist eine grundlegende Frage zum Verständnis der Evolution der Resistenz und auch für die Modellierung ihrer Ausbreitung. Darüber hinaus wird die Entwicklung von Resistenz als ein bevorzugtes Modell angesehen, um die molekulare Evolution von adaptiven Merkmalen zu untersuchen. Im Malariavektor Anopheles gambiae wurden zwei Punktmutationen (L1014F und L1014S) im Gen des spannungsgesteuerten Natriumkanals beschrieben, die eine Knockdown-Resistenz (kdr) gegenüber DDT und Pyrethroid-Insektiziden verleihen. Um zu bestimmen, ob Resistenzallele aus einzelnen oder mehreren Mutationsereignissen resultieren, wurde das Genotyping des kdr-Locus und die partielle Sequenzierung des aufwärts gelegenen Intron-1 an insgesamt 288 A. gambiae S-Formen durchgeführt, die aus 28 Lokalitäten in 15 Ländern gesammelt wurden. Knockdown-Resistenzallele wurden häufig in Westafrika gefunden, mit gleichzeitiger Vorkommen sowohl von 1014S als auch 1014F in westzentrale Lokalitäten. Unterschiede in der Haplotype-Zusammensetzung von Intron-1 deuten darauf hin, dass kdr-Allele aus mindestens vier unabhängigen Mutationsereignissen entstanden sein könnten. Neutralitätstests lieferten Hinweise auf einen selektiven Sweep, der auf dieses Genomgebiet wirkt, insbesondere in Westafrika. Die Häufigkeit und Verbreitung dieser kdr-Haplotypen variierte geographisch und wurde von einem Zusammenspiel zwischen verschiedenen mutationalen Ereignissen, Genfluss und lokaler Selektion beeinflusst. Dies hat wichtige praktische Implikationen für das Management und die Nachhaltigkeit von Programmen zur Bekämpfung des Malariavektors.