Research Article

Radiation dose-fractionation in adult Aedes aegypti mosquitoes

Fractionnement de la dose d’irradiation chez les moustiques Aedes aegypti adultes

Insect Pest Control Laboratory, Joint FAO/IAEA Centre of Nuclear Techniques in Food and Agriculture, International Atomic Energy Agency, PO Box 100, 1400 Vienna, Austria

^* Correspondence author: h.yamada@iaea.org

Received: 2 December 2022
Accepted: 15 January 2023

Abstract

Balancing process efficiency and adult sterile male biological quality is one of the challenges in the success of the sterile insect technique (SIT) against insect pest populations. For the SIT against mosquitoes, many stress factors need to be taken into consideration when producing sterile males that require high biological quality to remain competitive once released in the field. Pressures of mass rearing, sex sorting, irradiation treatments, packing, transport and release including handling procedures for each step, add to the overall stress budget of the sterile male post-release. Optimizing the irradiation step to achieve maximum sterility while keeping off-target somatic damage to a minimum can significantly improve male mating competitiveness. It is therefore worth examining various protocols that have been found to be effective in other insect species, such as dose fractionation. A fully sterilizing dose of 70 Gy was administered to Aedes aegypti males as one acute dose or fractionated into either two equal doses of 35 Gy, or one low dose of 10 Gy followed by a second dose of 60 Gy. The two doses were separated by either 1- or 2-day intervals. Longevity, flight ability, and mating competitiveness tests were performed to identify beneficial effects of the various treatments. Positive effects of fractionating dose were seen in terms of male longevity and mating competitiveness. Although applying split doses generally improved male quality parameters, the benefits may not outweigh the added labor in SIT programmes for the management of mosquito vectors.

Résumé

Équilibrer l’efficacité du processus et la qualité biologique des mâles adultes stériles est l’un des défis du succès de la technique des insectes stériles (TIS) contre les populations d’insectes nuisibles. Pour la TIS contre les moustiques, de nombreux facteurs de stress sont à prendre en compte lors de la production de mâles stériles qui nécessitent une haute qualité biologique pour rester compétitifs une fois relâchés au champ. Les pressions de l’élevage en masse, du triage par sexe, des traitements d’irradiation, de l’emballage, du transport et de la libération, y compris les procédures de manipulation pour chaque étape, s’ajoutent au budget de stress global du mâle stérile après la libération. L’optimisation de l’étape d’irradiation pour atteindre une stérilité maximale tout en minimisant les dommages somatiques hors cible peut améliorer considérablement la compétitivité de l’accouplement des mâles et il est donc important d’examiner divers protocoles qui se sont révélés efficaces chez d’autres espèces d’insectes, comme le fractionnement de dose. Une dose entièrement stérilisante de 70 Gy a été administrée aux mâles Aedes aegypti en une dose unique ou fractionnée en deux doses égales de 35 Gy, ou une faible dose de 10 Gy suivie d’une seconde dose de 60 Gy. Les deux doses étaient séparées par des intervalles de 1 ou 2 jours. Des tests de longévité, d’aptitude au vol et de compétitivité à l’accouplement ont été réalisés pour identifier les effets bénéfiques des différents traitements. Des effets positifs de la dose de fractionnement ont été observés en termes de longévité des mâles et de compétitivité à l’accouplement. Bien que l’application de doses fractionnées améliore généralement les paramètres de qualité des mâles, les avantages peuvent ne pas compenser le travail supplémentaire dans les programmes TIS pour la gestion des moustiques vecteurs.