Research Article

Molecular detection of parasites and host preference in wild-caught Culicoides biting midges (Diptera: Ceratopogonidae) in Chiang Mai and Nakhon Si Thammarat Provinces, Thailand

Détection moléculaire des parasites et de la préférence d’hôte chez les Culicoides (Diptera : Ceratopogonidae) capturés dans la nature dans les provinces de Chiang Mai et Nakhon Si Thammarat, Thaïlande

¹ Center of Excellence in Vector Biology and Vector-Borne Disease, Department of Parasitology, Faculty of Medicine, Chulalongkorn University, Bangkok 10330, Thailand
² Molecular Biology of Malaria and Opportunistic Parasites Research Unit, Department of Parasitology, Faculty of Medicine, Chulalongkorn University, Bangkok 10330, Thailand
³ Department of Pathology, King Chulalongkorn Memorial Hospital, Bangkok 10330, Thailand
⁴ Division of Biomedical and Life Sciences, Faculty of Health and Medicine, Lancaster University, Lancaster LA1 4YG, United Kingdom

^* Corresponding author: narissara.j@chula.ac.th

Received: 10 September 2024
Accepted: 30 December 2024

Abstract

Culicoides biting midges (Diptera: Ceratopogonidae) have been reported as potential vectors for haemoparasites. Information about host-vector-parasite specificity is required to confirm their status. Here, molecular detection of haemosporidians, Leishmania, trypanosomatids, and filarial nematodes in biting midges was conducted to understand their potential role as vectors, and their host preference was determined. Wild-caught biting midges were collected from six different localities of Chiang Mai and Nakhon Si Thammarat provinces, Thailand. A total of 6,578 individual Culicoides (170 males, 6,408 females) comprising 15 species of six sub-genera and two groups were collected. Also, 738 parous females and 29 engorged females were examined for parasites and host blood meals, respectively. Culicoides arakawae, C. mahasarakhamense, C. peregrinus and C. innoxius in Chiang Mai province, and C. innoxius and C. peregrinus in Nakhon Si Thammarat province were the most dominant species. Leucocytozoon spp., Leucocytozoon caulleryi and Plasmodium juxtanucleare were identified in five Culicoides species including C. mahasarakhamense, C. arakawae, C. oxystoma, C. fulvus, and C. guttifer. This study is the first record of L. caulleryi in the biting midge C. arakawae in Thailand. Blood meal analysis revealed that Culicoides primarily fed on cattle (17/29, 58.6%), followed by chickens (10/29, 34.5%), and humans (2/29, 6.9%). Our findings confirmed the existence of several Culicoides species in Thailand, which might be potential vectors for transmission of haemosporidians (Leucocytozoon and Plasmodium). Information from host blood meal analyses underlined their preference for large mammals, followed by domestic chickens. More anthropophilic Culicoides species remain to be discovered.

Résumé

Les culicoïdes (Diptera : Ceratopogonidae) ont été signalés comme vecteurs potentiels d’hémoparasites. Des informations sur la spécificité hôte-vecteur-parasites sont nécessaires pour confirmer leur statut. Ici, la détection moléculaire des hémosporidies, des leishmanies, des trypanosomatidés et des nématodes filaires chez les culicoïdes a été réalisée pour comprendre leur rôle potentiel en tant que vecteurs, et leur préférence d’hôte a été déterminée. Les culicoïdes capturés dans la nature ont été collectés dans six localités différentes des provinces de Chiang Mai et Nakhon Si Thammarat, en Thaïlande. Un total de 6 578 culicoïdes (170 mâles, 6 408 femelles), comprenant 15 espèces de six sous-genres et deux groupes, ont été collectés. De plus, 738 femelles pares et 29 femelles gorgées ont été examinées respectivement pour détecter des parasites et l’hôte de leur repas sanguin. Les espèces les plus dominantes étaient Culicoides arakawae, C. mahasarakhamense, C. peregrinus et C. innoxius dans la province de Chiang Mai, et C. innoxius et C. peregrinus dans la province de Nakhon Si Thammarat. Leucocytozoon spp., Leucocytozoon caulleryi et Plasmodium juxtanucleare ont été identifiés chez cinq espèces de Culicoides, dont C. mahasarakhamense, C. arakawae, C. oxystoma, C. fulvus et C. guttifer. Cette étude est la première observation de L. caulleryi chez le culicoïde C. arakawae en Thaïlande. L’analyse des repas sanguins a révélé que les culicoïdes se nourrissaient principalement sur les bovins (17/29, 58,6 %), suivis des poulets (10/29, 34,5 %) et des humains (2/29, 6,9 %). Nos résultats ont confirmé l’existence de plusieurs espèces de Culicoides en Thaïlande, qui pourraient être des vecteurs potentiels de transmission d’hémosporidies (Leucocytozoon et Plasmodium). Les informations obtenues par analyse des repas de sang des hôtes ont souligné leur préférence pour les grands mammifères suivis par les poulets domestiques. D’autres espèces de culicoïdes anthropophiles restent à découvrir.