Microbiome and parasitome of Aedes albopictus and Culex pipiens mosquitoes in urban and sub-urban areas of South Korea

Abstract

The mosquito microbiome interacts with their host’s biology influencing their fitness and vector competence. Future mosquito biocontrol strategies will require descriptive knowledge of these interactions as well as constant and comprehensive microbiome surveillance. Metabarcoding offers a scalable method for such monitoring efforts. In this study, 16S and 18S rRNA gene metabarcoding was used via iSeq100 sequencing to profile the prokaryotic and eykaryotic communities of three population of Aedes albopictus and Culex pipiens in in South Korea. Ae. Albopictus and Cx. pipiens are two globally-distributed mosquito vectors with medical importance in South Korea. Bacterial alpha and beta diversity was significantly different among populations, suggesting that microbial composition varied by population. Pseudomonadota dominated the microbiota of both species. Wolbachia and Aeromonas dominated Cx. pipiens, while Enterococcus dominated Ae. albopictus. Ascogregarina taiwanensis, a common Ae. Albopictus parasite, was highly abundant in this species but not present in Cx. pipiens. Linear discriminant analysis Effect Size (LEfSe) tested on the microbiome of A. Taiwanensis–infected and uninfected Ae. albopictus showed its absence was associated with seven bacterial taxa.모기의 마이크로바이옴은 적합도와 병원체 전달 능력에 영향을 미친다. 향후 모기 생물학적 방제 전략은 이러한 상호작용에 대한 포괄적인 마이크로바이옴 감시가 요구된다. iSeq100 시퀀싱을 통해 16S 및 18S rRNA 유전자 메타바코딩을 수행하여, 대한민국 내 세 개 집단의 흰줄숲모기 (Aedes albopictus) 및 빨간집모기 (Culex pipiens)에 존재하는 원핵생물 및 진핵생물 군집을 분석하였다. Ae. albopictus와 Cx. pipiens는 대한민국 내에서도 의학적으로 중요한 세계적 분포의 모기 매개체이다. 박테리아의 알파 및 베타 다양성은 집단 간에 유의하게 차이를 보여, 미생물 군집 구성이 개체군에 따라 달라짐을 시사하였다. 두 종 모두에서 Pseudomonadota가 우점하였으며, Cx. pipiens에서는 Wolbachia와 Aeromonas가, Ae. albopictus에서는 Enterococcus가 주요 우점균으로 나타났다. Ae. albopictus에 흔히 기생하는 원생생물인 Ascogregarina taiwanensis는 해당 종에서 매우 높은 비율로 존재하였으나, Cx. pipiens에서는 검출되지 않았다. 또한, A. taiwanensis에 감염된 Ae. albopictus와 비감염 개체의 마이크로바이옴을 비교하기 위해 선형 판별 분석 효과 크기(LEfSe)를 적용한 결과, 감염이 없는 개체에서 7개의 박테리아 분류군과의 관련성이 나타났다.