Radiation dose fractionation and its potential hormetic effects on male Glossina palpalis gambiensis (Diptera: Glossinidae): a comparative study of reproductive and flight quality parameters.

One of the most critical factors for implementing the sterile insect technique for the management of tsetse is the production of large quantities of highly competitive sterile males in the field. Several factors may influence the biological quality of sterile males, but optimizing the irradiation protocols to limit unwanted somatic cell damage could improve male performance. This study evaluated the effect of fractionation of gamma radiation doses on the fertility and flight quality of male Glossina palpalis gambiensis. Induced sterility was assessed by mating irradiated males with virgin fertile females. Flight quality was assessed using a standard protocol. The male flies were irradiated as pupae on day 23-27 post larviposition with 110 Gy, either in a single dose or in fractionations of 10 + 100 Gy and 50 + 60 Gy separated by 1-, 2- and 3-day intervals or 55 + 55 Gy separated by 4-, 8-, and 24-hour intervals. All treatments induced more than 90% sterility in females mated with irradiated males, as compared with untreated males. No significant differences were found in emergence rate or flight propensity between fractionated and single radiation doses, nor between the types of fractionations. Overall, the 50(D0) + 60(D1) Gy dose showed slightly higher induced sterility, flight propensity, and survival of males under feeding regime. Dose fractionation resulted in only small improvements with respect to flight propensity and survival, and this should be traded off with the required increase in labor that dose fractionation entails, especially in larger control programs.

Title: Fractionnement de la dose de rayonnement et ses effets hormétiques potentiels sur les Glossina palpalis gambiensis mâles (Diptera : Glossinidae) : une étude comparative des paramètres de reproduction et de qualité de vol. Abstract: L'un des facteurs les plus critiques pour la mise en œuvre de la technique de l'insecte stérile pour la gestion des glossines est la production de grandes quantités de mâles stériles hautement compétitifs sur le terrain. Plusieurs facteurs peuvent influencer la qualité biologique des mâles stériles, mais l'optimisation des protocoles d'irradiation pour limiter les dommages indésirables aux cellules somatiques pourrait améliorer les performances des mâles. Cette étude a évalué l'effet du fractionnement de la dose d'irradiation gamma sur la fertilité et la qualité de vol des mâles de Glossina palpalis gambiensis. La stérilité induite a été évaluée en accouplant des mâles irradiés avec des femelles vierges et fertiles. La qualité du vol a été évaluée à l'aide d'un protocole standard. Les mouches mâles ont été irradiées sous forme de pupes agées de 23 à 27 jours après la larviposition avec 110 Gy, soit en dose unique, soit en fractions de 10 + 100 Gy et 50 + 60 Gy séparées par 1, 2 et 3 jours ou 55 + 55 Gy séparés par des intervalles de 4, 8 et 24 heures. Tous les traitements ont induit plus de 90 % de stérilité chez les femelles accouplées avec des mâles irradiés par rapport aux mâles non traités. Aucune différence significative n'a été trouvée dans le taux d'émergence ou la propension au vol entre les doses d'irradiation fractionnées et uniques ni entre les types de fractionnements. Dans l'ensemble, la dose de 50 (J0) + 60 (J1) Gy a montré une stérilité induite, une propension à voler et une survie légèrement plus élevées chez les mâles sous régime alimentaire. Le fractionnement de dose n'a entraîné que de légères améliorations en ce qui concerne la propension à voler et la survie, et cela devrait être compensé par l'augmentation nécessaire du travail qu'implique le fractionnement de dose, en particulier dans les programmes de contrôle de grande envergure.

Gamma-radiation of Glossina palpalis gambiensis revisited: effect on fertility and mating competitiveness.

African animal trypanosomoses are vector-borne diseases that cause enormous livestock losses in sub-Saharan Africa, with drastic socio-economic impacts. Vector control in the context of an area-wide integrated pest management program with a sterile insect technique component requires the production of high-quality sterile male tsetse flies. In our study, we evaluated the effect of irradiation on the fecundity of Glossina palpalis gambiensis to identify the optimal dose that will induce maximum sterility while maintaining biological performance as much as possible. In addition, male mating performance was evaluated in semi-field cages. The irradiation doses used were 90, 100, 110, 120, 130, 140, and 150 Gy, and untreated males were used as the control. The results showed that pupal production and emergence rates were higher in batches of females that had mated with fertile males than in those that had mated with irradiated males with any experimental dose. A dose of 120 Gy administered to male flies induced 97-99% sterility after mating with virgin females. For the semi-field cage experiments, males irradiated with 120 Gy showed good sexual competitiveness as compared to fertile males and those irradiated with 140 Gy, considering the level of filling of spermatheca and the number of pairs formed. The optimal radiation dose of 120 Gy found in this study is slightly different from the traditional dose of 110 Gy that has been used in several eradication programmes in the past. The potential reasons for this difference are discussed, and an argument is made for the inclusion of reliable dosimetry systems in these types of studies.

Title: Le rayonnement gamma pour Glossina palpalis gambiensis revisité : effet sur la fertilité et la compétitivité sexuelle. Abstract: Les trypanosomoses animales africaines sont des maladies à transmission vectorielle qui causent d'énormes pertes de bétail en Afrique subsaharienne, avec des impacts socio-économiques importants. La lutte antivectorielle dans le cadre d'un programme de lutte intégrée contre les ravageurs à l'échelle d'une zone avec une composante de technique d'insectes stériles nécessite la production de glossines mâles stériles de haute qualité. Dans notre étude, nous avons évalué l'effet de l'irradiation sur la fécondité de Glossina palpalis gambiensis afin d'identifier la dose optimale qui induira une stérilité maximale tout en maintenant au maximum les performances biologiques. De plus, les performances d'accouplement des mâles ont été évaluées en cages de semi-terrain. Les doses d'irradiation utilisées étaient de 90, 100, 110, 120, 130, 140 et 150 Gy, et des mâles non traités ont été utilisés comme contrôle. Les résultats ont montré que les taux de production et d'émergence de pupes étaient plus élevés dans les lots de femelles qui s'étaient accouplées avec des mâles fertiles que dans les lots de celles accouplées avec des mâles irradiés, avec n'importe quelle dose expérimentale. Une dose de 120 Gy administrée à des mouches mâles a induit une stérilité de 97 à 99 % après accouplement avec des femelles vierges. Pour les expériences en cages de semi-terrain, les mâles irradiés à 120 Gy ont montré une bonne compétitivité sexuelle par rapport aux mâles fertiles et à ceux irradiés à 140 Gy, en considérant le niveau de remplissage de leur spermathèque et le nombre de couples formés. La dose de rayonnement optimale de 120 Gy trouvée dans cette étude est légèrement différente de la dose traditionnelle de 110 Gy qui a été utilisée dans plusieurs programmes d'éradication dans le passé. Les raisons potentielles de cette différence sont discutées et un argument est avancé pour l'inclusion de systèmes de dosimétrie fiables dans ce type d'études.