Culverwell, C. Lorna2022-10-132022-10-252022-10-132022-11-04http://hdl.handle.net/10138/349783Mosquitoes (Diptera, Culicidae) are amongst the most socioeconomically important animals in the world, with many species being vectors of disease-causing pathogens, including bacteria, helminths, protozoa and viruses. While not subjected to the same mosquito-borne disease burden as the tropics, Finland nonetheless has three known mosquito-borne viruses which cause disease in humans. Sindbis virus (Togaviridae: Alphavirus), which causes Pogosta disease, as well as Inkoo Virus and Möhkö strains of Chatanga virus (Peribunyaviridae: Orthobunyavirus). Three insect-specific flaviviruses have also been isolated from mosquitoes in Finland, Hanko, Ilomantsi and Lammi viruses (Flaviviridae: Flavivirus) as well as one Negevirus, Mekrijärvi negevirus. Knowledge of the mosquitoes, however, had become outdated, with no significant records of mosquitoes published since 1979 when distribution maps for each of the 38 recorded species were created using historical and contemporary collections. Additionally, the viruses which have been isolated from mosquitoes in Finland have been found in pools of unidentified specimens, which means that no vector or invertebrate host species have been confirmed for five of the seven aforementioned viruses. The aims were therefore to increase the knowledge of the composition and distribution of the Finnish mosquito fauna and the viruses associated with them. Adult and immature mosquito collections were made around the country in all 19 regions (corresponding to the European NUTS-3 divisions) between 2012–2018. The main collection efforts were made in 2014–2017 along transects in Lapland, southern Finland and the mainland of the Åland Archipelago (Ahvennanmaa). All specimens were morphologically identified, where possible, and stored in one of a variety of ways suitable for either virus cell culture experiments, virus PCR experiments, DNA studies or morphological studies. Study I was the first to focus on the mosquitoes of the Åland Archipelago, which is situated between Finland and Sweden in the Baltic Sea. From the collections made on mainland (Fasta) Åland in late 2015 and across 2016, 12 new species records were observed. This included the first country record for Aedes geminus Peus and reconfirmation of Anopheles maculipennis s.s. Meigen and Ochlerotatus sticticus (Meigen) following their recent removal from the fauna of Finland. It also recorded what later became the only confirmed record of Dahliana geniculata (Olivier) in Finland. The Finnish mosquito fauna increased from 38 to 41 species. Study II used DNA sequences extracted from specimens of the Anopheles maculipennis complex to identify which species are present in Finland. This resulted in the discovery of a new country record for Anopheles daciae Linton, Nicolescu & Harbach, a sibling species of An. messeae Falleroni. The Finnish mosquito fauna increased from 41 to 42 species. Study III utilised records for all 52,466 specimens from 1,031 collections to create distribution maps for 40 of the 43 recorded species that were collected for this thesis. Specimens of Aedes rossicus Dolbeškin, Gorickaja & Mitrofanova, Culiseta subochrea (Edwards) and Ochlerotatus cyprius (Ludlow) were not collected, nor mapped, but have been recorded previously. These new collection data significantly extended the recorded distributions for several species, while other common species were still found across the country. Questions were raised about the presence of Ochlerotatus riparius, since only adult specimens were identified, which are easily confused with closely related species. This study provides a solid foundation for future studies to build upon. Study IV explored the RNA viromes of nine man-biting Ochlerotatus species collected in Finland using next generation sequencing. In total, 514 viral polymerases were sequenced, which grouped into 159 species belonging to 25 families or equivalent taxonomic groups as follows: Aliusviridae (1), Aspiviridae (1), Botybirnavirus (8), Chrysoviridae (5), Chuviridae (14), Endornaviridae (2), Flaviviridae (9), Iflaviridae (17), Negevirus (41), Partitiviridae (55), Permutotetraviridae (6), Phasmaviridae (13), Phenuiviridae (58), Picornaviridae (5), Qinviridae (7), Quenyavirus (2), Rhabdoviridae (21), Sedoreoviridae (10), Solemoviridae (15), Spinareoviridae (1), Togaviridae (1), Totiviridae (205), Virgaviridae (7), Xinmoviridae (9) and Yueviridae (1). Twelve of these species have previously been described, while 147 were novel viruses. The host-vector associations of these viruses are yet to be established. Overall, studies I–IV contribute a wealth of contemporary knowledge about the mosquitoes of Finland. More research is required to complete our understanding of mosquito distributions in the country and mosquito-virus associations and interactions, but this thesis provides a solid foundation upon which future research can now be built.Hyttyset (Diptera, Culicidae) ovat sosioekonomisesti maailman tärkeimpiä eläimiä, ja monet lajit ovat sairauksia aiheuttavien patogeenien - bakteerien, loismatojen, alkueläinten ja virusten - levittäjiä. Vaikka Suomessa ei ole samanlaista hyttysten levittämää tautitaakkaa kuin tropiikissa, Suomessa tunnetaan kuitenkin kolme hyttysten levittämää virusta, jotka ovat ihmisen taudinaiheuttajia: Sindbis-virus (Togaviridae: Alphavirus), joka aiheuttaa pogostantautia, Inkoo-virus ja Chatanga-virus (Peribunyaviridae: Orthobunyavirus). Suomessa on hyttysistä eristetty myös kolme hyönteisspesifistä flavivirusta, Hanko-, Ilomantsi- ja Lammi-virukset (Flaviviridae: Flavivirus) sekä yksi Negevirus, Mekrijärvi-negevirus. Tieto hyttysistä on kuitenkin vanhentunut, eikä merkittävää tietoa Suomen hyttyslajeista ole julkaistu sitten vuoden 1979, jolloin kunkin 38 rekisteröidyn lajin levinneisyyskartat luotiin käyttämällä historiallisia ja silloin tehtyjä keräyksiä. Lisäksi virukset on aiemmin eristetty lajitasolle tunnistamattomista hyttyspooleista, joten viidelle edellä mainitusta seitsemästä viruksesta ei ole varmistettu yhtään levittäjähyttyslajia tai selkärangatonta isäntälajia. Tämän väitöskirjan tavoitteena oli lisätä tietoa Suomen hyttyslajien kirjosta ja levinneisyydestä sekä niihin liittyvistä viruksista. Aikuisten ja kehittymättömien hyttysten keräyksiä tehtiin ympäri maata kaikissa 19 maakunnassa (vastaten Euroopan NUTS-3-jakoa) vuosina 2012–2018. Tärkeimmät keräystyöt tehtiin vuosina 2014–2017 poikkileikkaustutkimuksilla Lapissa, Etelä-Suomessa ja Ahvenanmaan saaristossa (Åland). Kaikki näytteet tunnistettiin morfologisesti, mikäli mahdollista, ja säilytettiin lisäksi virusviljelyä, virologisia PCR_tutkimuksia, sekä DNA- ja morfologisia tutkimuksia varten. Osatyö I keskittyi Ahvenanmaan saariston hyttysiin. Manner-Ahvenanmaalla (Fasta) vuoden 2015 lopulla ja vuoden 2016 aikana tehdyistä keräyksistä havaittiin 12 uutta lajimerkintää. Tämän osatyön myötä Aedes geminus Peusille havaittiin ensimmäistä kertaa Suomessa ja Anopheles maculipennis s.s. Meigen ja Ochlerotatus sticticus (Meigen), jotka oli äskettäin poistettu Suomen hyttyslajistosta, lisättiin siihen uudestaan. Tässä tutkimuksessa tehtiin myös ainoa vahvistettu havainto Dahliana geniculata (Olivier) -lajista Suomessa. Löytöjen myötä Suomen hyttyslajien hyttyslajien määrä kasvoi 38 lajista 41 lajiin. Osatyössä II käytettiin Anopheles maculipennis -kompleksin näytteiden DNA-sekvenssejä Suomessa esiintyvien lajien selvittämiseen. Tämän seurauksena löydettiin Suomessa uusi laji Anopheles daciae Linton, Nicolescu & Harbach, joka on An. messeae Falleronin sisaruslaji ja tämän myötä Suomen hyttyslajisto kasvoi 41 lajista 42 lajiin. Osatyössä III käytettiin tietueita kaikista 52 466 yksilöstä, jotka kuuluivat yhteensä 1 031 erilliseen kokoelmaan levinneisyyskarttojen luomiseksi tätä väitöskirjatyötä varten kerätyille 40:lle 43:sta Suomessa kirjatusta lajista. Aedes rossicus Dolbeškin, Gorickaja & Mitrofanova, Culiseta subochrea (Edwards) ja Ochlerotatus cyprius (Ludlow) yksilöitä ei kerätty eikä kartoitettu, mutta ne on tallennettu aiemmin. Nämä uudet keräystiedot laajensivat merkittävästi useiden lajien kirjattuja levinneisyysalueita, kun taas muita yleisiä lajeja löydettiin edelleen eri puolilla maata. Ochlerotatus riparius -lajin esiintyminen herätti kysymyksiä, koska siitä tunnistettiin vain aikuisia yksilöitä, jotka on mahdollista sekoittaa läheisiin lajeihin. Tämä osatyö antaa hyvän pohjan tuleville tutkimuksille. Osatyössä IV tutkittiin RNA-viromeja kaikkiaan yhdeksästä Suomessa ihmisiä pistävästä Ochlerotatus-lajinsta uuden sukupolven sekvensointimenetelmillä. Yhteensä sekvensoitiin 514 viruksen polymeraasigeeniä, jotka ryhmiteltiin kuuluviksi 159 lajiin, ja edelleen 25 heimoon tai vastaavaan taksonomiseen ryhmään seuraavasti: Aliusviridae (1), Aspiviridae (1), Botybirnavirus (8), Chrysoviridae (5), Chuviridae (14), Endornaviridae (2), Flaviviridae (9), Iflaviridae (17), Negevirus (41), Partitiviridae (55), Permutotetraviridae (6), Phasmaviridae (13), Phenuiviridae (58), Picornaviridae (5), (7), Quenyavirus (2), Rhabdoviridae (21), Sedoreoviridae (10), Solemoviridae (15), Spinareoviridae (1), Togaviridae (1), Totiviridae (205), Virgaviridae (7), Xinmoviridae (9) ja Yueviridae (1). Vain 12 näistä ehdotetuista lajeista on kuvattu aiemmin, ja 147 on uusia viruksia. Vielä ei täysin ymmärretä, toimivatko nämä yhdeksän lajia näiden virusten isäntinä vai vektoreina. Kaiken kaikkiaan tämän väitöskirjatyön tutkimukset tuovat runsaasti uutta tietoa Suomen hyttysistä. Lisää tutkimusta tarvitaan täydentämään ymmärrystämme hyttysten leviämisestä maassa sekä hyttysten ja virusten yhteyksistä ja vuorovaikutuksista, mutta tämä väitöskirjatyö tarjoaa vankan perustan, jolle tulevaa tutkimusta voidaan nyt rakentaa.application/pdfengJulkaisu on tekijänoikeussäännösten alainen. Teosta voi lukea ja tulostaa henkilökohtaista käyttöä varten. Käyttö kaupallisiin tarkoituksiin on kielletty.This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.Publikationen är skyddad av upphovsrätten. Den får läsas och skrivas ut för personligt bruk. Användning i kommersiellt syfte är förbjuden.entomology/ VirologyURN:ISBN:978-951-51-8537-2Doctoral dissertation (article-based)