Date of Award

3-2025

Document Type

Thesis

Degree Name

Master of Science in Molecular Biology and Biotechnology

Department

Biology

First Advisor

Prof. Mohammad Ali Al-Deeb

Abstract

This study investigates the common house fly (Musca domestica), a globally important insect that serves as both a decomposer and a mechanical vector for pathogens. The emergence of insecticide resistance, particularly knockdown resistance (kdr) mutations, has been reported in house fly populations, raising concerns for pest control. Additionally, house flies exhibit diverse bacterial communities, influencing pathogen transmission and environmental microbial dynamics. The primary objective of this study was to assess the prevalence of kdr mutations associated with insecticide resistance in house flies collected from the Abu Dhabi Emirate and to analyze their microbial composition using metagenomic approaches. House flies were collected from multiple locations across Abu Dhabi Emirate, and genomic DNA was extracted from individual flies for molecular analysis. kdr mutations were detected using PASA-PCR and Sanger sequencing, while bacterial communities were characterized using 16S rRNA amplicon sequencing analyzed with QIIME2. The study identified kdr mutations L1014F, L1014H, and T929I in the voltage-gated sodium channel gene, with varying frequencies across sampled locations. Metagenomic analysis revealed dominant bacterial families such as Dysgonomonadaceae, Wohlfahrtiimonadaceae, Morganellaceae. At the genus level, highly prevalent bacteria included Dysgonomonas, Wohlfahrtiimonas, Providencia. The presence of these bacterial groups highlights the role of house flies in holding and potentially spreading pathogenic and opportunistic microbes. This study provides the first detailed assessment of kdr mutations in Abu Dhabi house fly populations, highlighting the increasing challenge of insecticide resistance. Additionally, it offers novel insights into the microbial communities associated with house flies, emphasizing their potential role in pathogen dissemination and environmental microbiome interactions. By integrating molecular resistance detection with metagenomic profiling, this study bridges a critical knowledge gap regarding insecticide resistance and bacterial diversity in house flies within the UAE, reinforcing the need for continuous monitoring and integrated pest management strategies.

Arabic Abstract

الذباب المنزلي في إمارة أبو ظبي: تقييم مقاومة المبيدات الحشرية لدلتامثرين والمجتمعات الميكروبية المرتبطة بها

تتناول هذه الدراسة عن الذباب المنزلي (Musca domestica)، وهي حشرة ذات أهمية عالمية تعمل كعامل تحلل وناقل ميكانيكي لمسببات الأمراض. تم توثيق ظهور مقاومة المبيدات الحشرية، لا سيما طفرات (kdr) الخاصة بالمقاومة الفورية (knockdown resistance)، في عشائر الذباب، مما يثير المخاوف بشأن مكافحة هذه الآفة. بالإضافة إلى ذلك، يحتوي الذباب المنزلي على مجتمعات بكتيرية متنوعة تؤثر على انتقال مسببات الأمراض وديناميكيات الميكرو بيوم البيئي. الهدف الرئيسي من هذه الدراسة هو تقييم مدى انتشار طفرات (kdr) المرتبطة بمقاومة المبيدات الحشرية في الذباب التي تم جمعها من ابوظبي، الإمارات العربية المتحدة، بالإضافة إلى تحليل تركيبتها الميكروبية باستخدام تقنيات (metagenomics). تم جمع عينات من الذباب من عدة مواقع في إمارة أبو ظبي، وتم استخلاص (genomic DNA) للتحليل الجزيئي. تم الكشف عن طفرات (kdr) باستخدام تقنية (PASA-PCR) وتسلسل (Sanger sequencing)، بينما تم تحليل المجتمعات البكتيرية باستخدام تسلسل (16S rRNA amplicon sequencing) وتمت معالجتها عبر (QIIME2). كشفت الدراسة عن طفرات (kdr) L1014F, L1014H, T929I في جين قناة الصوديوم ذات الجهد الكهربائي، مع تباين في تواترها بين المواقع المختلفة. أظهر التحليل (metagenomics) هيمنة عائلات بكتيرية مثل Dysgonomonadaceae, Wohlfahrtiimonadaceae, Morganellaceae، بينما شملت الأجناس الأكثر انتشارًا (Dysgonomonas, Wohlfahrtiimonas, Providencia). يسلط وجود هذه المجموعات البكتيرية الضوء على دور الذباب في احتضان ونقل الميكروبات الممرضة والانتهازية المحتملة. تُعد هذه الدراسة التقييم الأكثر تفصيلًا حتى الآن لطفرات (kdr) في تجمعات الذباب في أبو ظبي، مما يُبرز التحدي المتزايد لمقاومة المبيدات الحشرية. كما تقدم الدراسة رؤى جديدة حول المجتمعات الميكروبية المرتبطة بـالذباب، مع التركيز على دورها المحتمل في نشر مسببات الأمراض والتفاعلات الميكروبية البيئية. من خلال الدمج بين الكشف الجزيئي عن المقاومة وتحليل (metagenomic profiling)، تسد هذه الدراسة فجوة معرفية مهمة حول مقاومة المبيدات الحشرية والتنوع البكتيري في الذباب داخل الإمارات العربية المتحدة، مما يعزز الحاجة إلى المراقبة المستمرة واستراتيجيات متكاملة لمكافحة الأوباء.

Download

Included in

Biology Commons

COinS