Etkili bir şekildesivrisinekleri kontrol etmektaşıdıkları hastalıkların görülme sıklığını azaltmak için kimyasal pestisitlere stratejik, sürdürülebilir ve çevre dostu alternatiflere ihtiyaç vardır.Mısır Aedes'inin (L., 1762) kontrolünde kullanılmak üzere biyolojik olarak aktif olmayan glukozinolatların enzimatik hidrolizi ile üretilen bitki kaynaklı izotiyosiyanatların kaynağı olarak belirli Brassicaceae'den (Brassica familyası) tohum unlarını değerlendirdik.Beş yağı alınmış tohum unu (Brassica juncea (L) Czern., 1859, Lepidium sativum L., 1753, Sinapis alba L., 1753, Thlaspi arvense L., 1753 ve Thlaspi arvense – termal inaktivasyon ve enzimatik bozunmanın üç ana türü Kimyasal ürünler Alil izotiyosiyanat, benzil izotiyosiyanat ve 4-hidroksibenzilizotiyosiyanatın 24 saatlik maruziyette Aedes aegypti larvalarına karşı toksisitesini (LC50) belirlemek için = 0,04 g/120 ml dH2O).Hardal, beyaz hardal ve at kuyruğu için LC50 değerleri.tohum unu allil izotiyosiyanat (LC50 = 19.35 ppm) ile karşılaştırıldığında sırasıyla 0.05, 0.08 ve 0.05 olmuştur ve 4.-Hidroksibenzilizotiyosiyanat (LC50 = 55.41 ppm), tedaviden 24 saat sonra larvalar için sırasıyla 0.1 g/120 ml dH2O'ya göre daha toksik olmuştur.Bu sonuçlar yonca tohumu küspesi üretimi ile tutarlıdır.Benzil esterlerin daha yüksek verimliliği hesaplanan LC50 değerlerine karşılık gelir.Tohum unu kullanmak etkili bir sivrisinek kontrolü yöntemi sağlayabilir.Turpgil tohumu tozunun ve ana kimyasal bileşenlerinin sivrisinek larvalarına karşı etkinliği ve turpgil tohumu tozundaki doğal bileşiklerin sivrisinek kontrolü için nasıl gelecek vaat eden çevre dostu bir larvisit olarak hizmet edebileceğini göstermektedir.
Aedes sivrisineklerinin neden olduğu vektör kaynaklı hastalıklar, önemli bir küresel halk sağlığı sorunu olmaya devam etmektedir.Sivrisinek kaynaklı hastalıkların görülme sıklığı coğrafi olarak yayılır1,2,3 ve yeniden ortaya çıkarak ciddi hastalık salgınlarına yol açar4,5,6,7.Hastalıkların insanlar ve hayvanlar arasında yayılması (örneğin, chikungunya, dang humması, Rift Vadisi ateşi, sarı humma ve Zika virüsü) benzeri görülmemiş bir durumdur.Dang humması tek başına tropik bölgelerde yaklaşık 3,6 milyar insanı enfeksiyon riskiyle karşı karşıya bırakıyor; yılda tahmini 390 milyon enfeksiyon meydana geliyor ve yılda 6.100-24.300 ölümle sonuçlanıyor8.Zika virüsünün Güney Amerika'da yeniden ortaya çıkması ve salgını, enfekte kadınlardan doğan çocuklarda neden olduğu beyin hasarı nedeniyle dünya çapında dikkat çekmiştir2.Kremer ve arkadaşları3 Aedes sivrisineklerinin coğrafi yayılımının genişlemeye devam edeceğini ve 2050 yılına kadar dünya nüfusunun yarısının sivrisinek kaynaklı arbovirüsler tarafından enfeksiyon riski altında olacağını öngörüyor.
Dang humması ve sarı hummaya karşı yakın zamanda geliştirilen aşılar dışında, sivrisinek kaynaklı hastalıkların çoğuna karşı aşılar henüz geliştirilmemiştir9,10,11.Aşılar halen sınırlı miktarlarda mevcuttur ve yalnızca klinik araştırmalarda kullanılmaktadır.Sentetik böcek öldürücüler kullanılarak sivrisinek vektörlerinin kontrolü, sivrisinek kaynaklı hastalıkların yayılmasını kontrol etmek için temel bir strateji olmuştur12,13.Sentetik pestisitler sivrisinekleri öldürmede etkili olmasına rağmen, sentetik pestisitlerin sürekli kullanımı hedef dışı organizmaları olumsuz yönde etkilemekte ve çevreyi kirletmektedir14,15,16.Daha da endişe verici olanı, sivrisineklerin kimyasal böcek öldürücülere karşı direncinin artması eğilimidir17,18,19.Pestisitlerle ilgili bu sorunlar, hastalık vektörlerini kontrol etmek için etkili ve çevre dostu alternatiflerin araştırılmasını hızlandırmıştır.
Zararlı kontrolü için fitopestisit kaynağı olarak çeşitli bitkiler geliştirilmiştir20,21.Bitkisel maddeler genellikle çevre dostudur çünkü biyolojik olarak parçalanabilirler ve memeliler, balıklar ve amfibiler gibi hedef olmayan organizmalar için düşük veya ihmal edilebilir toksisiteye sahiptirler20,22.Bitkisel preparatların, sivrisineklerin farklı yaşam evrelerini etkili bir şekilde kontrol etmek için farklı etki mekanizmalarına sahip çeşitli biyoaktif bileşikler ürettiği bilinmektedir23,24,25,26.Esansiyel yağlar ve diğer aktif bitki içerikleri gibi bitkilerden elde edilen bileşikler dikkat çekmiş ve sivrisinek vektörlerini kontrol etmeye yönelik yenilikçi araçların yolunu açmıştır.Uçucu yağlar, monoterpenler ve seskiterpenler kovucu, besleyici caydırıcı ve ovisid görevi görür27,28,29,30,31,32,33.Birçok bitkisel yağ, böceklerin sinir, solunum, endokrin ve diğer önemli sistemlerini etkileyerek sivrisinek larvalarının, pupalarının ve yetişkinlerinin34,35,36 ölümüne neden olur37.
Son çalışmalar, hardal bitkilerinin ve tohumlarının biyoaktif bileşik kaynağı olarak potansiyel kullanımına dair fikir sağlamıştır.Hardal tohumu küspesi bir biyofumigant olarak test edilmiştir38,39,40,41 ve yabani otların bastırılması42,43,44 ve toprak kaynaklı bitki patojenlerinin45,46,47,48,49,50 kontrolü ve bitki beslenmesi için toprağı iyileştirici olarak kullanılmıştır.nematodlar 41,51, 52, 53, 54 ve zararlılar 55, 56, 57, 58, 59, 60. Bu tohum tozlarının mantar öldürücü aktivitesi, izotiyosiyanatlar38,42,60 adı verilen bitki koruyucu bileşiklere atfedilir.Bitkilerde bu koruyucu bileşikler bitki hücrelerinde biyoaktif olmayan glikozinolatlar formunda depolanır.Ancak bitkiler böcek beslemesi veya patojen enfeksiyonu nedeniyle zarar gördüğünde glukozinolatlar mirosinaz tarafından biyoaktif izotiyosiyanatlara hidrolize edilir55,61.İzotiyosiyanatlar, geniş spektrumlu antimikrobiyal ve böcek öldürücü aktiviteye sahip olduğu bilinen uçucu bileşiklerdir ve bunların yapısı, biyolojik aktivitesi ve içeriği, Brassicaceae türleri42,59,62,63 arasında büyük farklılıklar gösterir.
Hardal tohumu küspesinden elde edilen izotiyosiyanatların böcek öldürücü aktiviteye sahip olduğu bilinmesine rağmen, tıbbi açıdan önemli eklembacaklı vektörlere karşı biyolojik aktiviteye ilişkin veriler eksiktir.Çalışmamız, yağı alınmış dört tohum tozunun Aedes sivrisineklerine karşı larvisid aktivitesini inceledi.Aedes aegypti larvaları.Çalışmanın amacı bunların sivrisinek kontrolü için çevre dostu biyopestisitler olarak potansiyel kullanımlarını değerlendirmektir.Tohum ununun üç ana kimyasal bileşeni olan alil izotiyosiyanat (AITC), benzil izotiyosiyanat (BITC) ve 4-hidroksibenzilizotiyosiyanat (4-HBITC), bu kimyasal bileşenlerin sivrisinek larvaları üzerindeki biyolojik aktivitesini test etmek için de test edildi.Bu, dört lahana tohumu tozunun ve bunların ana kimyasal bileşenlerinin sivrisinek larvalarına karşı etkinliğini değerlendiren ilk rapordur.
Aedes aegypti'nin (Rockefeller suşu) laboratuvar kolonileri 26°C'de, %70 bağıl nemde (RH) ve 10:14 saatte (L:D fotoperiyodu) tutuldu.Çiftleştirilen dişiler plastik kafeslere (yükseklik 11 cm ve çap 9,5 cm) yerleştirildi ve sitratlı sığır kanı (HemoStat Laboratories Inc., Dixon, CA, ABD) kullanılarak bir şişe besleme sistemi aracılığıyla beslendi.Kan beslemesi, sıcaklıkla dolaşan bir su banyosu tüpüne (HAAKE S7, Thermo-Scientific, Waltham, MA, ABD) bağlı bir membranlı çoklu cam besleyici (Chemglass, Life Sciences LLC, Vineland, NJ, ABD) kullanılarak her zamanki gibi gerçekleştirildi. kontrol 37 °C.Her bir cam besleme bölmesinin (alan 154 mm2) tabanına bir Parafilm M filmi gerin.Daha sonra her besleyici, çiftleşen dişiyi içeren kafesi kaplayan üst ızgaraya yerleştirildi.Bir Pasteur pipeti (Fisherbrand, Fisher Scientific, Waltham, MA, ABD) kullanılarak bir cam besleyici hunisine yaklaşık 350-400 ul sığır kanı eklendi ve yetişkin solucanların en az bir saat boyunca süzülmesine izin verildi.Daha sonra hamile dişilere %10 sakkaroz çözeltisi verildi ve bireysel ultra şeffaf sufle kaplarına (1.25 fl oz boyutunda, Dart Container Corp., Mason, MI, ABD) yerleştirilmiş nemli filtre kağıdı üzerine yumurta bırakmalarına izin verildi.su ile kafes.Yumurta içeren filtre kağıdını kapalı bir torbaya (SC Johnsons, Racine, WI) yerleştirin ve 26°C'de saklayın.Yumurtalar açıldı ve tavşan yemi (ZuPreem, Premium Natural Products, Inc., Mission, KS, ABD) ve karaciğer tozu (MP Biomedicals, LLC, Solon, OH,) karışımı içeren plastik tepsilerde yaklaşık 200-250 larva büyütüldü. AMERİKA BİRLEŞİK DEVLETLERİ).ve balık filetosu (TetraMin, Tetra GMPH, Meer, Almanya) 2:1:1 oranında.Biyoanalizlerimizde geç üçüncü dönem larvaları kullanıldı.
Bu çalışmada kullanılan bitki tohumu materyali aşağıdaki ticari ve hükümet kaynaklarından elde edilmiştir: Brassica juncea (kahverengi hardal-Pasifik Altını) ve Brassica juncea (beyaz hardal-Ida Altını), Pasifik Kuzeybatı Çiftçi Kooperatifi, Washington Eyaleti, ABD'den;(Garden Cress) Kelly Seed and Hardware Co., Peoria, IL, ABD'den ve Thlaspi arvense (Field Pennycress-Elisabeth) USDA-ARS, Peoria, IL, ABD'den;Araştırmada kullanılan tohumların hiçbirine pestisit uygulanmadı.Bu çalışmada tüm tohum materyali yerel ve ulusal düzenlemelere uygun olarak ve ilgili tüm yerel eyalet ve ulusal düzenlemelere uygun olarak işlendi ve kullanıldı.Bu çalışma transgenik bitki çeşitlerini incelememiştir.
Brassica juncea (PG), Yonca (Ls), Beyaz hardal (IG), Thlaspi arvense (DFP) tohumları, 0,75 mm ağ gözü ve Paslanmaz ile donatılmış bir Retsch ZM200 ultrasantrifüjlü değirmen (Retsch, Haan, Almanya) kullanılarak ince bir toz haline gelinceye kadar öğütüldü. çelik rotor, 12 dişli, 10.000 rpm (Tablo 1).Öğütülmüş tohum tozu bir kağıt yüksüğüne aktarıldı ve 24 saat boyunca bir Soxhlet aparatında heksanla yağdan arındırıldı.Yağı alınmış tarla hardalının bir alt numunesi, mirosinazı denatüre etmek ve biyolojik olarak aktif izotiyosiyanatlar oluşturmak üzere glukozinolatların hidrolizini önlemek için 100 °C'de 1 saat boyunca ısıl işleme tabi tutuldu.Isıl işlem görmüş at kuyruğu tohumu tozu (DFP-HT), mirosinazın denatüre edilmesiyle negatif kontrol olarak kullanıldı.
Yağı alınmış tohum küspesinin glukozinolat içeriği, daha önce yayınlanmış bir protokole göre yüksek performanslı sıvı kromatografisi (HPLC) kullanılarak üç kopya halinde belirlendi64.Kısaca, 250 mg'lık yağı alınmış tohum tozu numunesine 3 mL metanol ilave edildi.Her numune 30 dakika boyunca bir su banyosunda sonikasyona tabi tutuldu ve 16 saat boyunca 23°C'de karanlıkta bırakıldı.Organik katmanın 1 mL'lik bir kısmı daha sonra 0,45 um'lik bir filtreden otomatik numune alıcıya süzüldü.Bir Shimadzu HPLC sistemi (iki LC 20AD pompası; SIL 20A otomatik örnekleyici; DGU 20As gaz giderici; 237 nm'de izleme için SPD-20A UV-VIS dedektörü ve CBM-20A iletişim veri yolu modülü) üzerinde çalıştırılarak tohum küspesinin glukozinolat içeriği belirlendi. üç kopya halinde.Shimadzu LC Solution yazılımı sürüm 1.25 (Shimadzu Corporation, Columbia, MD, ABD) kullanılarak.Sütun bir C18 Inertsil ters faz kolonuydu (250 mm x 4,6 mm; RP C-18, ODS-3, 5u; GL Sciences, Torrance, CA, ABD).Başlangıç mobil faz koşulları, 1 mL/dakika akış hızıyla su içinde %12 metanol/%88 0,01 M tetrabutilamonyum hidroksit (TBAH; Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, ABD) olarak ayarlandı.15 ul numunenin enjeksiyonundan sonra, başlangıç koşulları 20 dakika süreyle muhafaza edildi ve ardından solvent oranı, toplam numune analiz süresi 65 dakika olacak şekilde %100 metanole ayarlandı.Yağı alınmış tohum küspesinin kükürt içeriğini tahmin etmek için taze hazırlanmış sinapin, glukozinolat ve mirosin standartlarının (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, ABD) seri seyreltmeleri yoluyla standart bir eğri (nM/mAb bazlı) oluşturuldu.glukozinolatlar.Numunelerdeki glukozinolat konsantrasyonları, aynı sütunla donatılmış OpenLAB CDS ChemStation versiyonu (C.01.07 SR2 [255]) kullanılarak ve daha önce açıklanan bir yöntem kullanılarak bir Agilent 1100 HPLC (Agilent, Santa Clara, CA, ABD) üzerinde test edildi.Glukosinolat konsantrasyonları belirlendi;HPLC sistemleri arasında karşılaştırılabilir olmalıdır.
Alil izotiyosiyanat (%94, stabil) ve benzil izotiyosiyanat (%98) Fisher Scientific'ten (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, ABD) satın alınmıştır.4-Hidroksibenzilizotiyosiyanat, ChemCruz'dan (Santa Cruz Bioteknoloji, CA, ABD) satın alınmıştır.Mirosinaz tarafından enzimatik olarak hidrolize edildiğinde glukozinolatlar, glukozinolatlar ve glukozinolatlar sırasıyla allil izotiyosiyanat, benzil izotiyosiyanat ve 4-hidroksibenzilizotiyosiyanatı oluşturur.
Laboratuvar biyoanalizleri Muturi ve ark.'nın yöntemine göre yapıldı.Değişikliklerle birlikte 32.Araştırmada beş az yağlı tohum yemi kullanıldı: DFP, DFP-HT, IG, PG ve Ls.Yirmi larva, 120 mL deiyonize su (dH2O) içeren 400 mL'lik tek kullanımlık üç yollu bir behere (VWR International, LLC, Radnor, PA, ABD) yerleştirildi.Sivrisinek larvası toksisitesi açısından yedi tohum unu konsantrasyonu test edildi: DFP tohum unu, DFP-HT, IG ve PG için 0,01, 0,02, 0,04, 0,06, 0,08, 0,1 ve 0,12 g tohum unu/120 ml dH2O.Ön biyolojik analizler, yağı alınmış Ls tohum ununun, test edilen diğer dört tohum unundan daha toksik olduğunu göstermektedir.Bu nedenle, Ls tohum küspesinin yedi işlem konsantrasyonunu aşağıdaki konsantrasyonlara ayarladık: 0,015, 0,025, 0,035, 0,045, 0,055, 0,065 ve 0,075 g/120 mL dH2O.
Tahlil koşulları altında normal böcek ölüm oranını değerlendirmek için tedavi edilmemiş bir kontrol grubu (dH20, tohum unu takviyesi yok) dahil edildi.Her bir tohum yemeği için toksikolojik biyolojik tahliller, toplam 108 şişe için üç kopyalı üç eğimli beherleri (beher başına 20 geç üçüncü dönem larva) içermiştir.Muamele edilen kaplar oda sıcaklığında (20-21°C) saklandı ve larva ölümleri, muamele konsantrasyonlarına 24 ve 72 saatlik sürekli maruz kalma sırasında kaydedildi.Eğer sivrisineğin gövdesi ve uzantıları, ince paslanmaz çelik bir spatula ile delindiğinde veya dokunulduğunda hareket etmiyorsa, sivrisinek larvaları ölü kabul edilir.Ölü larvalar genellikle kabın dibinde veya su yüzeyinde sırt veya karın pozisyonunda hareketsiz kalır.Deney, her bir tedavi konsantrasyonuna maruz bırakılan toplam 180 larva için farklı larva grupları kullanılarak farklı günlerde üç kez tekrarlandı.
AITC, BITC ve 4-HBITC'nin sivrisinek larvalarına karşı toksisitesi, aynı biyolojik tahlil prosedürü kullanılarak ancak farklı tedavilerle değerlendirildi.2 mL'lik bir santrifüj tüpünde 900 μL mutlak etanole 100 μL kimyasal ekleyerek ve iyice karıştırmak için 30 saniye sallayarak her kimyasal için 100.000 ppm'lik stok solüsyonları hazırlayın.Tedavi konsantrasyonları, BITC'nin AITC ve 4-HBITC'den çok daha toksik olduğunu tespit eden ön biyoanalizlerimize dayanarak belirlendi.Toksisiteyi belirlemek için, 5 konsantrasyonda BITC (1, 3, 6, 9 ve 12 ppm), 7 konsantrasyonda AITC (5, 10, 15, 20, 25, 30 ve 35 ppm) ve 6 konsantrasyonda 4-HBITC (15 , 15, 20, 25, 30 ve 35 ppm).30, 45, 60, 75 ve 90 ppm).Kontrol işlemine, kimyasal işlemin maksimum hacmine eşdeğer olan 108 μL mutlak etanol enjekte edildi.Biyolojik tahliller yukarıdaki gibi tekrarlandı ve tedavi konsantrasyonu başına toplam 180 larva açığa çıkarıldı.24 saatlik sürekli maruziyetin ardından AITC, BITC ve 4-HBITC'nin her konsantrasyonu için larva ölümü kaydedildi.
%50 ölümcül konsantrasyonu (LC50), %90 öldürücü konsantrasyonu (LC90), eğimi, öldürücü doz katsayısını ve 95'i hesaplamak için Polo yazılımı (Polo Plus, LeOra Yazılımı, sürüm 1.0) kullanılarak 65 doza bağlı mortalite verisinin probit analizi yapıldı. % öldürücü konsantrasyon.Log-dönüştürülmüş konsantrasyon ve doz-ölüm oranı eğrileri için ölümcül doz oranlarına yönelik güven aralıklarına dayalıdır.Ölüm oranı verileri, her bir tedavi konsantrasyonuna maruz bırakılan 180 larvanın birleşik kopya verilerine dayanmaktadır.Olasılık analizleri her tohum küspesi ve her kimyasal bileşen için ayrı ayrı yapıldı.Ölümcül doz oranının %95'lik güven aralığına dayanarak, tohum ununun ve kimyasal bileşenlerin sivrisinek larvalarına yönelik toksisitesinin önemli ölçüde farklı olduğu kabul edildi, dolayısıyla 1 değerini içeren bir güven aralığı önemli ölçüde farklı değildi, P = 0,0566.
Yağdan arındırılmış tohum unları DFP, IG, PG ve L'lerdeki ana glukozinolatların belirlenmesine yönelik HPLC sonuçları Tablo 1'de listelenmiştir. Test edilen tohum unlarındaki ana glukozinolatlar, her ikisi de mirosinaz glukozinolatları içeren DFP ve PG haricinde değişiklik göstermiştir.PG'deki mirosinin içeriği DFP'dekinden daha yüksekti; sırasıyla 33,3 ± 1,5 ve 26,5 ± 0,9 mg/g.Ls tohum tozu 36,6 ± 1,2 mg/g glukoglikon içerirken, IG tohum tozu 38,0 ± 0,5 mg/g sinapin içeriyordu.
Ae'nin larvaları.Aedes aegypti sivrisinekleri, yağsız tohum küspesi ile tedavi edildiğinde öldürüldü, ancak tedavinin etkinliği bitki türüne bağlı olarak değişti.Yalnızca DFP-NT, 24 ve 72 saatlik maruz kalma sonrasında sivrisinek larvaları için toksik değildi (Tablo 2).Aktif tohum tozunun toksisitesi artan konsantrasyonla birlikte arttı (Şekil 1A, B).Tohum ununun sivrisinek larvalarına karşı toksisitesi, 24 saatlik ve 72 saatlik değerlendirmelerdeki LC50 değerlerinin öldürücü doz oranının %95 GA'sına göre önemli ölçüde değişiklik göstermiştir (Tablo 3).24 saat sonra, Ls tohum küspesinin toksik etkisi, larvalara karşı en yüksek aktiviteye ve maksimum toksisiteye (LC50 = 0.04 g/120 ml dH2O) sahip olarak, diğer tohum küspesi tedavilerinden daha büyüktü.Larvalar, IG, Ls ve PG tohum tozu uygulamalarına kıyasla 24 saatte DFP'ye daha az duyarlıydı; LC50 değerleri sırasıyla 0,115, 0,04 ve 0,08 g/120 ml dH2O idi ve bu değerler LC50 değerinden istatistiksel olarak daha yüksekti.0,211 g/120 ml dH2O (Tablo 3).DFP, IG, PG ve Ls'nin LC90 değerleri sırasıyla 0,376, 0,275, 0,137 ve 0,074 g/120 ml dH2O idi (Tablo 2).En yüksek DPP konsantrasyonu 0,12 g/120 ml dH2O idi.24 saatlik değerlendirmenin ardından ortalama larva ölüm oranı yalnızca %12 iken, IG ve PG larvalarının ortalama ölüm oranı sırasıyla %51 ve %82'ye ulaştı.24 saatlik değerlendirmeden sonra, Ls tohum unu muamelesinin en yüksek konsantrasyonu (0,075 g/120 ml dH2O) için ortalama larva ölümü %99 idi (Şekil 1A).
Ölüm eğrileri Ae'nin doz tepkisinden (Probit) tahmin edildi.Mısır larvalarının (3. dönem larvaları) tedaviden 24 saat (A) ve 72 saat (B) sonra tohum unu konsantrasyonuna ulaşıldı.Noktalı çizgi, tohum unu işleminin LC50'sini temsil eder.DFP Thlaspi arvense, DFP-HT Isıyla inaktive edilmiş Thlaspi arvense, IG Sinapsis alba (Ida Gold), PG Brassica juncea (Pasifik Altın), Ls Lepidium sativum.
72 saatlik değerlendirmede DFP, IG ve PG tohum küspesinin LC50 değerleri sırasıyla 0,111, 0,085 ve 0,051 g/120 ml dH2O olarak belirlendi.Ls tohum ununa maruz kalan larvaların neredeyse tamamı, maruziyetten 72 saat sonra öldü, dolayısıyla ölüm verileri Probit analiziyle tutarsızdı.Diğer tohum küspesi ile karşılaştırıldığında larvalar DFP tohum küspesi uygulamasına daha az duyarlıydı ve istatistiksel olarak daha yüksek LC50 değerlerine sahipti (Tablo 2 ve 3).72 saat sonra DFP, IG ve PG tohum unu uygulamaları için LC50 değerlerinin sırasıyla 0,111, 0,085 ve 0,05 g/120 ml dH2O olduğu tahmin edilmiştir.72 saatlik değerlendirme sonrasında DFP, IG ve PG tohum tozlarının LC90 değerleri sırasıyla 0,215, 0,254 ve 0,138 g/120 ml dH2O olarak belirlendi.72 saatlik değerlendirmeden sonra, maksimum 0,12 g/120 ml dH2O konsantrasyonundaki DFP, IG ve PG tohum unu uygulamaları için ortalama larva ölümü sırasıyla %58, %66 ve %96 olmuştur (Şekil 1B).72 saatlik değerlendirme sonrasında PG tohum küspesinin IG ve DFP tohum küspesinden daha toksik olduğu bulundu.
Sentetik izotiyosiyanatlar, alil izotiyosiyanat (AITC), benzil izotiyosiyanat (BITC) ve 4-hidroksibenzilizotiyosiyanat (4-HBITC), sivrisinek larvalarını etkili bir şekilde öldürebilir.Tedaviden 24 saat sonra, BITC, AITC için 19,35 ppm ve 4-HBITC için 55,41 ppm ile karşılaştırıldığında 5,29 ppm'lik LC50 değeriyle larvalar için daha toksikti (Tablo 4).AITC ve BITC ile karşılaştırıldığında 4-HBITC daha düşük toksisiteye ve daha yüksek bir LC50 değerine sahiptir.En güçlü tohum küspesindeki iki ana izotiyosiyanatın (Ls ve PG) sivrisinek larva toksisitesinde önemli farklılıklar vardır.AITC, BITC ve 4-HBITC arasındaki LC50 değerlerinin öldürücü doz oranına dayalı toksisite, LC50 öldürücü doz oranının %95 GA'sının 1 değerini içermediği şekilde istatistiksel bir fark gösterdi (P = 0,05, Tablo) 4).Hem BITC hem de AITC'nin en yüksek konsantrasyonlarının test edilen larvaların %100'ünü öldürdüğü tahmin edilmiştir (Şekil 2).
Ölüm eğrileri Ae'nin doz tepkisinden (Probit) tahmin edildi.Tedaviden 24 saat sonra Mısır larvaları (3. dönem larvaları) sentetik izotiyosiyanat konsantrasyonlarına ulaştı.Noktalı çizgi izotiyosiyanat işlemine yönelik LC50'yi temsil eder.Benzil izotiyosiyanat BITC, alil izotiyosiyanat AITC ve 4-HBITC.
Bitki biyopestisitlerinin sivrisinek vektör kontrol ajanları olarak kullanımı uzun süredir araştırılmaktadır.Birçok bitki böcek öldürücü aktiviteye sahip doğal kimyasallar üretir37.Biyoaktif bileşikleri, sivrisinekler de dahil olmak üzere zararlıları kontrol etmede büyük potansiyele sahip sentetik böcek öldürücülere çekici bir alternatif sağlar.
Hardal bitkileri tohumları için ürün olarak yetiştirilir, baharat ve yağ kaynağı olarak kullanılır.Hardal yağı tohumlardan çıkarıldığında veya hardal biyoyakıt olarak kullanılmak üzere çıkarıldığında69 yan ürün yağı alınmış tohum küspesidir.Bu tohum küspesi, doğal biyokimyasal bileşenlerinin ve hidrolitik enzimlerinin çoğunu korur.Bu tohum küspesinin toksisitesi izotiyosiyanatların55,60,61 üretimine bağlanmaktadır.İzotiyosiyanatlar, tohum küspesinin hidrasyonu sırasında mirosinaz enzimi tarafından glukozinolatların hidrolizi ile oluşturulur38,55,70 ve fungisidal, bakterisidal, nematisidal ve böcek öldürücü etkilerinin yanı sıra kimyasal duyusal etkiler ve kemoterapötik özellikler de dahil olmak üzere diğer özelliklere sahip olduğu bilinmektedir61,62, 70.Birçok çalışma, hardal bitkilerinin ve tohum küspesinin toprak ve depolanan gıda zararlılarına karşı etkili bir fumigant görevi gördüğünü göstermiştir57,59,71,72.Bu çalışmada dört tohumlu küspenin ve bunun üç biyoaktif ürünü olan AITC, BITC ve 4-HBITC'nin Aedes sivrisinek larvalarına karşı toksisitesini değerlendirdik.Aedes aegypti.Tohum ununun sivrisinek larvalarını içeren suya doğrudan eklenmesinin, sivrisinek larvaları için toksik olan izotiyosiyanatlar üreten enzimatik süreçleri aktive etmesi beklenir.Bu biyotransformasyon, kısmen tohum küspesinin gözlemlenen larvisid aktivitesi ve cüce hardal tohumu küspesi kullanımdan önce ısıl işleme tabi tutulduğunda insektisidal aktivite kaybıyla gösterilmiştir.Isıl işlemin glukozinolatları aktive eden hidrolitik enzimleri yok etmesi ve böylece biyoaktif izotiyosiyanatların oluşumunu önlemesi beklenir.Bu, lahana tohumu tozunun su ortamındaki sivrisineklere karşı böcek öldürücü özelliklerini doğrulayan ilk çalışmadır.
Test edilen tohum tozları arasında su teresi tohumu tozu (Ls) en zehirli olanıydı ve Aedes albopictus'un yüksek ölüm oranına neden oldu.Aedes aegypti larvaları 24 saat boyunca sürekli olarak işlendi.Geri kalan üç tohum tozu (PG, IG ve DFP) daha yavaş aktiviteye sahipti ve 72 saatlik sürekli tedaviden sonra hala ciddi ölüm oranlarına neden oldu.Yalnızca Ls tohum unu önemli miktarda glukozinolat içerirken, PG ve DFP mirosinaz içeriyordu ve IG, ana glukozinolat olarak glukozinolat içeriyordu (Tablo 1).Glukotropaeolin BITC'ye hidrolize edilir ve sinalbin 4-HBITC61,62'ye hidrolize edilir.Biyoanaliz sonuçlarımız, hem Ls tohum küspesinin hem de sentetik BITC'nin sivrisinek larvaları için oldukça toksik olduğunu göstermektedir.PG ve DFP tohum küspesinin ana bileşeni, AITC'ye hidrolize edilen mirosinaz glukozinolattır.AITC, 19,35 ppm LC50 değeriyle sivrisinek larvalarını öldürmede etkilidir.AITC ve BITC ile karşılaştırıldığında 4-HBITC izotiyosiyanat, larvalar için en az toksik olanıdır.AITC, BITC'den daha az toksik olmasına rağmen LC50 değerleri sivrisinek larvaları üzerinde test edilen birçok uçucu yağdan daha düşüktür32,73,74,75.
Sivrisinek larvalarına karşı kullanıma yönelik turpgil tohumu tozumuz, HPLC ile belirlenen toplam glukozinolatların %98-99'undan fazlasını oluşturan bir ana glukozinolat içerir.Eser miktarda diğer glukozinolatlar tespit edildi, ancak bunların seviyeleri toplam glukozinolatların %0,3'ünden azdı.Su teresi (L. sativum) tohumu tozu ikincil glukozinolatları (sinigrin) içerir, ancak bunların oranı toplam glukozinolatların %1'idir ve içerikleri hala önemsizdir (yaklaşık 0,4 mg/g tohum tozu).PG ve DFP aynı ana glukozinolatı (mirosin) içermesine rağmen, tohum küspelerinin larvisid aktivitesi, LC50 değerlerinden dolayı önemli ölçüde farklılık gösterir.Küllemeye karşı toksisitesi değişir.Aedes aegypti larvalarının ortaya çıkışı, iki tohum yemi arasındaki mirosinaz aktivitesi veya stabilitesindeki farklılıklara bağlı olabilir.Myrosinaz aktivitesi, Brassicaceae bitkilerinde izotiyosiyanatlar gibi hidroliz ürünlerinin biyoyararlılığında önemli bir rol oynar76.Pocock ve ark.77 ve Wilkinson ve ark.78 tarafından hazırlanan önceki raporlar, mirosinaz aktivitesi ve stabilitesindeki değişikliklerin genetik ve çevresel faktörlerle de ilişkili olabileceğini göstermiştir.
Beklenen biyoaktif izotiyosiyanat içeriği, karşılık gelen kimyasal uygulamalarla karşılaştırma amacıyla her bir tohum ununun 24 ve 72 saatte (Tablo 5) LC50 değerlerine göre hesaplandı.24 saat sonra tohum küspesindeki izotiyosiyanatlar saf bileşiklerden daha toksik hale geldi.Milyonda parça (ppm) izotiyosiyanat tohum uygulamaları esas alınarak hesaplanan LC50 değerleri BITC, AITC ve 4-HBITC uygulamaları için LC50 değerlerinden daha düşük çıkmıştır.Tohum unu peletlerini tüketen larvaları gözlemledik (Şekil 3A).Sonuç olarak larvalar, tohum unu peletlerini yutarak toksik izotiyosiyanatlara daha yoğun maruz kalabilir.Bu, LC50 konsantrasyonlarının saf AITC ve 4-HBITC uygulamalarından sırasıyla %75 ve %72 daha düşük olduğu 24 saatlik maruziyette IG ve PG tohum unu uygulamalarında en belirgindir.Ls ve DFP tedavileri saf izotiyosiyanattan daha toksikti; LC50 değerleri sırasıyla %24 ve %41 daha düşüktü.Kontrol tedavisindeki larvalar başarılı bir şekilde pupa olurken (Şekil 3B), tohum unu tedavisindeki larvaların çoğu pupa olmadı ve larva gelişimi önemli ölçüde gecikti (Şekil 3B,D).Spodopteralitura'da izotiyosiyanatlar büyüme geriliği ve gelişimsel gecikme ile ilişkilidir79.
Ae'nin larvaları.Aedes aegypti sivrisinekleri 24-72 saat boyunca sürekli olarak Brassica tohum tozuna maruz bırakıldı.(A) Ağız kısımlarında tohum unu parçacıkları bulunan ölü larvalar (daire içine alınmış);(B) Kontrol tedavisi (tohum unu eklenmeden dH20), larvaların normal şekilde büyüdüğünü ve 72 saat sonra pupa olmaya başladığını gösterir (C, D) Tohum unu ile tedavi edilen larvalar;tohum unu gelişimde farklılıklar gösterdi ve pupa olmadı.
İzotiyosiyanatların sivrisinek larvaları üzerindeki toksik etkilerinin mekanizmasını incelemedik.Bununla birlikte, kırmızı ateş karıncaları (Solenopsis invicta) üzerinde yapılan önceki çalışmalar, glutatyon S-transferaz (GST) ve esterazın (EST) inhibisyonunun izotiyosiyanat biyoaktivitesinin ana mekanizması olduğunu ve AITC'nin düşük aktivitede bile GST aktivitesini de inhibe edebildiğini göstermiştir. .düşük konsantrasyonlarda kırmızı ithal ateş karıncaları.Doz 0,5 µg/ml'dir80.Bunun aksine, AITC yetişkin mısır bitlerinde (Sitophilus zeamais) asetilkolinesterazı inhibe eder81.Sivrisinek larvalarındaki izotiyosiyanat aktivitesinin mekanizmasının aydınlatılması için benzer çalışmaların yapılması gerekmektedir.
Reaktif izotiyosiyanatlar oluşturmak için bitki glukozinolatlarının hidrolizinin, hardal tohumu unu ile sivrisinek larva kontrolü için bir mekanizma görevi gördüğü önerisini desteklemek için ısıyla inaktive edilmiş DFP işlemini kullanıyoruz.DFP-HT tohum unu, test edilen uygulama oranlarında toksik değildi.Lafarga ve ark.82 glukozinolatların yüksek sıcaklıklarda bozunmaya duyarlı olduğunu bildirmiştir.Isıl işlemin aynı zamanda tohum küspesindeki mirosinaz enzimini denatüre etmesi ve glukozinolatların reaktif izotiyosiyanatlar oluşturacak şekilde hidrolizini önlemesi de beklenir.Bu aynı zamanda Okunade ve diğerleri tarafından da doğrulandı.75, mirosinazın sıcaklığa duyarlı olduğunu gösterdi; hardal, siyah hardal ve kan kökü tohumları 80°'nin üzerindeki sıcaklıklara maruz bırakıldığında mirosinaz aktivitesinin tamamen etkisiz hale geldiğini gösterdi.C. Bu mekanizmalar, ısıl işleme tabi tutulmuş DFP tohum küspesinin böcek öldürücü aktivitesinin kaybına neden olabilir.
Bu nedenle hardal tohumu küspesi ve üç ana izotiyosiyanatı sivrisinek larvaları için toksiktir.Tohum unu ve kimyasal tedaviler arasındaki bu farklar göz önüne alındığında, tohum unu kullanımı sivrisinek kontrolünde etkili bir yöntem olabilir.Tohum tozlarının kullanımının etkinliğini ve stabilitesini geliştirmek için uygun formülasyonların ve etkili dağıtım sistemlerinin belirlenmesine ihtiyaç vardır.Sonuçlarımız hardal tohumu küspesinin sentetik pestisitlere alternatif olarak potansiyel kullanımını göstermektedir.Bu teknoloji sivrisinek vektörlerini kontrol etmek için yenilikçi bir araç haline gelebilir.Sivrisinek larvaları su ortamlarında geliştiklerinden ve tohum küspesi glukozinolatları hidrasyon sonrasında enzimatik olarak aktif izotiyosiyanatlara dönüştürüldüğünden, sivrisineklerin istila ettiği sularda hardal tohumu küspesinin kullanılması önemli bir kontrol potansiyeli sunar.İzotiyosiyanatların larvisid aktivitesi değişiklik gösterse de (BITC > AITC > 4-HBITC), tohum ununun birden fazla glukozinolatla birleştirilmesinin sinerjistik olarak toksisiteyi arttırıp artırmadığını belirlemek için daha fazla araştırmaya ihtiyaç vardır.Bu, yağı alınmış turpgillerden tohum küspesinin ve üç biyoaktif izotiyosiyanatın sivrisinekler üzerindeki böcek öldürücü etkilerini gösteren ilk çalışmadır.Bu çalışmanın sonuçları, tohumlardan yağ ekstraksiyonunun bir yan ürünü olan yağı alınmış lahana tohumu küspesinin sivrisinek kontrolü için umut verici bir larvisid ajan olarak hizmet edebileceğini göstererek yeni bir çığır açmaktadır.Bu bilgi, bitki biyokontrol ajanlarının keşfedilmesine ve bunların ucuz, pratik ve çevre dostu biyopestisitler olarak geliştirilmesine daha fazla yardımcı olabilir.
Bu çalışma için oluşturulan veri kümeleri ve sonuçta ortaya çıkan analizler, makul talep üzerine ilgili yazardan temin edilebilir.Çalışma sonunda çalışmada kullanılan tüm materyaller (böcekler ve tohum unu) imha edildi.
Gönderim zamanı: Temmuz-29-2024