Nature.com'u ziyaret ettiğiniz için teşekkür ederiz. Kullandığınız tarayıcı sürümünün CSS desteği sınırlıdır. En iyi sonuçlar için, tarayıcınızın daha yeni bir sürümünü kullanmanızı (veya Internet Explorer'da Uyumluluk Modunu devre dışı bırakmanızı) öneririz. Bu süre zarfında, desteğin devamlılığını sağlamak için siteyi stil veya JavaScript olmadan gösteriyoruz.
Bitkisel kaynaklı insektisit bileşiklerinin kombinasyonları, zararlılara karşı sinerjik veya antagonistik etkileşimler gösterebilir. Aedes sivrisineklerinin taşıdığı hastalıkların hızla yayılması ve Aedes sivrisinek popülasyonlarının geleneksel insektisitlere karşı artan direnci göz önüne alındığında, bitki uçucu yağlarına dayalı yirmi sekiz terpen bileşiği kombinasyonu formüle edildi ve Aedes aegypti'nin larva ve yetişkin aşamalarına karşı test edildi. Başlangıçta beş bitki uçucu yağı (EO), larva öldürücü ve yetişkin kullanım etkinliği açısından değerlendirildi ve GC-MS sonuçlarına dayanarak her bir EO'da iki ana bileşik tanımlandı. Tanımlanan ana bileşikler, yani dialil disülfit, dialil trisülfit, karvon, limonen, eugenol, metil eugenol, ökaliptol, eudesmol ve sivrisinek alfa-pineni satın alındı. Daha sonra bu bileşiklerin ikili kombinasyonları, subletal dozlar kullanılarak hazırlandı ve sinerjik ve antagonistik etkileri test edildi ve belirlendi. En iyi larva öldürücü bileşimler limonene ile dialil disülfürün karıştırılmasıyla, en iyi yetişkin öldürücü bileşimler ise karvona ile limonene karıştırılmasıyla elde edilir. Ticari olarak kullanılan sentetik larva öldürücü Temphos ve yetişkin öldürücü ilaç Malathion, ayrı ayrı ve terpenoidlerle ikili kombinasyonlar halinde test edilmiştir. Sonuçlar, Temphos ve dialil disülfür ile Malathion ve eudesmol kombinasyonunun en etkili kombinasyon olduğunu göstermiştir. Bu güçlü kombinasyonlar, Aedes aegypti'ye karşı kullanım potansiyeli taşımaktadır.
Bitkisel uçucu yağlar (EO'lar), çeşitli biyoaktif bileşikler içeren ikincil metabolitlerdir ve sentetik böcek ilaçlarına alternatif olarak giderek daha önemli hale gelmektedir. Sadece çevre dostu ve kullanıcı dostu olmakla kalmaz, aynı zamanda farklı biyoaktif bileşiklerin bir karışımı oldukları için ilaç direncine yakalanma olasılığını da azaltırlar¹. Araştırmacılar, GC-MS teknolojisini kullanarak çeşitli bitkisel uçucu yağların bileşenlerini incelemiş ve 17.500 aromatik bitkiden 3.000'den fazla bileşik tanımlamışlardır²; bunların çoğu böcek öldürücü özellikler açısından test edilmiş ve böcek öldürücü etkilere sahip oldukları bildirilmiştir³⁻⁴. Bazı çalışmalar, bileşiğin ana bileşeninin toksisitesinin, ham etilen oksitinin toksisitesiyle aynı veya daha yüksek olduğunu vurgulamaktadır. Ancak, kimyasal böcek ilaçlarında olduğu gibi, tek tek bileşiklerin kullanımı yine direnç gelişmesine olanak sağlayabilir⁵⁻⁶. Bu nedenle, mevcut odak noktası, böcek öldürücü etkinliği artırmak ve hedef zararlı popülasyonlarında direnç olasılığını azaltmak için etilen oksit bazlı bileşik karışımları hazırlamaktır. Esansiyel yağlarda bulunan bireysel aktif bileşikler, kombinasyonlar halinde sinerjik veya antagonistik etkiler gösterebilir ve bu da esansiyel yağın genel aktivitesini yansıtır; bu durum, önceki araştırmacılar tarafından yapılan çalışmalarda da vurgulanmıştır.7,8 Vektör kontrol programı da esansiyel yağları ve bileşenlerini içerir. Esansiyel yağların sivrisinek öldürücü aktivitesi, Culex ve Anopheles sivrisinekleri üzerinde kapsamlı bir şekilde incelenmiştir. Birçok çalışma, genel toksisiteyi artırmak ve yan etkileri en aza indirmek için çeşitli bitkileri ticari olarak kullanılan sentetik pestisitlerle birleştirerek etkili pestisitler geliştirmeye çalışmıştır.9 Ancak bu tür bileşiklerin Aedes aegypti'ye karşı etkilerine dair çalışmalar nadirdir. Tıp bilimindeki gelişmeler ve ilaç ve aşıların geliştirilmesi, bazı vektör kaynaklı hastalıklarla mücadeleye yardımcı olmuştur. Ancak Aedes aegypti sivrisineği tarafından bulaştırılan virüsün farklı serotiplerinin varlığı, aşılama programlarının başarısız olmasına yol açmıştır. Bu nedenle, bu tür hastalıklar ortaya çıktığında, hastalığın yayılmasını önlemek için vektör kontrol programları tek seçenektir. Mevcut durumda, Aedes aegypti sivrisineğinin kontrolü çok önemlidir çünkü bu sivrisinek, dang humması, Zika, dang hemorajik humması, sarı humma vb. hastalıklara neden olan çeşitli virüslerin ve serotiplerinin ana vektörüdür. En dikkat çekici olanı ise, neredeyse tüm vektör kaynaklı Aedes sivrisineği kaynaklı hastalıkların vaka sayısının Mısır'da ve dünya genelinde her yıl artmasıdır. Bu nedenle, bu bağlamda, Aedes aegypti popülasyonları için çevre dostu ve etkili kontrol önlemleri geliştirilmesine acil ihtiyaç vardır. Bu bağlamda potansiyel adaylar, uçucu yağlar, bunların bileşen bileşikleri ve bunların kombinasyonlarıdır. Bu nedenle, bu çalışma, böcek öldürücü özelliklere sahip beş bitkiden (yani nane, fesleğen, benekli okaliptüs, sülfür soğanı ve melaleuca) elde edilen temel bitki uçucu yağ bileşiklerinin Aedes aegypti'ye karşı etkili sinerjik kombinasyonlarını belirlemeyi amaçlamıştır.
Seçilen tüm uçucu yağlar, 24 saatlik LC50 değerleri 0,42 ile 163,65 ppm arasında değişen Aedes aegypti'ye karşı potansiyel larvasit aktivitesi göstermiştir. En yüksek larvasit aktivitesi, 24 saatte 0,42 ppm'lik LC50 değeriyle nane (Mp) uçucu yağında kaydedilmiş, bunu 24 saatte 16,19 ppm'lik LC50 değeriyle sarımsak (As) uçucu yağı izlemiştir (Tablo 1).
Ocimum Sainttum (Os) uçucu yağı hariç, incelenen diğer dört uçucu yağın tamamı, 24 saatlik maruz kalma süresi boyunca 23,37 ile 120,16 ppm arasında değişen LC50 değerleriyle belirgin alerjenik etkiler göstermiştir. Thymophilus striata (Cl) uçucu yağı, 24 saatlik maruz kalma süresi içinde 23,37 ppm'lik LC50 değeriyle yetişkinleri öldürmede en etkili olanıydı, bunu 101,91 ppm'lik LC50 değerine sahip Eucalyptus maculata (Em) izledi (Tablo 1). Öte yandan, en yüksek dozda %53'lük en yüksek ölüm oranı kaydedildiğinden, Os için LC50 değeri henüz belirlenmemiştir (Ek Şekil 3).
Her bir uçucu yağdaki iki ana bileşen bileşik, NIST kütüphane veritabanı sonuçlarına, GC kromatogram alan yüzdesine ve MS spektrum sonuçlarına göre tanımlandı ve seçildi (Tablo 2). EO As için tanımlanan ana bileşikler dialil disülfit ve dialil trisülfit; EO Mp için tanımlanan ana bileşikler karvon ve limonen; EO Em için tanımlanan ana bileşikler eudesmol ve ökaliptol; EO Os için tanımlanan ana bileşikler eugenol ve metil eugenol ve EO Cl için tanımlanan ana bileşikler eugenol ve α-pinen idi (Şekil 1, Ek Şekiller 5–8, Ek Tablo 1–5).
Seçilen uçucu yağların ana terpenoidlerinin kütle spektrometresi sonuçları (A-dialil disülfit; B-dialil trisülfit; C-öjenol; D-metil öjenol; E-limonen; F-aromatik seperon; G-α-pinen; H-sineol; R-ödamol).
Toplam dokuz bileşik (dialil disülfit, dialil trisülfit, eugenol, metil eugenol, karvon, limonen, ökaliptol, eudesmol, α-pinen), uçucu yağın ana bileşenleri olan ve Aedes aegypti'nin larva evrelerine karşı ayrı ayrı biyolojik olarak test edilen etkili bileşikler olarak tanımlanmıştır. Eudesmol bileşiği, 24 saatlik maruz kalmanın ardından 2,25 ppm'lik bir LC50 değeriyle en yüksek larvisidal aktiviteye sahipti. Dialil disülfit ve dialil trisülfit bileşiklerinin de 10-20 ppm aralığında ortalama subletal dozlarla potansiyel larvisidal etkilere sahip olduğu bulunmuştur. Eugenol, limonen ve ökaliptol bileşikleri için de 63,35 ppm ve 139,29 ppm'lik LC50 değerleriyle orta düzeyde larvisidal aktivite gözlemlenmiştir. ve 24 saat sonra sırasıyla 181,33 ppm (Tablo 3). Bununla birlikte, metil öjenol ve karvonun en yüksek dozlarda bile önemli bir larvisidal potansiyeli bulunmadığından, LC50 değerleri hesaplanmadı (Tablo 3). Sentetik larvisid Temephos'un, 24 saatlik maruz kalma süresi boyunca Aedes aegypti'ye karşı ortalama öldürücü konsantrasyonu 0,43 ppm idi (Tablo 3, Ek Tablo 6).
Yedi bileşik (dialil disülfit, dialil trisülfit, ökaliptol, α-pinen, eudesmol, limonen ve karvon) etkili uçucu yağların ana bileşikleri olarak tanımlandı ve Mısır'daki yetişkin Aedes sivrisineklerine karşı ayrı ayrı test edildi. Probit regresyon analizine göre, 24 saatlik maruz kalma süresinde LC50 değeri 1,82 ppm olan eudesmol en yüksek potansiyele sahipken, bunu LC50 değeri 17,60 ppm olan ökaliptol izledi. Test edilen diğer beş bileşik, LC50 değerleri 140,79 ile 737,01 ppm arasında değişen orta derecede zararlıydı (Tablo 3). Sentetik organofosforlu malathion, eudesmolden daha az etkili ve diğer altı bileşikten daha yüksek bir etkiye sahipti ve 24 saatlik maruz kalma süresi boyunca LC50 değeri 5,44 ppm idi (Tablo 3, Ek Tablo 6).
Yedi güçlü öncü bileşik ve organofosforlu tamefosat, LC50 dozlarının 1:1 oranında ikili kombinasyonlarını oluşturmak üzere seçildi. Toplam 28 ikili kombinasyon hazırlandı ve Aedes aegypti'ye karşı larva öldürücü etkinlikleri test edildi. Dokuz kombinasyonun sinerjik, 14 kombinasyonun antagonistik olduğu ve beş kombinasyonun larva öldürücü olmadığı bulundu. Sinerjik kombinasyonlar arasında, diallyl disülfit ve temofol kombinasyonu en etkili olanıydı ve 24 saat sonra %100 ölüm oranı gözlemlendi (Tablo 4). Benzer şekilde, limonene ile diallyl disülfit ve eugenol ile thymetphos karışımları, %98,3'lük bir larva ölüm oranıyla iyi bir potansiyel gösterdi (Tablo 5). Geriye kalan 4 kombinasyon, yani eudesmol artı ökaliptol, eudesmol artı limonene, ökaliptol artı alfa-pinene ve alfa-pinene artı temephos, %90'ı aşan gözlemlenen ölüm oranlarıyla önemli larvisidal etkinlik göstermiştir. Beklenen ölüm oranı %60-75 civarındadır (Tablo 4). Bununla birlikte, limonene'nin α-pinene veya ökaliptüs ile kombinasyonu antagonistik reaksiyonlar göstermiştir. Benzer şekilde, Temephos'un eugenol veya ökaliptüs veya eudesmol veya dialil trisülfit ile karışımlarının antagonistik etkilere sahip olduğu bulunmuştur. Aynı şekilde, dialil disülfit ve dialil trisülfit kombinasyonu ve bu bileşiklerden herhangi birinin eudesmol veya eugenol ile kombinasyonu, larvisidal etkilerinde antagonistiktir. Eudesmol'ün eugenol veya α-pinene ile kombinasyonunda da antagonizm bildirilmiştir.
Yetişkinlerde asidik aktivite açısından test edilen 28 ikili karışımın 7'si sinerjik, 6'sı etkisiz ve 15'i antagonistikti. Ödesmol ile okaliptüs ve limonen ile karvon karışımlarının diğer sinerjik kombinasyonlardan daha etkili olduğu ve 24 saatteki ölüm oranlarının sırasıyla %76 ve %100 olduğu bulundu (Tablo 5). Malathion'un, limonen ve dialil trisülfit hariç tüm bileşik kombinasyonlarıyla sinerjik bir etki gösterdiği gözlemlendi. Öte yandan, dialil disülfit ve dialil trisülfit ile bunların okaliptüs, ökaliptol, karvon veya limonen ile kombinasyonları arasında antagonizm bulundu. Benzer şekilde, α-pinenin eudesmol veya limonen ile, ökaliptolün karvon veya limonen ile ve limonenin eudesmol veya malathion ile kombinasyonları antagonistik larva öldürücü etkiler göstermiştir. Geri kalan altı kombinasyon için, beklenen ve gözlemlenen ölüm oranları arasında anlamlı bir fark bulunmamıştır (Tablo 5).
Sinerjik etkiler ve subletal dozlar temel alınarak, çok sayıda Aedes aegypti sivrisineğine karşı larvisidal toksisiteleri nihayetinde seçildi ve daha fazla test edildi. Sonuçlar, eugenol-limonen, dialil disülfit-limonen ve dialil disülfit-timephos ikili kombinasyonları kullanılarak gözlemlenen larva ölüm oranının %100 olduğunu, beklenen larva ölüm oranının ise sırasıyla %76,48, %72,16 ve %63,4 olduğunu gösterdi (Tablo 6). Limonen ve eudesmol kombinasyonu nispeten daha az etkiliydi ve 24 saatlik maruz kalma süresi boyunca %88 larva ölüm oranı gözlemlendi (Tablo 6). Özetle, seçilen dört ikili kombinasyon, geniş ölçekte uygulandığında Aedes aegypti'ye karşı sinerjik larvisidal etkiler de gösterdi (Tablo 6).
Aedes aegypti'nin büyük popülasyonlarını kontrol etmek için yetişkin öldürücü biyolojik testte üç sinerjik kombinasyon seçildi. Büyük böcek kolonilerinde test edilecek kombinasyonları seçmek için öncelikle en iyi iki sinerjik terpen kombinasyonuna, yani karvon artı limonene ve ökaliptol artı eudesmol'e odaklandık. İkinci olarak, sentetik organofosfat malathion ve terpenoidlerin kombinasyonundan en iyi sinerjik kombinasyon seçildi. Aday bileşenlerin en yüksek gözlemlenen ölüm oranı ve çok düşük LC50 değerleri nedeniyle, malathion ve eudesmol kombinasyonunun büyük böcek kolonilerinde test için en iyi kombinasyon olduğuna inanıyoruz. Malathion, α-pinen, dialil disülfit, ökaliptüs, karvon ve eudesmol ile kombinasyon halinde sinerji gösterir. Ancak LC50 değerlerine bakarsak, Eudesmol en düşük değere (2,25 ppm) sahiptir. Malathion, α-pinen, dialil disülfit, ökaliptol ve karvonun hesaplanan LC50 değerleri sırasıyla 5,4, 716,55, 166,02, 17,6 ve 140,79 ppm idi. Bu değerler, malathion ve ödesmol kombinasyonunun dozaj açısından en uygun kombinasyon olduğunu göstermektedir. Sonuçlar, karvon artı limonen ve ödesmol artı malathion kombinasyonlarının %100 gözlemlenen ölüm oranına sahip olduğunu, beklenen ölüm oranının ise %61 ila %65 olduğunu göstermiştir. Başka bir kombinasyon olan ödesmol artı ökaliptol ise 24 saatlik maruz kalma sonrasında %78,66'lık bir ölüm oranı göstermiş, beklenen ölüm oranı ise %60 olmuştur. Seçilen üç kombinasyonun tamamı, yetişkin Aedes aegypti'ye karşı geniş ölçekte uygulandığında bile sinerjik etkiler göstermiştir (Tablo 6).
Bu çalışmada, Mp, As, Os, Em ve Cl gibi seçilmiş bitki uçucu yağlarının Aedes aegypti'nin larva ve yetişkin evrelerinde umut vadeden öldürücü etkiler gösterdiği tespit edilmiştir. Mp uçucu yağı, 24 saat sonra 0,42 ppm'lik LC50 değeriyle en yüksek larva öldürücü aktiviteye sahipken, bunu sırasıyla As, Os ve Em uçucu yağları 24 saat sonra 50 ppm'den daha düşük LC50 değerleriyle takip etmiştir. Bu sonuçlar, sivrisinekler ve diğer dipter sinekler üzerinde yapılan önceki çalışmalarla tutarlıdır10,11,12,13,14. Cl'nin larva öldürücü potansiyeli diğer uçucu yağlardan daha düşük olmasına rağmen (24 saat sonra 163,65 ppm'lik LC50 değeriyle), yetişkin potansiyeli 24 saat sonra 23,37 ppm'lik LC50 değeriyle en yüksektir. Mp, As ve Em uçucu yağları da 24 saatlik maruz kalma süresinde 100-120 ppm aralığında LC50 değerleriyle iyi bir alerjenik potansiyel gösterdi, ancak larva öldürücü etkilerinden nispeten daha düşüktü. Öte yandan, EO Os en yüksek terapötik dozda bile ihmal edilebilir bir alerjenik etki gösterdi. Bu nedenle, sonuçlar etilen oksidin bitkilere olan toksisitesinin sivrisineklerin gelişim evresine bağlı olarak değişebileceğini göstermektedir¹⁵. Ayrıca, uçucu yağların böceğin vücuduna nüfuz etme hızına, spesifik hedef enzimlerle etkileşimine ve sivrisineğin her gelişim evresindeki detoksifikasyon kapasitesine de bağlıdır¹⁶. Çok sayıda çalışma, ana bileşen bileşiğinin, toplam bileşiklerin çoğunluğunu oluşturduğu için etilen oksidin biyolojik aktivitesinde önemli bir faktör olduğunu göstermiştir³,¹²,¹⁷,¹⁸. Bu nedenle, her uçucu yağda iki ana bileşiği dikkate aldık. GC-MS sonuçlarına göre, dialil disülfit ve dialil trisülfit, EO As'nin ana bileşikleri olarak tanımlanmıştır; bu, önceki raporlarla tutarlıdır19,20,21. Önceki raporlar mentolün ana bileşiklerinden biri olduğunu belirtse de, karvon ve limonen, Mp EO'nun ana bileşikleri olarak tekrar tanımlanmıştır22,23. Os EO'nun bileşim profili, öjenol ve metil öjenolün ana bileşikler olduğunu göstermiştir; bu, önceki araştırmacıların bulgularına benzerdir16,24. Ökaliptol ve ökaliptolün, Em yaprağı yağında bulunan ana bileşikler olduğu bildirilmiştir; bu, bazı araştırmacıların bulgularıyla tutarlıdır25,26, ancak Olalade ve ark.'nın bulgularıyla çelişmektedir27. Melaleuca uçucu yağında sineol ve α-pinenin baskınlığı gözlemlenmiştir; bu, önceki çalışmalarla benzerdir28,29. Aynı bitki türünden farklı bölgelerde elde edilen uçucu yağların bileşiminde ve konsantrasyonunda tür içi farklılıklar rapor edilmiş ve bu çalışmada da gözlemlenmiştir; bu farklılıklar coğrafi bitki büyüme koşulları, hasat zamanı, gelişim evresi veya bitki yaşı, kemotiplerin ortaya çıkışı vb. faktörlerden etkilenmektedir.22,30,31,32 Belirlenen temel bileşikler daha sonra satın alınarak larva öldürücü etkileri ve yetişkin Aedes aegypti sivrisinekleri üzerindeki etkileri açısından test edilmiştir. Sonuçlar, dialil disülfürün larva öldürücü aktivitesinin ham uçucu yağlarla karşılaştırılabilir olduğunu göstermiştir. Ancak dialil trisülfürün aktivitesi uçucu yağlardan daha yüksektir. Bu sonuçlar, Kimbaris ve ark. 33 tarafından Culex philippines üzerinde elde edilen sonuçlara benzerdir. Bununla birlikte, bu iki bileşik hedef sivrisineklere karşı iyi bir otosidal aktivite göstermemiştir; bu da Plata-Rueda ve ark. 34 tarafından Tenebrio molitor üzerinde elde edilen sonuçlarla tutarlıdır. Os EO, Aedes aegypti'nin larva evresine karşı etkilidir, ancak yetişkin evresine karşı etkili değildir. Ana bileşiklerin larva öldürücü aktivitesinin ham Os EO'nunkinden daha düşük olduğu tespit edilmiştir. Bu, ham etilen oksitteki diğer bileşiklerin ve bunların etkileşimlerinin bir rol oynadığını göstermektedir. Metil öjenol tek başına ihmal edilebilir bir aktiviteye sahipken, öjenol tek başına orta düzeyde larva öldürücü aktiviteye sahiptir. Bu sonuç, bir yandan önceki araştırmacıların sonuçlarını doğrulamakta,35,36 diğer yandan ise çelişmektedir37,38. Öjenol ve metil öjenolün fonksiyonel gruplarındaki farklılıklar, aynı hedef böceğe karşı farklı toksisitelere yol açabilir39. Limonenin orta düzeyde larva öldürücü aktiviteye sahip olduğu bulunurken, karvonun etkisi önemsizdir. Benzer şekilde, limonenin yetişkin böceklere karşı nispeten düşük toksisitesi ve karvonun yüksek toksisitesi, bazı önceki çalışmaların sonuçlarını desteklemekte40, ancak diğerleriyle çelişmektedir41. Hem halka içi hem de halka dışı pozisyonlarda çift bağların bulunması, bu bileşiklerin larvisit olarak faydalarını artırabilir3,41; doymamış alfa ve beta karbonlara sahip bir keton olan karvon ise yetişkinlerde daha yüksek toksisite potansiyeli gösterebilir42. Bununla birlikte, limonene ve karvonun bireysel özellikleri, toplam EO Mp'den çok daha düşüktür (Tablo 1, Tablo 3). Test edilen terpenoidler arasında, eudesmolün 2,5 ppm'nin altında bir LC50 değeriyle en yüksek larvisit ve yetişkin aktivitesine sahip olduğu bulunmuştur; bu da onu Aedes sivrisineklerinin kontrolü için umut vadeden bir bileşik yapmaktadır. Performansı, Cheng ve ark.'nın bulgularıyla tutarlı olmasa da, tüm EO Em'den daha iyidir40. Eudesmol, okaliptüs gibi oksijenli monoterpenlerden daha az uçucu olan ve bu nedenle pestisit olarak daha büyük potansiyele sahip iki izopren birimine sahip bir seskiterpendir. Ökaliptolün kendisi, larva öldürücü aktivitesinden daha fazla yetişkin öldürücü aktiviteye sahiptir ve önceki çalışmalardan elde edilen sonuçlar bunu hem desteklemekte hem de çürütmektedir37,43,44. Aktivite tek başına, tüm EO Cl'nin aktivitesine neredeyse eşdeğerdir. Başka bir bisiklik monoterpen olan α-pinen, Aedes aegypti üzerinde larva öldürücü etkisinden daha az yetişkin öldürücü etkiye sahiptir; bu, tam EO Cl'nin etkisinin tersidir. Terpenoidlerin genel insektisit aktivitesi, lipofiliklikleri, uçuculukları, karbon dallanmaları, projeksiyon alanları, yüzey alanları, fonksiyonel grupları ve pozisyonlarından etkilenir45,46. Bu bileşikler, hücre birikimlerini yok ederek, solunum aktivitesini bloke ederek, sinir impulslarının iletimini kesintiye uğratarak vb. etki gösterebilirler47. Sentetik organofosfat Temephos'un, 0,43 ppm'lik bir LC50 değeriyle en yüksek larva öldürücü aktiviteye sahip olduğu bulunmuştur; bu, Lek'in verileriyle tutarlıdır -Utala48. Sentetik organofosforlu malathionun yetişkin aktivitesi 5,44 ppm olarak rapor edilmiştir. Bu iki organofosfatın Aedes aegypti'nin laboratuvar suşlarına karşı olumlu yanıtlar gösterdiği bildirilmiş olsa da, dünyanın farklı bölgelerinde bu bileşiklere karşı sivrisinek direnci rapor edilmiştir49. Bununla birlikte, bitkisel ilaçlara karşı direnç gelişimine dair benzer raporlara rastlanmamıştır50. Bu nedenle, bitkisel ürünler vektör kontrol programlarında kimyasal pestisitlere potansiyel alternatifler olarak kabul edilmektedir.
Güçlü terpenoidlerden ve terpenoidler ile thymetphos'tan hazırlanan 28 ikili kombinasyon (1:1) üzerinde larva öldürücü etki test edildi ve 9 kombinasyonun sinerjik, 14 kombinasyonun antagonistik ve 5 kombinasyonun ise etkisiz olduğu bulundu. Öte yandan, yetişkin potansiyel biyolojik testinde 7 kombinasyonun sinerjik, 15 kombinasyonun antagonistik olduğu ve 6 kombinasyonun ise etkisiz olduğu bildirildi. Belirli kombinasyonların sinerjik etki göstermesinin nedeni, aday bileşiklerin farklı önemli yollarda eş zamanlı olarak etkileşime girmesi veya belirli bir biyolojik yolun farklı anahtar enzimlerinin ardışık olarak inhibe edilmesi olabilir51. Limonenin dialil disülfit, okaliptüs veya öjenol ile kombinasyonunun hem küçük hem de büyük ölçekli uygulamalarda sinerjik olduğu (Tablo 6) bulunurken, okaliptüs veya α-pinen ile kombinasyonunun larvalar üzerinde antagonistik etkilere sahip olduğu bulundu. Ortalama olarak, limonene, muhtemelen metil gruplarının varlığı, stratum korneuma iyi nüfuz etmesi ve farklı bir etki mekanizması nedeniyle iyi bir sinerjist gibi görünmektedir52,53. Daha önce limonenenin böcek kütiküllerine nüfuz ederek (temas toksisitesi), sindirim sistemini etkileyerek (beslenmeyi engelleyici) veya solunum sistemini etkileyerek (fümigasyon aktivitesi) toksik etkilere neden olabileceği bildirilmiştir54; öjenol gibi fenilpropanoidler ise metabolik enzimleri etkileyebilir55. Bu nedenle, farklı etki mekanizmalarına sahip bileşiklerin kombinasyonları, karışımın genel öldürücü etkisini artırabilir. Ökaliptolün dialil disülfit, okaliptüs veya α-pinen ile sinerjik olduğu bulunmuştur, ancak diğer bileşiklerle olan diğer kombinasyonlar ya larva öldürücü olmayan ya da antagonistik olmuştur. Erken dönem çalışmalar, ökaliptolün asetilkolinesteraz (AChE) yanı sıra oktamin ve GABA reseptörleri üzerinde inhibitör aktiviteye sahip olduğunu göstermiştir56. Siklik monoterpenler, ökaliptol, öjenol vb. nörotoksik aktiviteleriyle aynı etki mekanizmasına sahip olabileceğinden, 57 karşılıklı inhibisyon yoluyla birleşik etkilerini en aza indirir. Benzer şekilde, Temephos'un dialil disülfit, α-pinen ve limonen ile kombinasyonunun sinerjik olduğu bulunmuştur; bu da bitkisel ürünler ve sentetik organofosfatlar arasında sinerjik bir etki olduğuna dair önceki raporları desteklemektedir58.
Ödesmol ve ökaliptolün kombinasyonunun, farklı kimyasal yapıları nedeniyle farklı etki mekanizmalarına sahip olmaları nedeniyle, Aedes aegypti'nin larva ve yetişkin aşamalarında sinerjik bir etkiye sahip olduğu bulunmuştur. Ödesmol (bir seskiterpen) solunum sistemini etkileyebilir 59 ve ökaliptol (bir monoterpen) asetilkolinesterazı etkileyebilir 60. Bileşenlerin iki veya daha fazla hedef bölgeye birlikte maruz kalması, kombinasyonun genel öldürücü etkisini artırabilir. Yetişkin madde biyolojik testlerinde, malathionun karvon veya ökaliptol veya dialil disülfit veya α-pinen ile sinerjik olduğu bulunmuştur; bu da limonene ve di ilavesiyle sinerjik olduğunu göstermektedir. Allil trisülfit hariç, tüm terpen bileşikleri portföyü için iyi sinerjik alersit adaylarıdır. Thangam ve Kathiresan61 de malathionun bitkisel özlerle sinerjik etkisine dair benzer sonuçlar bildirmiştir. Bu sinerjik yanıt, malathion ve fitokimyasalların böcek detoksifikasyon enzimleri üzerindeki birleşik toksik etkilerinden kaynaklanabilir. Malathion gibi organofosfatlar genellikle sitokrom P450 esterazları ve monooksijenazları inhibe ederek etki eder62,63,64. Bu nedenle, bu etki mekanizmalarına sahip malathion ile farklı etki mekanizmalarına sahip terpenlerin birleştirilmesi, sivrisinekler üzerindeki genel öldürücü etkiyi artırabilir.
Öte yandan, antagonizm, seçilen bileşiklerin kombinasyon halinde her bir bileşiğin tek başına olduğundan daha az aktif olduğunu gösterir. Bazı kombinasyonlardaki antagonizmin nedeni, bir bileşiğin emilim, dağılım, metabolizma veya atılım hızını değiştirerek diğer bileşiğin davranışını değiştirmesi olabilir. İlk araştırmacılar bunu ilaç kombinasyonlarındaki antagonizmin nedeni olarak değerlendirmişlerdir. Moleküller Olası mekanizma 65. Benzer şekilde, antagonizmin olası nedenleri, benzer etki mekanizmaları, bileşen bileşiklerin aynı reseptör veya hedef bölge için rekabeti ile ilgili olabilir. Bazı durumlarda, hedef proteinin rekabetçi olmayan inhibisyonu da meydana gelebilir. Bu çalışmada, iki organosülfür bileşiği olan dialil disülfit ve dialil trisülfit, muhtemelen aynı hedef bölge için rekabet nedeniyle antagonistik etkiler göstermiştir. Benzer şekilde, bu iki sülfür bileşiği, eudesmol ve α-pinen ile birleştirildiğinde antagonistik etkiler göstermiş ve hiçbir etki göstermemiştir. Eudesmol ve alfa-pinen siklik yapıdadır, dialil disülfit ve dialil trisülfit ise alifatik yapıdadır. Kimyasal yapılarına dayanarak, bu bileşiklerin kombinasyonunun genel öldürücü aktiviteyi artırması beklenir çünkü hedef bölgeleri genellikle farklıdır34,47; ancak deneysel olarak antagonizm bulduk, bu da bu bileşiklerin bazı bilinmeyen organizmalardaki in vivo sistemlerdeki rolünden kaynaklanıyor olabilir. Benzer şekilde, sineol ve α-pinen kombinasyonu antagonistik yanıtlar üretti, ancak araştırmacılar daha önce iki bileşiğin farklı etki hedeflerine sahip olduğunu bildirmişti47,60. Her iki bileşik de siklik monoterpen olduğundan, bağlanma için rekabet edebilecek ve incelenen kombinasyonel çiftlerin genel toksisitesini etkileyebilecek bazı ortak hedef bölgeleri olabilir.
LC50 değerleri ve gözlemlenen ölüm oranlarına dayanarak, en iyi sinerjik iki terpen kombinasyonu seçildi: karvon + limonen ve ökaliptol + eudesmol çiftleri ile sentetik organofosforlu malathion ve terpenler. Malathion + Eudesmol bileşiklerinin en uygun sinerjik kombinasyonu, yetişkin böcek öldürücü bir biyolojik testte denendi. Bu etkili kombinasyonların nispeten geniş maruz kalma alanlarında çok sayıda bireye karşı etkili olup olmadığını doğrulamak için büyük böcek kolonileri hedeflendi. Bu kombinasyonların tümü, büyük böcek sürülerine karşı sinerjik bir etki gösterdi. Aedes aegypti larvalarının büyük popülasyonlarına karşı test edilen en uygun sinerjik larvisidal kombinasyon için de benzer sonuçlar elde edildi. Bu nedenle, bitki uçucu yağ bileşiklerinin etkili sinerjik larvisidal ve adultisidal kombinasyonunun, mevcut sentetik kimyasallara karşı güçlü bir aday olduğu ve Aedes aegypti popülasyonlarını kontrol etmek için daha fazla kullanılabileceği söylenebilir. Benzer şekilde, sentetik larva öldürücüler veya yetişkin öldürücülerin terpenlerle etkili kombinasyonları, sivrisineklere uygulanan timetfos veya malathion dozlarını azaltmak için de kullanılabilir. Bu güçlü sinerjik kombinasyonlar, Aedes sivrisineklerinde ilaç direncinin evrimi üzerine yapılacak gelecekteki çalışmalar için çözümler sağlayabilir.
Aedes aegypti yumurtaları, Hindistan Tıp Araştırma Konseyi'ne bağlı Dibrugarh Bölgesel Tıp Araştırma Merkezi'nden toplandı ve Gauhati Üniversitesi Zooloji Bölümü'nde kontrollü sıcaklık (28 ± 1 °C) ve nem (%85 ± 5) altında aşağıdaki koşullar altında muhafaza edildi: Arivoli ve diğerleri tarafından tanımlandığı gibi. Yumurtadan çıktıktan sonra larvalar larva yemi (köpek bisküvisi tozu ve maya 3:1 oranında) ile, yetişkinler ise %10'luk glikoz çözeltisi ile beslendi. Yumurtadan çıkıştan sonraki 3. günden itibaren, yetişkin dişi sivrisineklerin albino sıçanların kanını emmelerine izin verildi. Filtre kağıdını bir bardakta suya batırın ve yumurta bırakma kafesine yerleştirin.
Seçilen bitki örnekleri arasında okaliptüs yaprakları (Myrtaceae), fesleğen (Lamiaceae), nane (Lamiaceae), melaleuca (Myrtaceae) ve soğanlı bitkiler (Amaryllidaceae) bulunmaktadır. Bu örnekler Guwahati'den toplanmış ve Gauhati Üniversitesi Botanik Bölümü tarafından tanımlanmıştır. Toplanan bitki örnekleri (500 g), Clevenger cihazı kullanılarak 6 saat boyunca hidrod distillation işlemine tabi tutulmuştur. Elde edilen uçucu yağlar temiz cam şişelere alınmış ve daha sonraki çalışmalar için 4°C'de saklanmıştır.
Larvisidal toksisite, Dünya Sağlık Örgütü'nün standart prosedürlerinin hafifçe değiştirilmiş hali kullanılarak incelenmiştir 67. Emülgatör olarak DMSO kullanılmıştır. Her bir EO konsantrasyonu başlangıçta 100 ve 1000 ppm'de test edilmiş ve her tekrarda 20 larva maruz bırakılmıştır. Sonuçlara dayanarak, bir konsantrasyon aralığı uygulanmış ve ölüm oranı 1 saatten 6 saate kadar (1 saat aralıklarla) ve tedaviden 24, 48 ve 72 saat sonra kaydedilmiştir. Subletal konsantrasyonlar (LC50), 24, 48 ve 72 saatlik maruz kalma sürelerinden sonra belirlenmiştir. Her konsantrasyon, bir negatif kontrol (sadece su) ve bir pozitif kontrol (DMSO ile işlem görmüş su) ile birlikte üçlü olarak test edilmiştir. Eğer pupalaşma meydana gelir ve kontrol grubundaki larvaların %10'undan fazlası ölürse, deney tekrarlanır. Kontrol grubundaki ölüm oranı %5-10 arasında ise, Abbott düzeltme formülü 68 kullanılır.
Ramar ve ark. 69 tarafından tanımlanan yöntem, çözücü olarak aseton kullanılarak Aedes aegypti'ye karşı yetişkin bir biyolojik test için kullanıldı. Her bir uçucu yağ, başlangıçta 100 ve 1000 ppm konsantrasyonlarında yetişkin Aedes aegypti sivrisineklerine karşı test edildi. Hazırlanan her çözeltiden 2 ml, 1 adet Whatman numaralı filtre kağıdına (12 x 15 cm² boyutunda) uygulandı ve asetonun 10 dakika boyunca buharlaşmasına izin verildi. Sadece 2 ml aseton ile işlem görmüş filtre kağıdı kontrol olarak kullanıldı. Aseton buharlaştıktan sonra, işlem görmüş filtre kağıdı ve kontrol filtre kağıdı silindirik bir tüpe (10 cm derinliğinde) yerleştirildi. Her konsantrasyon için üçerli gruplara 3-4 günlük, kan emmemiş on sivrisinek aktarıldı. Ön testlerin sonuçlarına dayanarak, seçilen yağların çeşitli konsantrasyonları test edildi. Sivrisinek salınımından sonra 1 saat, 2 saat, 3 saat, 4 saat, 5 saat, 6 saat, 24 saat, 48 saat ve 72 saat sonra ölüm oranları kaydedildi. 24 saat, 48 saat ve 72 saatlik maruz kalma süreleri için LC50 değerlerini hesaplayın. Kontrol grubunun ölüm oranı %20'yi aşarsa, tüm testi tekrarlayın. Benzer şekilde, kontrol grubundaki ölüm oranı %5'ten fazla ise, Abbott'un formülü68 kullanılarak işlenmiş örnekler için sonuçları düzeltin.
Seçilen uçucu yağların bileşen bileşiklerini analiz etmek için gaz kromatografisi (Agilent 7890A) ve kütle spektrometrisi (Accu TOF GCv, Jeol) kullanıldı. GC cihazı, FID dedektörü ve kılcal kolon (HP5-MS) ile donatılmıştı. Taşıyıcı gaz helyumdu ve akış hızı 1 ml/dk idi. GC programı, Allium sativum için 10:80-1M-8-220-5M-8-270-9M ve Ocimum Sainttum için 10:80-3M-8-200-3M-10-275-1M-5 – 280, nane için 10:80-1M-8-200-5M-8-275-1M-5-280, okaliptüs için 20.60-1M-10-200-3M-30-280 ve kırmızı için 10:60-1M-8-220-5M-8-270-3M değerlerini belirler.
Her bir uçucu yağın ana bileşenleri, GC kromatogramından hesaplanan alan yüzdesi ve kütle spektrometresi sonuçlarına (NIST 70 standart veritabanına referans alınarak) göre tanımlandı.
Her bir uçucu yağdaki iki ana bileşik, GC-MS sonuçlarına göre seçildi ve daha sonraki biyolojik testler için %98-99 saflıkta Sigma-Aldrich'ten satın alındı. Bileşikler, yukarıda açıklandığı gibi Aedes aegypti'ye karşı larva öldürücü ve yetişkin etkinliği açısından test edildi. En yaygın kullanılan sentetik larva öldürücüler olan tamefosat (Sigma Aldrich) ve yetişkin ilacı malathion (Sigma Aldrich), aynı prosedür izlenerek, seçilen uçucu yağ bileşikleriyle etkinliklerini karşılaştırmak için analiz edildi.
Seçilen terpen bileşiklerinin ve terpen bileşiklerinin ticari organofosfatlarla (tilefos ve malathion) birleştirilmesiyle elde edilen ikili karışımlar, her bir aday bileşiğin LC50 dozunun 1:1 oranında karıştırılmasıyla hazırlandı. Hazırlanan kombinasyonlar, yukarıda açıklandığı gibi Aedes aegypti'nin larva ve yetişkin aşamalarında test edildi. Her bir biyolojik test, her kombinasyon için üçer kez ve her kombinasyonda bulunan bireysel bileşikler için de üçer kez tekrarlandı. Hedef böceklerin ölümü 24 saat sonra kaydedildi. Aşağıdaki formülü kullanarak ikili bir karışım için beklenen ölüm oranını hesaplayın.
Burada E, ikili bir kombinasyona, yani (A + B) bağlantısına yanıt olarak Aedes aegypti sivrisineklerinin beklenen ölüm oranıdır.
Her bir ikili karışımın etkisi, Pavla52 tarafından açıklanan yöntemle hesaplanan χ2 değerine göre sinerjik, antagonistik veya etkisiz olarak etiketlendi. Aşağıdaki formülü kullanarak her kombinasyon için χ2 değerini hesaplayın.
Hesaplanan χ² değeri, ilgili serbestlik dereceleri ( %95 güven aralığı) için tablo değerinden büyük olduğunda ve gözlemlenen ölüm oranı beklenen ölüm oranını aştığında, bir kombinasyonun etkisi sinerjik olarak tanımlandı. Benzer şekilde, herhangi bir kombinasyon için hesaplanan χ² değeri, bazı serbestlik derecelerinde tablo değerini aşıyorsa, ancak gözlemlenen ölüm oranı beklenen ölüm oranından düşükse, tedavi antagonistik olarak kabul edilir. Ve herhangi bir kombinasyonda hesaplanan χ² değeri, ilgili serbestlik derecelerinde tablo değerinden küçükse, kombinasyonun etkisiz olduğu kabul edilir.
Üç ila dört potansiyel sinerjik kombinasyon (100 larva ve 50 larvisidal ve yetişkin böcek aktivitesi) çok sayıda böceğe karşı test edilmek üzere seçildi. Yetişkinler için testler yukarıdaki gibi yapıldı. Karışımların yanı sıra, seçilen karışımlarda bulunan bireysel bileşikler de eşit sayıda Aedes aegypti larvası ve yetişkini üzerinde test edildi. Kombinasyon oranı, bir aday bileşiğin LC50 dozunun bir kısmı ve diğer bileşen bileşiğin LC50 dozunun bir kısmıdır. Yetişkin aktivite biyolojik testinde, seçilen bileşikler aseton çözücüsünde çözüldü ve 1300 cm3'lük silindirik plastik bir kapta bulunan filtre kağıdına uygulandı. Aseton 10 dakika boyunca buharlaştırıldı ve yetişkinler serbest bırakıldı. Benzer şekilde, larvisidal biyolojik testte, LC50 aday bileşiklerinin dozları önce eşit hacimlerde DMSO'da çözüldü ve daha sonra 1300 cc'lik plastik kaplarda saklanan 1 litre su ile karıştırıldı ve larvalar serbest bırakıldı.
LC50 değerlerini hesaplamak için SPSS (versiyon 16) ve Minitab yazılımları kullanılarak kaydedilen 71 ölüm verisinin olasılıksal analizi yapıldı.
Yayın tarihi: 01.07.2024