Sentetik pestisitlerin yaygın kullanımı, dirençli organizmaların ortaya çıkması, çevresel bozulma ve insan sağlığına zarar gibi birçok soruna yol açmıştır. Bu nedenle, yeni mikrobiyalpestisitlerİnsan sağlığı ve çevre için güvenli olanlara acilen ihtiyaç duyulmaktadır. Bu çalışmada, Enterobacter cloacae SJ2 tarafından üretilen rhamnolipid biyosürfaktan, sivrisinek (Culex quinquefasciatus) ve termit (Odontotermes obesus) larvalarına karşı toksisiteyi değerlendirmek için kullanılmıştır. Sonuçlar, uygulamalar arasında doz bağımlı bir ölüm oranı olduğunu göstermiştir. Termit ve sivrisinek larva biyosürfaktanları için 48 saatteki LC50 (%50 öldürücü konsantrasyon) değeri, doğrusal olmayan regresyon eğrisi uydurma yöntemi kullanılarak belirlenmiştir. Sonuçlar, biyosürfaktanın larvisidal ve antitermit aktivitesinin 48 saatlik LC50 değerlerinin (%95 güven aralığı) sırasıyla 26,49 mg/L (aralığı 25,40-27,57) ve 33,43 mg/L (aralığı 31,09-35,68) olduğunu göstermiştir. Histopatolojik incelemeye göre, biyosürfaktanlarla tedavi larva ve termitlerin organel dokularında ciddi hasara neden oldu. Bu çalışmanın sonuçları, Enterobacter cloacae SJ2 tarafından üretilen mikrobiyal biyosürfaktanın Cx kontrolü için mükemmel ve potansiyel olarak etkili bir araç olduğunu göstermektedir. quinquefasciatus ve O. obesus.
Tropikal ülkeler çok sayıda sivrisinek kaynaklı hastalık yaşar1. Sivrisinek kaynaklı hastalıkların önemi yaygındır. Her yıl 400.000'den fazla kişi sıtmadan ölür ve bazı büyük şehirler dang humması, sarı humma, chikungunya ve Zika gibi ciddi hastalık salgınları yaşar.2 Vektör kaynaklı hastalıklar dünya çapında altı enfeksiyondan biriyle ilişkilendirilir ve en önemli vakalara sivrisinekler neden olur3 ,4. Culex, Anopheles ve Aedes, hastalık bulaşmasıyla en sık ilişkilendirilen üç sivrisinek cinsidir5. Aedes aegypti sivrisineği tarafından bulaşan bir enfeksiyon olan dang hummasının yaygınlığı son on yılda artmıştır ve önemli bir halk sağlığı tehdidi oluşturmaktadır4,7,8. Dünya Sağlık Örgütü'ne (WHO) göre, dünya nüfusunun %40'ından fazlası dang humması riski altındadır ve her yıl 100'den fazla ülkede 50-100 milyon yeni vaka görülmektedir9,10,11. Dang humması dünya çapında görülme sıklığının artmasıyla birlikte önemli bir halk sağlığı sorunu haline gelmiştir12,13,14. Afrika Anofeli sivrisineği olarak da bilinen Anopheles gambiae, tropikal ve subtropikal bölgelerde insan sıtmasının en önemli vektörüdür15. Batı Nil virüsü, St. Louis ensefaliti, Japon ensefaliti ve at ve kuşların viral enfeksiyonları, genellikle ev sivrisinekleri olarak adlandırılan Culex sivrisinekleri tarafından bulaşır. Ayrıca, bakteriyel ve paraziter hastalıkların da taşıyıcılarıdırlar16. Dünyada 3.000'den fazla termit türü vardır ve bunlar 150 milyon yıldan uzun süredir ortalıkta dolaşmaktadır17. Zararlıların çoğu toprakta yaşar ve selüloz içeren ahşap ve ahşap ürünleriyle beslenir. Hint termiti Odontotermes obesus, önemli ürünlere ve plantasyon ağaçlarına ciddi zarar veren önemli bir zararlıdır18. Tarım alanlarında, çeşitli aşamalardaki termit istilaları çeşitli ürünlere, ağaç türlerine ve yapı malzemelerine muazzam ekonomik zarar verebilir. Termitler insan sağlığı sorunlarına da yol açabilirler19.
Günümüzün ilaç ve tarım alanlarında mikroorganizmalara ve zararlılara karşı direnç sorunu karmaşıktır20,21. Bu nedenle, her iki şirket de yeni uygun maliyetli antimikrobiyaller ve güvenli biyopestisitler aramalıdır. Sentetik pestisitler artık mevcuttur ve bulaşıcı oldukları ve hedef olmayan yararlı böcekleri uzaklaştırdıkları gösterilmiştir22. Son yıllarda, çeşitli endüstrilerdeki uygulamaları nedeniyle biyosürfaktanlar üzerine yapılan araştırmalar genişlemiştir. Biyosürfaktanlar tarımda, toprak ıslahında, petrol çıkarmada, bakteri ve böcek uzaklaştırmada ve gıda işlemede çok yararlı ve hayati öneme sahiptir23,24. Biyosürfaktanlar veya mikrobiyal yüzey aktif maddeler, kıyı habitatlarında ve petrolle kirlenmiş alanlarda bakteri, maya ve mantar gibi mikroorganizmalar tarafından üretilen biyosürfaktan kimyasallarıdır25,26. Kimyasal olarak türetilen yüzey aktif maddeler ve biyosürfaktanlar, doğrudan doğal ortamdan elde edilen iki türdür27. Çeşitli biyosürfaktanlar deniz habitatlarından elde edilir28,29. Bu nedenle, bilim insanları doğal bakterilere dayalı biyosürfaktan üretimi için yeni teknolojiler aramaktadır30,31. Bu tür araştırmalardaki ilerlemeler, bu biyolojik bileşiklerin çevre koruma açısından önemini ortaya koymaktadır32. Bacillus, Pseudomonas, Rhodococcus, Alcaligenes, Corynebacterium ve bu bakteri cinsleri iyi çalışılmış temsilcilerdir23,33.
Çok çeşitli uygulama alanlarına sahip birçok biyosürfaktan türü vardır34. Bu bileşiklerin önemli bir avantajı, bazılarının antibakteriyel, larvisidal ve böcek öldürücü aktiviteye sahip olmasıdır. Bu, tarım, kimya, ilaç ve kozmetik endüstrilerinde kullanılabilecekleri anlamına gelir35,36,37,38. Biyosürfaktanlar genellikle biyolojik olarak parçalanabilir ve çevreye yararlı oldukları için, mahsulleri korumak için entegre zararlı yönetimi programlarında kullanılırlar39. Böylece, Enterobacter cloacae SJ2 tarafından üretilen mikrobiyal biyosürfaktanların larvisidal ve antitermit aktivitesi hakkında temel bilgi edinilmiştir. Farklı konsantrasyonlarda ramnolipid biyosürfaktanlara maruz kaldığında ölüm oranını ve histolojik değişiklikleri inceledik. Ayrıca, mikroalgler, su piresi ve balıklar için akut toksisiteyi belirlemek amacıyla yaygın olarak kullanılan Kantitatif Yapı-Aktivite (QSAR) bilgisayar programı Ekolojik Yapı-Aktivite'yi (ECOSAR) değerlendirdik.
Bu çalışmada, 30 ila 50 mg/ml arasında değişen konsantrasyonlarda (5 mg/ml aralıklarla) saflaştırılmış biyosürfaktanların antitermit aktivitesi (toksisitesi) Hint termitleri, O. obesus ve dördüncü tür )Evaluate'e karşı test edildi. Cx. evre larvaları. Sivrisinek quinquefasciatus larvaları. O. obesus ve Cx. C. solanacearum'a karşı 48 saat boyunca biyosürfaktan LC50 konsantrasyonları. Sivrisinek larvaları doğrusal olmayan regresyon eğrisi uydurma yöntemi kullanılarak belirlendi. Sonuçlar termit ölüm oranının artan biyosürfaktan konsantrasyonuyla arttığını gösterdi. Sonuçlar, biyosürfaktanın larvisidal aktiviteye (Şekil 1) ve anti-termit aktiviteye (Şekil 2) sahip olduğunu, 48 saatlik LC50 değerlerinin (95% CI) sırasıyla 26,49 mg/L (25,40 ila 27,57) ve 33,43 mg/L (Şekil 31,09 ila 35,68) olduğunu gösterdi (Tablo 1). Akut toksisite (48 saat) açısından, biyosürfaktan test edilen organizmalar için “zararlı” olarak sınıflandırılmıştır. Bu çalışmada üretilen biyosürfaktan, maruziyetten 24-48 saat içinde %100 ölüm oranıyla mükemmel larvisidal aktivite göstermiştir.
Larvisit aktivitesi için LC50 değerini hesaplayın. Doğrusal olmayan regresyon eğrisi uydurma (kesikli çizgi) ve bağıl ölüm oranı (%) için %95 güven aralığı (gölgeli alan).
Anti-termit aktivitesi için LC50 değerini hesaplayın. Doğrusal olmayan regresyon eğrisi uydurma (kesikli çizgi) ve bağıl ölüm oranı (%) için %95 güven aralığı (gölgeli alan).
Deneyin sonunda mikroskop altında morfolojik değişiklikler ve anomaliler gözlendi. Morfolojik değişiklikler kontrol ve tedavi edilen gruplarda 40x büyütmede gözlendi. Şekil 3'te gösterildiği gibi, biyosürfaktanlarla tedavi edilen larvaların çoğunda büyüme bozukluğu meydana geldi. Şekil 3a normal bir Cx. quinquefasciatus'u, Şekil 3b ise anormal bir Cx. Causes'u beş nematod larvasını göstermektedir.
Subletal (LC50) dozdaki biyosürfaktanların Culex quinquefasciatus larvalarının gelişimi üzerindeki etkisi. Işık mikroskobu görüntüsü (a) 40x büyütmede normal bir Cx. quinquefasciatus (b) Anormal Cx. Beş nematod larvasına neden olur.
Mevcut çalışmada, tedavi edilen larvaların (Şekil 4) ve termitlerin (Şekil 5) histolojik incelemesi, karın bölgesinde azalma ve kaslarda, epitel tabakalarında ve deride hasar dahil olmak üzere çeşitli anormallikleri ortaya koydu. orta bağırsak. Histoloji, bu çalışmada kullanılan biyosürfaktanın inhibe edici aktivitesinin mekanizmasını ortaya koydu.
Normal tedavi edilmemiş 4. instar Cx larvalarının histopatolojisi. quinquefasciatus larvaları (kontrol: (a,b)) ve biyosürfaktan ile tedavi edilen (tedavi: (c,d)). Oklar tedavi edilen intestinal epitel (epi), çekirdekler (n) ve kası (mu) göstermektedir. Çubuk = 50 µm.
Normal tedavi edilmemiş O. obesus'un (kontrol: (a,b)) ve biyosürfaktanla tedavi edilen (tedavi: (c,d)) histopatolojisi. Oklar sırasıyla bağırsak epitelini (epi) ve kası (mu) göstermektedir. Çubuk = 50 µm.
Bu çalışmada, ECOSAR, ramnolipid biyosürfaktan ürünlerinin birincil üreticiler (yeşil algler), birincil tüketiciler (su pireleri) ve ikincil tüketiciler (balıklar) üzerindeki akut toksisitesini tahmin etmek için kullanılmıştır. Bu program, moleküler yapıya dayalı toksisiteyi değerlendirmek için gelişmiş niceliksel yapı-aktivite bileşik modelleri kullanır. Model, maddelerin sucul türler üzerindeki akut ve uzun vadeli toksisitesini hesaplamak için yapı-aktivite (SAR) yazılımını kullanır. Özellikle, Tablo 2, birkaç tür için tahmini ortalama öldürücü konsantrasyonları (LC50) ve ortalama etkili konsantrasyonları (EC50) özetlemektedir. Şüpheli toksisite, Kimyasalların Sınıflandırılması ve Etiketlenmesine İlişkin Küresel Uyumlu Sistem kullanılarak dört seviyeye kategorize edilmiştir (Tablo 3).
Vektör kaynaklı hastalıkların, özellikle sivrisinek ve Aedes sivrisineklerinin suşlarının kontrolü. Mısırlılar, şimdi zor iş 40,41,42,43,44,45,46. Piretroidler ve organofosfatlar gibi bazı kimyasal olarak mevcut pestisitler bir nebze faydalı olsa da, diyabet, üreme bozuklukları, nörolojik bozukluklar, kanser ve solunum yolu hastalıkları dahil olmak üzere insan sağlığı için önemli riskler oluştururlar. Dahası, zamanla, bu böcekler bunlara karşı dirençli hale gelebilir13,43,48. Bu nedenle, etkili ve çevre dostu biyolojik kontrol önlemleri sivrisinek kontrolünde daha popüler bir yöntem haline gelecektir49,50. Benelli51 sivrisinek vektörlerinin erken kontrolünün kentsel alanlarda daha etkili olacağını öne sürdü, ancak kırsal alanlarda larvisit kullanımını önermediler52. Tom ve diğerleri53 ayrıca sivrisinekleri olgunlaşmamış aşamalarında kontrol etmenin, kontrol ajanlarına karşı daha hassas oldukları için güvenli ve basit bir strateji olacağını öne sürdüler54 .
Güçlü bir suş (Enterobacter cloacae SJ2) tarafından biyosürfaktan üretimi tutarlı ve ümit verici bir etkinlik gösterdi. Önceki çalışmamız, Enterobacter cloacae SJ2'nin fizikokimyasal parametreler kullanarak biyosürfaktan üretimini optimize ettiğini bildirdi26. Çalışmalarına göre, potansiyel bir E. cloacae izolatı tarafından biyosürfaktan üretimi için optimum koşullar 36 saat inkübasyon, 150 rpm'de çalkalama, pH 7.5, 37 °C, tuzluluk 1 ppt, karbon kaynağı olarak %2 glikoz, %1 mayaydı. Ekstrakt, 2.61 g/L biyosürfaktan elde etmek için bir azot kaynağı olarak kullanıldı. Ayrıca, biyosürfaktanlar TLC, FTIR ve MALDI-TOF-MS kullanılarak karakterize edildi. Bu, ramnolipidin bir biyosürfaktan olduğunu doğruladı. Glikolipid biyosürfaktanlar, diğer biyosürfaktan türlerinin en yoğun şekilde çalışılan sınıfıdır55. Bunlar karbonhidrat ve lipit parçalarından, esas olarak yağ asidi zincirlerinden oluşur. Glikolipidler arasında başlıca temsilciler ramnolipid ve soforolipiddir56. Ramnolipidler, mono- veya di-β-hidroksidekanoik aside bağlı iki ramnoz kısmı içerir 57 . Ramnolipidlerin tıbbi ve farmasötik endüstrilerde kullanımı iyi bilinmektedir 58 , ayrıca son zamanlarda pestisit olarak da kullanılmaktadır 59 .
Biyosürfaktanın solunum sifonunun hidrofobik bölgesiyle etkileşimi, suyun stoma boşluğundan geçmesine izin vererek larvaların su ortamıyla temasını artırır. Biyosürfaktanların varlığı, uzunluğu yüzeye yakın olan trakeayı da etkiler ve bu da larvaların yüzeye sürünerek nefes almasını kolaylaştırır. Sonuç olarak, suyun yüzey gerilimi azalır. Larvalar su yüzeyine tutunamadığı için tankın dibine düşer, hidrostatik basıncı bozar, bu da aşırı enerji harcanmasına ve boğularak ölmeye neden olur38,60. Benzer sonuçlar Ghribi61 tarafından elde edildi; burada Bacillus subtilis tarafından üretilen bir biyosürfaktan, Ephestia kuehniella'ya karşı larvisit aktivite gösterdi. Benzer şekilde, Cx. Das ve Mukherjee23'ün larvisit aktivitesi de siklik lipopeptitlerin quinquefasciatus larvaları üzerindeki etkisini değerlendirdi.
Bu çalışmanın sonuçları, rhamnolipid biyosürfaktanların Cx.'e karşı larvisidal aktivitesini ilgilendirmektedir. Quinquefasciatus sivrisineklerinin öldürülmesi, daha önce yayınlanmış sonuçlarla tutarlıdır. Örneğin, Bacillus cinsinin çeşitli bakterileri tarafından üretilen surfaktin bazlı biyosürfaktanlar kullanılmıştır. ve Pseudomonas spp. Bazı erken raporlar64,65,66 Bacillus subtilis23'ten lipopeptit biyosürfaktanların larval öldürücü aktivitesini bildirmiştir. Deepali vd.63 Stenotropomonas maltophilia'dan izole edilen rhamnolipid biyosürfaktanın 10 mg/L konsantrasyonda güçlü larvisidal aktiviteye sahip olduğunu bulmuştur. Silva vd.67 rhamnolipid biyosürfaktanın Ae'ye karşı 1 g/L konsantrasyonda larvisidal aktivitesini bildirmiştir. Aedes aegypti. Kanakdande vd. 68, Bacillus subtilis tarafından üretilen lipopeptit biyosürfaktanların, Okaliptüs'ün lipofilik fraksiyonu ile Culex larvalarında ve termitlerde genel ölüm oranına neden olduğunu bildirdi. Benzer şekilde, Masendra ve diğerleri 69, işçi karınca (Cryptotermes cynocephalus Light.) ölüm oranını, E. ham özütünün lipofilik n-hekzan ve EtOAc fraksiyonlarında %61,7 olarak bildirdi.
Parthipan ve arkadaşları 70, Bacillus subtilis A1 ve Pseudomonas stutzeri NA3 tarafından üretilen lipopeptit biyosürfaktanların, sıtma paraziti Plasmodium'un vektörü olan Anopheles Stephensi'ye karşı insektisit kullanımını bildirdiler. Larva ve pupaların farklı biyosürfaktan konsantrasyonlarıyla tedavi edildiğinde daha uzun süre hayatta kaldıklarını, daha kısa yumurtlama dönemlerine sahip olduklarını, steril olduklarını ve daha kısa yaşam sürelerine sahip olduklarını gözlemlediler. B. subtilis biyosürfaktan A1'in gözlenen LC50 değerleri, farklı larval durumlar (yani larva I, II, III, IV ve pupa aşaması) için sırasıyla 3.58, 4.92, 5.37, 7.10 ve 7.99 mg/L idi. Karşılaştırıldığında, Pseudomonas stutzeri NA3'ün larval evre I-IV ve pupa evreleri için biyosürfaktanlar sırasıyla 2,61, 3,68, 4,48, 5,55 ve 6,99 mg/L idi. Hayatta kalan larva ve pupaların gecikmiş fenolojisinin, insektisit uygulamalarının neden olduğu önemli fizyolojik ve metabolik bozuklukların sonucu olduğu düşünülmektedir71.
Wickerhamomyces anomalus suşu CCMA 0358, Aedes sivrisineklerine karşı %100 larvisit aktivitesi olan bir biyosürfaktan üretir. aegypti 24 saatlik aralık 38, Silva ve arkadaşları tarafından bildirilenden daha yüksekti. Ayçiçeği yağını karbon kaynağı olarak kullanarak Pseudomonas aeruginosa'dan üretilen bir biyosürfaktanın 48 saat içinde larvaların %100'ünü öldürdüğü gösterilmiştir 67. Abinaya ve arkadaşları72 ve Pradhan ve arkadaşları73 ayrıca Bacillus cinsinin çeşitli izolatları tarafından üretilen yüzey aktif maddelerin larvisit veya insektisit etkilerini göstermiştir. Senthil-Nathan ve arkadaşları tarafından daha önce yayınlanan bir çalışma, bitki lagünlerine maruz kalan sivrisinek larvalarının %100'ünün ölme olasılığının yüksek olduğunu bulmuştur. 74.
Böcek biyolojisi üzerinde böcek öldürücülerin subletal etkilerinin değerlendirilmesi, entegre zararlı yönetimi programları için kritik öneme sahiptir çünkü subletal dozlar/konsantrasyonlar böcekleri öldürmez ancak biyolojik özellikleri bozarak gelecek nesillerde böcek popülasyonlarını azaltabilir10. Siqueira ve arkadaşları 75, 50 ila 300 mg/ml arasında değişen çeşitli konsantrasyonlarda test edildiğinde rhamnolipid biyosürfaktanın (300 mg/ml) tam larvisit aktivitesini (%100 ölüm oranı) gözlemlediler. Aedes aegypti suşlarının larva evresi. Ölüm süresi ve subletal konsantrasyonların larval hayatta kalma ve yüzme aktivitesi üzerindeki etkilerini analiz ettiler. Ek olarak, subletal biyosürfaktan konsantrasyonlarına (örneğin, 50 mg/mL ve 100 mg/mL) 24-48 saat maruz kaldıktan sonra yüzme hızında bir düşüş gözlemlediler. Umut vadeden subletal rollere sahip zehirlerin, maruz kalan zararlılara çoklu hasar vermede daha etkili olduğu düşünülmektedir76.
Sonuçlarımızın histolojik gözlemleri, Enterobacter cloacae SJ2 tarafından üretilen biyosürfaktanların sivrisinek (Cx. quinquefasciatus) ve termit (O. obesus) larvalarının dokularını önemli ölçüde değiştirdiğini göstermektedir. Benzer anomaliler An. gambiaes.s ve An. arabica'da fesleğen yağı preparatları tarafından meydana getirilmiştir ve Ochola77 tarafından tanımlanmıştır. Kamaraj ve arkadaşları78 de An. Stephanie'nin larvaları altın nanopartiküllerine maruz bırakılmıştır. Vasantha-Srinivasan ve arkadaşları79 da çoban çantası uçucu yağının Aedes albopictus'un odasına ve epitel katmanlarına ciddi şekilde zarar verdiğini bildirmiştir. Aedes aegypti. Raghavendran ve arkadaşları sivrisinek larvalarının yerel bir Penicillium mantarının 500 mg/ml miselyum özütü ile tedavi edildiğini bildirmiştir. Ae ciddi histolojik hasar göstermektedir. aegypti ve Cx. Ölüm oranı 80. Daha önce, Abinaya ve arkadaşları. An'ın dördüncü instar larvaları incelendi. Stephensi ve Ae. aegypti, B. licheniformis ekzopolisakkaritleriyle tedavi edilen Aedes aegypti'de gastrik kör bağırsak, kas atrofisi, sinir kordonu ganglionlarının hasarı ve düzensizliği dahil olmak üzere çok sayıda histolojik değişiklik buldu72. Raghavendran ve arkadaşlarına göre, P. daleae miselyum özütüyle tedaviden sonra, test edilen sivrisineklerin (4. instar larvaları) orta bağırsak hücreleri bağırsak lümeninin şişmesi, hücreler arası içeriklerde azalma ve nükleer dejenerasyon gösterdi81. Aynı histolojik değişiklikler, ekinezya yaprağı özütüyle tedavi edilen sivrisinek larvalarında da gözlendi ve bu da tedavi edilen bileşiklerin böcek öldürücü potansiyelini gösteriyor50.
ECOSAR yazılımının kullanımı uluslararası alanda tanınmıştır82. Güncel araştırmalar, ECOSAR biyosürfaktanlarının mikroalglere (C. vulgaris), balıklara ve su pirelerine (D. magna) karşı akut toksisitesinin Birleşmiş Milletler tarafından tanımlanan "toksisite" kategorisine girdiğini ileri sürmektedir83. ECOSAR ekotoksisite modeli, maddelerin akut ve uzun vadeli toksisitesini tahmin etmek için SAR ve QSAR'ı kullanır ve genellikle organik kirleticilerin toksisitesini tahmin etmek için kullanılır82,84.
Bu çalışmada kullanılan paraformaldehit, sodyum fosfat tamponu (pH 7,4) ve diğer tüm kimyasallar Hindistan'daki HiMedia Laboratuvarları'ndan satın alındı.
Biyosürfaktan üretimi, tek karbon kaynağı olarak %1 ham petrol ile desteklenmiş 200 mL steril Bushnell Haas ortamı içeren 500 mL Erlenmeyer şişelerinde gerçekleştirildi. Enterobacter cloacae SJ2'nin (1,4 × 104 CFU/ml) bir ön kültürü aşılandı ve 7 gün boyunca 37 °C'de, 200 rpm'de bir orbital çalkalayıcıda kültüre edildi. İnkübasyon süresinden sonra, biyosürfaktan, kültür ortamının 4 °C'de 20 dakika boyunca 3400 × g'de santrifüj edilmesiyle çıkarıldı ve elde edilen üstteki sıvı tarama amaçları için kullanıldı. Biyosürfaktanların optimizasyon prosedürleri ve karakterizasyonu önceki çalışmamızdan26 uyarlanmıştır.
Culex quinquefasciatus larvaları Deniz Biyolojisi İleri Çalışma Merkezi'nden (CAS), Palanchipetai, Tamil Nadu (Hindistan)'dan elde edildi. Larvalar 27 ± 2°C'de deiyonize su ve 12:12 (aydınlık:karanlık) fotoperiyotla dolu plastik kaplarda yetiştirildi. Sivrisinek larvalarına %10'luk glikoz solüsyonu verildi.
Culex quinquefasciatus larvaları açık ve korumasız septik tanklarda bulunmuştur. Larvaları laboratuvarda tanımlamak ve kültürlemek için standart sınıflandırma yönergelerini kullanın85. Larva öldürücü denemeler Dünya Sağlık Örgütü'nün önerilerine uygun olarak gerçekleştirildi86. SH. Quinquefasciatus'un dördüncü instar larvaları, kapasitelerinin üçte ikisi kadar hava boşluğu bulunan 25 ml ve 50 ml'lik gruplar halinde kapalı tüplere toplandı. Her tüpe ayrı ayrı biyosürfaktan (0-50 mg/ml) eklendi ve 25 °C'de saklandı. Kontrol tüpünde sadece damıtılmış su kullanıldı (50 ml). Ölü larvalar, kuluçka süresi boyunca (12-48 saat) yüzme belirtisi göstermeyenler olarak kabul edildi87. Larval ölüm yüzdesini aşağıdaki denklemi kullanarak hesaplayın. (1)88.
Odontotermitidae familyası, Tarım Kampüsü'ndeki (Annamalai Üniversitesi, Hindistan) çürüyen kütüklerde bulunan Hint termiti Odontotermes obesus'u içerir. Zararlı olup olmadığını belirlemek için bu biyosürfaktanı (0–50 mg/ml) normal prosedürleri kullanarak test edin. 30 dakika laminer hava akımında kurutulduktan sonra, her bir Whatman kağıdı şeridi 30, 40 veya 50 mg/ml konsantrasyonunda biyosürfaktan ile kaplandı. Önceden kaplanmış ve kaplanmamış kağıt şeritleri bir Petri kabının ortasında test edildi ve karşılaştırıldı. Her petri kabı yaklaşık otuz aktif termit O. obesus içerir. Kontrol ve test termitlerine yiyecek kaynağı olarak ıslak kağıt verildi. Tüm plakalar kuluçka süresi boyunca oda sıcaklığında tutuldu. Termitler 12, 24, 36 ve 48 saat sonra öldü89,90. Daha sonra Denklem 1, farklı biyosürfaktan konsantrasyonlarında termit ölüm yüzdesini tahmin etmek için kullanıldı. (2).
Örnekler buz üzerinde tutuldu ve 100 ml 0,1 M sodyum fosfat tamponu (pH 7,4) içeren mikrotüplere paketlendi ve daha fazla analiz için Rajiv Gandhi Su Ürünleri Yetiştiriciliği Merkezi'nin (RGCA) Merkezi Su Ürünleri Yetiştiriciliği Patoloji Laboratuvarı'na (CAPL) gönderildi. Histoloji Laboratuvarı, Sirkali, Mayiladuthurai. District, Tamil Nadu, Hindistan. Örnekler hemen 48 saat boyunca 37°C'de %4 paraformaldehit içinde fiksasyona tabi tutuldu.
Sabitleme fazından sonra, malzeme 0,1 M sodyum fosfat tamponuyla (pH 7,4) üç kez yıkandı, etanolde kademeli olarak dehidrate edildi ve 7 gün boyunca LEICA reçinesine batırıldı. Daha sonra madde reçine ve polimerizatörle doldurulmuş plastik bir kalıba yerleştirilir ve daha sonra maddeyi içeren blok tamamen polimerize olana kadar 37°C'ye ısıtılmış bir fırına yerleştirilir.
Polimerizasyondan sonra, bloklar LEICA RM2235 mikrotom (Rankin Biomedical Corporation 10,399 Enterprise Dr. Davisburg, MI 48,350, ABD) kullanılarak 3 mm kalınlığında kesildi. Kesitler, slayt başına altı kesit olacak şekilde slaytlar üzerinde gruplandırıldı. Slaytlar oda sıcaklığında kurutuldu, ardından 7 dakika hematoksilin ile boyandı ve 4 dakika akan su ile yıkandı. Ayrıca, eozin solüsyonunu cilde 5 dakika uygulayın ve 5 dakika akan su ile durulayın.
Akut toksisite, farklı tropikal seviyelerden su organizmaları kullanılarak tahmin edildi: 96 saatlik balık LC50, 48 saatlik D. magna LC50 ve 96 saatlik yeşil alg EC50. Rhamnolipid biyosürfaktanların balık ve yeşil alglere olan toksisitesi, ABD Çevre Koruma Ajansı tarafından geliştirilen Windows için ECOSAR yazılım sürümü 2.2 kullanılarak değerlendirildi. (Çevrimiçi olarak https://www.epa.gov/tsca-screening-tools/ecological-struct-activity-relationships-ecosar-predictive-model adresinden erişilebilir).
Larvisidal ve antitermit aktivitesi için tüm testler üç kez gerçekleştirildi. Larval ve termit ölüm oranı verilerinin doğrusal olmayan regresyonu (doz-tepki değişkenlerinin logaritması) %95 güven aralığıyla medyan öldürücü konsantrasyonu (LC50) hesaplamak için yapıldı ve konsantrasyon-tepki eğrileri Prism® (sürüm 8.0, GraphPad Software) Inc., ABD) 84, 91 kullanılarak oluşturuldu.
Mevcut çalışma, Enterobacter cloacae SJ2 tarafından üretilen mikrobiyal biyosürfaktanların sivrisinek larvisid ve antitermit ajanları olarak potansiyelini ortaya koymaktadır ve bu çalışma larvisid ve antitermit etki mekanizmalarının daha iyi anlaşılmasına katkıda bulunacaktır. Biyosürfaktanlarla tedavi edilen larvaların histolojik çalışmaları, sindirim sistemi, orta bağırsak, serebral kortekste hasar ve bağırsak epitel hücrelerinin hiperplazisini göstermiştir. Sonuçlar: Enterobacter cloacae SJ2 tarafından üretilen rhamnolipid biyosürfaktanın antitermit ve larvisid aktivitesinin toksikolojik değerlendirmesi, bu izolatın sivrisineklerin (Cx quinquefasciatus) ve termitlerin (O. obesus) vektör kaynaklı hastalıklarının kontrolü için potansiyel bir biyopestisit olduğunu ortaya koymuştur. Biyosürfaktanların altta yatan çevresel toksisitesini ve potansiyel çevresel etkilerini anlamaya ihtiyaç vardır. Bu çalışma, biyosürfaktanların çevresel riskini değerlendirmek için bilimsel bir temel sunmaktadır.
Gönderi zamanı: 09-04-2024