Sentetik pestisitlerin yaygın kullanımı, dirençli organizmaların ortaya çıkması, çevresel bozulma ve insan sağlığına zarar verme gibi birçok soruna yol açmıştır. Bu nedenle, yeni mikrobiyalpestisitlerİnsan sağlığı ve çevre için güvenli olanlara acilen ihtiyaç vardır. 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 letal konsantrasyon) değeri, doğrusal olmayan regresyon eğrisi uydurma yöntemi kullanılarak belirlenmiştir. Sonuçlar, biyosürfaktanın larvisit 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 yapılan tedavi larva ve termitlerin organel dokularında ciddi hasara yol açmıştır. 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 hastalıkla karşı karşıyadır1. Sivrisinek kaynaklı hastalıkların önemi yaygındır. Her yıl 400.000'den fazla kişi sıtmadan ölmektedir ve bazı büyük şehirler dang humması, sarı humma, chikungunya ve Zika gibi ciddi hastalık salgınları yaşamaktadır.2 Vektör kaynaklı hastalıklar dünya çapında her altı enfeksiyondan biriyle ilişkilendirilmekte olup, en önemli vakalara sivrisinekler neden olmaktadır3,4. 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 artmış 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 meydana gelmektedir9,10,11. Dang humması dünya çapında görülme sıklığının artmasıyla önemli bir halk sağlığı sorunu haline gelmiştir12,13,14. Afrika Anofeli sivrisineği olarak bilinen Anopheles gambiae, tropikal ve subtropikal bölgelerde insan sıtmasının en önemli vektörüdür15. Batı Nil virüsü, St. Louis ensefaliti, Japon ensefaliti ve atların ve kuşların viral enfeksiyonları, genellikle ev sivrisinekleri olarak adlandırılan Culex sivrisinekleri tarafından bulaşır. Ayrıca, bakteriyel ve parazitik hastalıkların da taşıyıcılarıdırlar16. Dünyada 3.000'den fazla termit türü vardır ve bunlar 150 milyon yıldan uzun süredir ortalıkta dolaşmaktadır17. Çoğu zararlı 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 mikroorganizma ve zararlılara karşı direnç sorunu karmaşıktır20,21. Bu nedenle, her iki şirket de yeni, uygun maliyetli antimikrobiyaller ve güvenli biyopestisitler aramalıdır. Sentetik pestisitler artık piyasada mevcuttur ve bulaşıcı oldukları ve hedef dışı faydalı böcekleri uzaklaştırdıkları gösterilmiştir22. Son yıllarda, çeşitli endüstrilerdeki uygulamaları nedeniyle biyosürfaktanlar üzerine araştırmalar genişlemiştir. Biyosürfaktanlar tarım, toprak ıslahı, petrol çıkarımı, bakteri ve böcek giderimi ve gıda işlemede çok faydalı 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 edilmektedir28,29. 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.
Geniş uygulama alanına sahip birçok biyosürfaktan türü bulunmaktadır34. Bu bileşiklerin önemli bir avantajı, bazılarının antibakteriyel, larvisit ve insektisit 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 amacıyla entegre zararlı yönetimi programlarında kullanılırlar39. Böylece, Enterobacter cloacae SJ2 tarafından üretilen mikrobiyal biyosürfaktanların larvisit ve antitermit aktivitesi hakkında temel bilgiler edinilmiştir. Farklı ramnolipid biyosürfaktan konsantrasyonlarına maruz bırakıldığında mortalite 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 türe karşı test edilmiştir. (Değerlendirin. Cx. evre larvaları. Quinquefasciatus sivrisineklerinin larvaları. O. obesus ve Cx. C. solanacearum'a karşı 48 saatlik biyosürfaktan LC50 konsantrasyonları. Sivrisinek larvaları, doğrusal olmayan regresyon eğrisi uydurma yöntemi kullanılarak tanımlanmıştır. Sonuçlar, termit ölüm oranının artan biyosürfaktan konsantrasyonuyla arttığını göstermiştir. 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 göstermiştir (Tablo 1). Akut toksisite (48 saat) açısından, biyosürfaktan test edilen organizmalar için "zararlı" olarak sınıflandırılmıştır. Bu çalışmada üretilen biyosürfaktan, 24-48 saat maruziyetten sonra %100 ölüm oranıyla mükemmel larvisidal aktivite göstermiştir.
Larvisit aktivitesi için LC50 değerini hesaplayın. Doğrusal olmayan regresyon eğrisi uydurma (kesikli çizgi) ve göreli ölüm oranı (%) için %95 güven aralığı (gölgeli alan).
Termit karşıtı aktivite için LC50 değerini hesaplayın. Doğrusal olmayan regresyon eğrisi uydurma (kesikli çizgi) ve göreli ölüm oranı (%) için %95 güven aralığı (gölgeli alan).
Deneyin sonunda, mikroskop altında morfolojik değişiklikler ve anomaliler gözlendi. Kontrol ve tedavi gruplarında 40x büyütmede morfolojik değişiklikler gözlendi. Şekil 3'te görüldüğü gibi, biyosürfaktanlarla tedavi edilen larvaların çoğunda büyüme bozukluğu meydana geldi. Şekil 3a normal bir Cx. quinquefasciatus'u, Şekil 3b ise anormal bir Cx. quinquefasciatus'u göstermektedir. Beş nematod larvasına neden olur.
Subletal (LC50) dozda biyosürfaktanların Culex quinquefasciatus larvalarının gelişimi üzerindeki etkisi. Normal bir Cx'in 40x büyütmede ışık mikroskobu görüntüsü (a). quinquefasciatus (b) Anormal Cx. Beş nematod larvasına neden olur.
Mevcut çalışmada, tedavi edilen larvaların (Şekil 4) ve termitlerin (Şekil 5) histolojik incelemesinde, karın bölgesinde küçülme ve kaslarda, epitel tabakalarında ve deride hasar gibi çeşitli anormallikler ortaya çıkarıldı. Orta bağırsak. Histoloji, bu çalışmada kullanılan biyosürfaktanın inhibe edici aktivitesinin mekanizmasını ortaya koydu.
Normal, tedavi edilmemiş 4. evre Cx larvalarının histopatolojisi. quinquefasciatus larvaları (kontrol: (a,b)) ve biyosürfaktan ile tedavi edilmiş (tedavi: (c,d)). Oklar, tedavi edilmiş bağırsak epitelini (epi), çekirdekleri (n) ve kası (mu) göstermektedir. Çubuk = 50 µm.
Tedavi edilmemiş normal 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, toksisiteyi moleküler yapıya dayalı olarak değerlendirmek için gelişmiş nicel yapı-aktivite bileşik modelleri kullanır. Model, maddelerin sucul türler üzerindeki akut ve uzun vadeli toksisitesini hesaplamak için yapı-aktivite (SAR) yazılımını kullanır. Tablo 2, çeşitli türler için tahmini ortalama öldürücü konsantrasyonları (LC50) ve ortalama etkili konsantrasyonları (EC50) özetlemektedir. Şüpheli toksisite, Kimyasalların Sınıflandırılması ve Etiketlenmesine İlişkin Küresel Uyumlaştırılmış Sistem (Tablo 3) kullanılarak dört seviyeye ayrılmıştır.
Vektör kaynaklı hastalıkların, özellikle sivrisinek ve Aedes sivrisineklerinin suşlarının kontrolü. Mısırlılar için şimdi zor bir iş 40,41,42,43,44,45,46. Piretroidler ve organofosfatlar gibi bazı kimyasal olarak mevcut pestisitler bir miktar yararlı 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 direnç kazanabilir13,43,48. 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 sürdüler ancak kırsal alanlarda larvisit kullanımını önermediler52. Tom ve arkadaşları53 ayrıca sivrisineklerin olgunlaşmamış aşamalarında kontrol edilmesinin, 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 göstermiştir. Önceki çalışmamız, Enterobacter cloacae SJ2'nin fizikokimyasal parametreler kullanarak biyosürfaktan üretimini optimize ettiğini bildirmiştir26. Çalışmalarına göre, potansiyel bir E. cloacae izolatı ile 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 maya olmuştur. Ekstrakt, 2,61 g/L biyosürfaktan elde etmek için azot kaynağı olarak kullanılmıştır. Ayrıca, biyosürfaktanlar TLC, FTIR ve MALDI-TOF-MS kullanılarak karakterize edilmiştir. Bu, ramnolipidin bir biyosürfaktan olduğunu doğrulamıştır. Glikolipid biyosürfaktanlar, diğer biyosürfaktan türlerinin en yoğun olarak incelenen sınıfıdır55. Karbonhidrat ve lipit parçalarından, özellikle de yağ asidi zincirlerinden oluşurlar. Glikolipidler arasında başlıca temsilciler ramnolipid ve soforolipiddir56. Ramnolipidler, mono- veya di-β-hidroksidekanoik aside bağlı iki ramnoz grubu içerir57. Ramnolipidlerin tıbbi ve farmasötik endüstrilerde kullanımı iyi bilinmektedir58 ve ayrıca son zamanlarda pestisit olarak da kullanılmaktadır59.
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 çıkıp nefes almasını kolaylaştırır. Sonuç olarak, suyun yüzey gerilimi azalır. Larvalar su yüzeyine tutunamadığı için tankın dibine düşerek hidrostatik basıncı bozar ve aşırı enerji harcamasına ve boğularak ölmelerine neden olur38,60. Benzer sonuçlar Ghribi61 tarafından da elde edilmiş ve Bacillus subtilis tarafından üretilen bir biyosürfaktanın Ephestia kuehniella'ya karşı larvisit etki gösterdiği gözlemlenmiştir. Benzer şekilde, Cx. Das ve Mukherjee23'ün larvisit etkisi de siklik lipopeptitlerin quinquefasciatus larvaları üzerindeki etkisini değerlendirmiştir.
Bu çalışmanın sonuçları, rhamnolipid biyosürfaktanların Cx.'e karşı larvisidal aktivitesiyle ilgilidir. Quinquefasciatus sivrisineklerinin öldürülmesi daha önce yayınlanan sonuçlarla tutarlıdır. Örneğin, Bacillus cinsinin çeşitli bakterileri tarafından üretilen surfaktin bazlı biyosürfaktanlar kullanılır. ve Pseudomonas spp. Bazı erken raporlarda64,65,66 Bacillus subtilis23'ten lipopeptit biyosürfaktanların larva öldürücü aktivitesi bildirilmiştir. Deepali vd.63 Stenotropomonas maltophilia'dan izole edilen rhamnolipid biyosürfaktanın 10 mg/L konsantrasyonda güçlü larvisidal aktiviteye sahip olduğunu bulmuşlardır. Silva vd.67 rhamnolipid biyosürfaktanın 1 g/L konsantrasyonda Ae'ye karşı larvisidal aktivitesini bildirmişlerdir. Aedes aegypti. Kanakdande vd. 68, Bacillus subtilis tarafından üretilen lipopeptit biyosürfaktanların, Okaliptüs'ün lipofilik fraksiyonuyla Culex larvaları ve termitlerde genel ölüm oranına neden olduğunu bildirmiştir. Benzer şekilde, Masendra ve ark. 69, işçi karıncaların (Cryptotermes cynocephalus Light.) E. ham özütünün lipofilik n-hekzan ve EtOAc fraksiyonlarında %61,7 ölüm oranı bildirmiştir.
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 olarak kullanıldığını bildirmişlerdir. Larva ve pupaların farklı biyosürfaktan konsantrasyonlarıyla muamele edildiklerinde daha uzun süre hayatta kaldıklarını, daha kısa yumurtlama dönemlerine sahip olduklarını, steril olduklarını ve daha kısa yaşam sürelerine sahip olduklarını gözlemlemişlerdir. B. subtilis biyosürfaktan A1'in farklı larva aşamaları (yani larva I, II, III, IV ve pupa evreleri) için gözlenen LC50 değerleri sırasıyla 3,58, 4,92, 5,37, 7,10 ve 7,99 mg/L olmuştur. Karşılaştırma yapıldığında, Pseudomonas stutzeri NA3'ün larva evre I-IV ve pupa evrelerindeki biyosürfaktan miktarları sırasıyla 2,61, 3,68, 4,48, 5,55 ve 6,99 mg/L olarak bulunmuştur. Hayatta kalan larva ve pupaların gecikmiş fenolojisinin, insektisit uygulamalarının neden olduğu önemli fizyolojik ve metabolik bozuklukların bir sonucu olduğu düşünülmektedir71.
Wickerhamomyces anomalus suşu CCMA 0358, Aedes sivrisineklerine karşı %100 larvisit etkili bir biyosürfaktan üretir. aegypti 24 saatlik aralığı 38, Silva ve arkadaşları tarafından bildirilenden daha yüksekti. Ayçiçek 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 de 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 insektisitlerin 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 ramnolipid biyosürfaktanın (300 mg/ml) tam larvisit aktivitesini (%100 ölüm oranı) gözlemlediler. Aedes aegypti suşlarının larva evresi. Ölüm süresi ve subletal konsantrasyonların larva hayatta kalması ve yüzme aktivitesi üzerindeki etkilerini analiz ettiler. Ayrıca, subletal konsantrasyonlarda biyosürfaktanlara (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 Ochola77 tarafından tanımlanmıştır. Kamaraj vd.78 de An. Stephanie'nin larvalarında aynı morfolojik anormallikleri tanımlamıştır. Altın nanopartiküllere maruz bırakılan larvalar. Vasantha-Srinivasan vd.79 da çoban çantası esansiyel yağının Aedes albopictus'un odasına ve epitel tabakalarına ciddi şekilde zarar verdiğini bildirmiştir. Aedes aegypti. Raghavendran vd. sivrisinek larvalarına 500 mg/ml lokal Penicillium mantarının miselyum özütü uygulandığını bildirmiştir. Ae ciddi histolojik hasar göstermektedir. aegypti ve Cx. Ölüm oranı %80. Daha önce, Abinaya ve arkadaşları An'ın dördüncü evre larvaları üzerinde çalışmışlardı. Stephensi ve Ae. aegypti, B. licheniformis ekzopolisakkaritleriyle tedavi edilen Aedes aegypti'de gastrik kör bağırsak, kas atrofisi, sinir kordonu ganglionlarının hasarı ve düzensizliği de dahil olmak üzere çok sayıda histolojik değişiklik buldular72. Raghavendran ve arkadaşlarına göre, P. daleae miselyum özütüyle tedaviden sonra, test edilen sivrisineklerin (4. evre larvaları) orta bağırsak hücreleri bağırsak lümeninde şişme, hücreler arası içerikte 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 gösterdi50.
ECOSAR yazılımının kullanımı uluslararası alanda kabul görmüştür82. Güncel araştırmalar, ECOSAR biyosürfaktanlarının mikroalgler (C. vulgaris), balıklar ve su pireleri (D. magna) üzerindeki akut toksisitesinin Birleşmiş Milletler tarafından tanımlanan "toksisite" kategorisine girdiğini göstermektedir83. 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 Laboratories firmasından satın alındı.
Biyosürfaktan üretimi, tek karbon kaynağı olarak %1 ham petrol ile desteklenmiş 200 mL steril Bushnell Haas besiyeri içeren 500 mL'lik Erlenmeyer kaplarında gerçekleştirildi. Enterobacter cloacae SJ2'nin (1,4 × 104 CFU/ml) ön kültürü aşılandı ve 37°C'de, 200 rpm'de 7 gün boyunca orbital çalkalayıcıda kültürlendi. İnkübasyon süresinin ardından, kültür ortamı 3400 × g'de 4°C'de 20 dakika santrifüj edilerek biyosürfaktan ekstrakte edildi ve elde edilen süpernatant tarama amacıyla kullanıldı. Biyosürfaktanların optimizasyon prosedürleri ve karakterizasyonu önceki çalışmamızdan uyarlanmıştır26.
Culex quinquefasciatus larvaları, Tamil Nadu (Hindistan) Palanchipetai'deki Deniz Biyolojisi İleri Araştırmalar Merkezi'nden (CAS) temin edildi. Larvalar, 27 ± 2°C sıcaklıkta ve 12:12 (aydınlık:karanlık) fotoperiyotlu deiyonize suyla dolu plastik kaplarda yetiştirildi. Sivrisinek larvalarına %10'luk glikoz solüsyonu verildi.
Culex quinquefasciatus larvaları açık ve korumasız fosseptik tanklarında bulunmuştur. Larvaları laboratuvarda tanımlamak ve kültürlemek için standart sınıflandırma yönergelerini kullanın85. Larvisit denemeleri Dünya Sağlık Örgütü'nün önerilerine uygun olarak gerçekleştirildi86. SH. Quinquefasciatus'un dördüncü evre larvaları 25 ml ve 50 ml'lik gruplar halinde kapasitelerinin üçte ikisi kadar hava boşluğu bulunan kapalı tüplere toplandı. Her tüpe ayrı ayrı biyosürfaktan (0-50 mg/ml) eklendi ve 25 °C'de saklandı. Kontrol tüpünde sadece damıtılmış su (50 ml) kullanıldı. 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 prosedürler kullanarak test edin. Laminar hava akımında 30 dakika 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 kaplar 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 saklandı ve 100 ml 0,1 M sodyum fosfat tamponu (pH 7,4) içeren mikrotüplere konularak, daha ileri analiz için Hindistan, Tamil Nadu, Mayiladuthurai Bölgesi, Sirkali'deki Histoloji Laboratuvarı'na (CAPL) gönderildi. Örnekler, 37°C'de 48 saat boyunca %4 paraformaldehit içinde hemen fiksasyona tabi tutuldu.
Fiksasyon fazının ardından, malzeme 0,1 M sodyum fosfat tamponu (pH 7,4) ile 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 yerleştirildi ve ardından maddeyi içeren blok tamamen polimerize olana kadar 37°C'ye ısıtılmış bir fırına yerleştirildi.
Polimerizasyondan sonra, bloklar LEICA RM2235 mikrotom (Rankin Biomedical Corporation 10,399 Enterprise Dr. Davisburg, MI 48,350, ABD) kullanılarak 3 mm kalınlığında kesildi. Kesitler, her biri altı kesit olacak şekilde lamlar üzerinde gruplandırıldı. Lamlar oda sıcaklığında kurutuldu, ardından 7 dakika hematoksilen ile boyandı ve 4 dakika akan su altında yıkandı. Ayrıca, eozin solüsyonu cilde 5 dakika uygulandı ve 5 dakika akan su altında durulandı.
Akut toksisite, farklı tropikal seviyelerdeki su organizmaları kullanılarak tahmin edilmiştir: 96 saatlik balık LC50, 48 saatlik D. magna LC50 ve 96 saatlik yeşil alg EC50. Rhamnolipid biyosürfaktanların balık ve yeşil algler üzerindeki toksisitesi, ABD Çevre Koruma Ajansı tarafından geliştirilen Windows için ECOSAR yazılımının 2.2 sürümü kullanılarak değerlendirilmiştir. (https://www.epa.gov/tsca-screening-tools/ecological-struct-activity-relationships-ecosar-predictive-model adresinden çevrimiçi olarak erişilebilir).
Larvisit ve antitermit aktivitesine yönelik tüm testler üçer kez gerçekleştirildi. Larval ve termit ölüm verilerinin doğrusal olmayan regresyonu (doz-tepki değişkenlerinin logaritması), %95 güven aralığıyla medyan öldürücü konsantrasyonu (LC50) hesaplamak için kullanıldı ve konsantrasyon-tepki eğrileri Prism® (sürüm 8.0, GraphPad Software) Inc., ABD) kullanılarak oluşturuldu (84, 91).
Bu çalışma, Enterobacter cloacae SJ2 tarafından üretilen mikrobiyal biyosürfaktanların sivrisinek larvisit ve antitermit ajanları olarak potansiyelini ortaya koymaktadır ve bu çalışma larvisit 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 ramnolipid biyosürfaktanın antitermit ve larvisit aktivitesinin toksikolojik değerlendirmesi, bu izolatın sivrisineklerin (Cx quinquefasciatus) ve termitlerin (O. obesus) vektör kaynaklı hastalıklarının kontrolü için potansiyel bir biyopestisit olduğunu ortaya koymuştur. Biyosürfaktanların altında yatan çevresel toksisiteyi ve potansiyel çevresel etkilerini anlamaya ihtiyaç vardır. Bu çalışma, biyosürfaktanların çevresel riskini değerlendirmek için bilimsel bir temel sağlamaktadır.
Gönderi zamanı: 09 Nis 2024