Synteettisten torjunta-aineiden laaja käyttö on johtanut moniin ongelmiin, kuten vastustuskykyisten organismien syntymiseen, ympäristön heikkenemiseen ja ihmisten terveyteen kohdistuviin haittoihin.Siksi uusia mikrobien aiheuttamia torjunta-aineita, jotka ovat turvallisia ihmisten terveydelle ja ympäristölle, tarvitaan kiireesti.Tässä tutkimuksessa Enterobacter cloacae SJ2:n tuottamaa ramnolipidibiosurfaktanttia käytettiin arvioimaan myrkyllisyyttä hyttysen (Culex quinquefasciatus) ja termiitin (Odontotermes obesus) toukille.Tulokset osoittivat, että hoitojen välillä oli annoksesta riippuvainen kuolleisuus.LC50-arvo (50 % tappava pitoisuus) 48 tunnin kohdalla termiittien ja hyttysten toukkien biosurfaktanteille määritettiin käyttämällä epälineaarista regressiokäyrän sovitusmenetelmää.Tulokset osoittivat, että biosurfaktantin 48 tunnin LC50-arvot (95 %:n luottamusväli) toukka- ja antitermiittiaktiivisuudessa olivat 26,49 mg/l (vaihteluväli 25,40-27,57) ja 33,43 mg/l (vaihteluväli 31,09-35,68).Histopatologisen tutkimuksen mukaan hoito biosurfaktantilla aiheutti vakavia vaurioita toukkien ja termiittien organellikudoksille.Tämän tutkimuksen tulokset osoittavat, että Enterobacter cloacae SJ2:n tuottama mikrobinen biosurfaktantti on erinomainen ja mahdollisesti tehokas työkalu Cx-kontrolliin.quinquefasciatus ja O. obesus.
Trooppisissa maissa esiintyy suuri määrä hyttysten levittämiä sairauksia1.Hyttysten välittämien tautien merkitys on laajalle levinnyt.Yli 400 000 ihmistä kuolee malariaan vuosittain, ja joissakin suurissa kaupungeissa esiintyy vakavien sairauksien, kuten denguekuumeen, keltakuumeen, chikungunya- ja Zika-epidemioita.2 Vektorivälitteiset sairaudet liittyvät joka kuudes tartunnasta maailmanlaajuisesti, ja hyttyset aiheuttavat eniten. merkittäviä tapauksia3 ,4.Culex, Anopheles ja Aedes ovat kolme hyttyssukua, jotka yleisimmin liittyvät taudin leviämiseen5.Dengue-kuumeen, Aedes aegypti -hyttysen levittämän tartunnan, esiintyvyys on lisääntynyt viimeisen vuosikymmenen aikana ja se on merkittävä kansanterveysuhka4,7,8.Maailman terveysjärjestön (WHO) mukaan yli 40 % maailman väestöstä on vaarassa sairastua denguekuumeeseen, ja 50–100 miljoonaa uutta tapausta todetaan vuosittain yli 100 maassa9, 10, 11.Denguekuumeesta on tullut merkittävä kansanterveysongelma, koska sen esiintyvyys on lisääntynyt maailmanlaajuisesti12,13,14.Anopheles gambiae, joka tunnetaan yleisesti afrikkalaisena Anopheles-hyttysenä, on tärkein ihmisen malarian levittäjä trooppisilla ja subtrooppisilla alueilla15.Länsi-Niilin virus, St. Louisin enkefaliitti, japanilainen enkefaliitti sekä hevosten ja lintujen virusinfektiot ovat Culex-hyttysten, joita usein kutsutaan tavallisiksi kotihyttysiksi, välittämiä.Lisäksi ne ovat myös bakteeri- ja loistautien kantajia16.Maailmassa on yli 3000 termiittilajia, ja ne ovat olleet olemassa yli 150 miljoonaa vuotta17.Useimmat tuholaiset elävät maaperässä ja ruokkivat puuta ja selluloosaa sisältäviä puutuotteita.Intialainen termiitti Odontotermes obesus on tärkeä tuholainen, joka aiheuttaa vakavia vahinkoja tärkeille viljelykasveille ja istutuspuille18.Maatalousalueilla termiittitartunnat eri vaiheissa voivat aiheuttaa valtavia taloudellisia vahinkoja eri viljelykasveille, puulajeille ja rakennusmateriaaleille.Termiitit voivat myös aiheuttaa ihmisten terveysongelmia19.
Mikro-organismien ja tuholaisten vastustuskyky nykypäivän lääke- ja maatalousaloilla on monimutkainen20,21.Siksi molempien yritysten tulisi etsiä uusia kustannustehokkaita mikrobilääkkeitä ja turvallisia biotorjunta-aineita.Synteettisiä torjunta-aineita on nyt saatavilla, ja niiden on osoitettu olevan tarttuvia ja karkoittava muita kuin kohteena olevia hyödyllisiä hyönteisiä22.Viime vuosina biosurfaktanttien tutkimus on laajentunut, koska niitä voidaan soveltaa eri teollisuudenaloilla.Biosurfaktantit ovat erittäin hyödyllisiä ja elintärkeitä maataloudessa, maaperän kunnostamisessa, öljyn louhinnassa, bakteerien ja hyönteisten poistamisessa sekä elintarvikejalostuksessa23,24.Biosurfaktantit tai mikrobien pinta-aktiiviset aineet ovat biosurfaktanttikemikaaleja, joita mikro-organismit, kuten bakteerit, hiivat ja sienet, tuottavat rannikon elinympäristöissä ja öljyn saastuttamilla alueilla25,26.Kemiallisesti johdettuja pinta-aktiivisia aineita ja biosurfaktantteja ovat kahta tyyppiä, jotka saadaan suoraan luonnollisesta ympäristöstä27.Erilaisia biosurfaktantteja saadaan meren elinympäristöistä28,29.Siksi tutkijat etsivät uusia teknologioita luonnollisiin bakteereihin perustuvien biosurfaktanttien tuotantoon30,31.Tällaisen tutkimuksen edistyminen osoittaa näiden biologisten yhdisteiden merkityksen ympäristönsuojelulle32.Bacillus, Pseudomonas, Rhodococcus, Alcaligenes, Corynebacterium ja nämä bakteerisuvut ovat hyvin tutkittuja edustajia23,33.
On olemassa monenlaisia biosurfaktantteja, joilla on laaja valikoima sovelluksia34.Näiden yhdisteiden merkittävä etu on, että joillakin niistä on antibakteerista, toukkamyrkkyä ja hyönteismyrkkyä.Tämä tarkoittaa, että niitä voidaan käyttää maatalous-, kemian-, lääke- ja kosmetiikkateollisuudessa35,36,37,38.Koska biosurfaktantit ovat yleensä biohajoavia ja ympäristön kannalta hyödyllisiä, niitä käytetään integroiduissa tuholaistorjuntaohjelmissa viljelykasvien suojelemiseksi39.Siten on saatu perustietoa Enterobacter cloacae SJ2:n tuottamien mikrobien biosurfaktanttien toukka- ja antitermiittiaktiivisuudesta.Tutkimme kuolleisuutta ja histologisia muutoksia altistuessaan erilaisille ramnolipidibiosurfaktanttien pitoisuuksille.Lisäksi arvioimme laajalti käytettyä kvantitatiivista rakenneaktiivisuutta (QSAR) tietokoneohjelmaa Ecological Structure-Activity (ECOSAR) määrittääksemme akuutin myrkyllisyyden mikroleville, vesikirppuille ja kaloille.
Tässä tutkimuksessa testattiin puhdistettujen biosurfaktanttien antitermiittiaktiivisuutta (toksisuutta) eri pitoisuuksilla välillä 30-50 mg/ml (5 mg/ml välein) Intian termiittejä, O. obesusta ja neljättä lajia vastaan.Instar Cx:n toukat.Hyttysten toukat quinquefasciatus.Biosurfaktantin LC50-pitoisuudet 48 tunnin aikana O. obesusta ja Cx:ää vastaan.C. solanacearum.Hyttysen toukat tunnistettiin käyttämällä epälineaarista regressiokäyrän sovitusmenetelmää.Tulokset osoittivat, että termiittien kuolleisuus lisääntyi biosurfaktanttipitoisuuden kasvaessa.Tulokset osoittivat, että biosurfaktantilla oli toukkamyrkkyaktiivisuutta (kuva 1) ja termiittien vastaista aktiivisuutta (kuva 2), ja 48 tunnin LC50-arvot (95 % CI) olivat 26,49 mg/l (25,40-27,57) ja 33,43 mg/l. l (kuvat 31.09 - 35.68), vastaavasti (taulukko 1).Akuutin toksisuuden (48 tuntia) osalta biosurfaktantti luokitellaan "haitalliseksi" testatuille organismeille.Tässä tutkimuksessa tuotettu biosurfaktantti osoitti erinomaista larvisidista aktiivisuutta ja 100 %:n kuolleisuus 24-48 tunnin sisällä altistumisesta.
Laske LC50-arvo toukkia tuhoavalle aktiivisuudelle.Suhteellisen kuolleisuuden (%) epälineaarisen regressiokäyrän sovitus (yhtenäinen viiva) ja 95 %:n luottamusväli (varjostettu alue).
Laske termiittien vastaisen aktiivisuuden LC50-arvo.Suhteellisen kuolleisuuden (%) epälineaarisen regressiokäyrän sovitus (yhtenäinen viiva) ja 95 %:n luottamusväli (varjostettu alue).
Kokeen lopussa morfologisia muutoksia ja poikkeavuuksia havaittiin mikroskoopilla.Morfologisia muutoksia havaittiin kontrolli- ja käsitellyissä ryhmissä 40-kertaisella suurennuksella.Kuten kuvasta 3 näkyy, kasvun heikkenemistä esiintyi suurimmalla osalla biosurfaktantilla käsitellyistä toukista.Kuvassa 3a on normaali Cx.quinquefasciatus, kuva 3b esittää poikkeavan Cx:n.Aiheuttaa viisi sukkulamatojen toukkaa.
Biosurfaktanttien subletaalisten (LC50) annosten vaikutus Culex quinquefasciatus -toukkien kehitykseen.Valomikroskopiakuva (a) normaalista Cx:stä 40-kertaisella suurennuksella.quinquefasciatus (b) Epänormaali Cx.Aiheuttaa viisi sukkulamatojen toukkaa.
Tässä tutkimuksessa käsiteltyjen toukkien (kuva 4) ja termiittien (kuvio 5) histologinen tutkimus paljasti useita poikkeavuuksia, mukaan lukien vatsan alueen pieneneminen ja lihasten, epiteelikerrosten ja ihon vauriot.keskisuoli.Histologia paljasti tässä tutkimuksessa käytetyn biosurfaktantin estävän vaikutuksen mekanismin.
Normaalien käsittelemättömien 4. vaiheen Cx-toukkien histopatologia.quinquefasciatus -toukat (kontrolli: (a,b)) ja käsiteltiin biosurfaktantilla (käsittely: (c,d)).Nuolet osoittavat käsiteltyä suoliston epiteeliä (epi), ytimiä (n) ja lihaksia (mu).Tanko = 50 µm.
Normaalin käsittelemättömän O. obesuksen (kontrolli: (a, b)) ja biosurfaktantilla käsitellyn (hoito: (c, d)) histopatologia.Nuolet osoittavat suoliston epiteelin (epi) ja lihaksen (mu).Tanko = 50 µm.
Tässä tutkimuksessa ECOSARia käytettiin ennustamaan ramnolipidibiosurfaktanttien akuuttia myrkyllisyyttä alkutuottajille (viherlevät), ensisijaisille kuluttajille (vesikirput) ja toissijaisille kuluttajille (kalat).Tämä ohjelma käyttää kehittyneitä kvantitatiivisia rakenne-aktiivisuusyhdistemalleja toksisuuden arvioimiseksi molekyylirakenteen perusteella.Malli käyttää SAR-ohjelmistoa laskeakseen aineiden akuutin ja pitkäaikaisen myrkyllisyyden vesilajeille.Erityisesti taulukossa 2 on yhteenveto useiden lajien arvioiduista keskimääräisistä tappavista pitoisuuksista (LC50) ja keskimääräisistä tehokkaista pitoisuuksista (EC50).Epäilty myrkyllisyys luokiteltiin neljään tasoon käyttäen maailmanlaajuisesti harmonisoitua kemikaalien luokitus- ja merkintäjärjestelmää (taulukko 3).
Vektorivälitteisten tautien, erityisesti hyttyskantojen ja Aedes-hyttysten torjunta.Egyptiläiset, nyt vaikea työ 40,41,42,43,44,45,46.Vaikka jotkut kemiallisesti saatavilla olevat torjunta-aineet, kuten pyretroidit ja organofosfaatit, ovat jossain määrin hyödyllisiä, ne aiheuttavat merkittäviä riskejä ihmisten terveydelle, mukaan lukien diabetes, lisääntymishäiriöt, neurologiset häiriöt, syöpä ja hengityselinten sairaudet.Lisäksi ajan myötä nämä hyönteiset voivat muuttua vastustuskykyisiksi niille13,43,48.Siten tehokkaista ja ympäristöystävällisistä biologisista torjuntatoimista tulee suositumpi hyttystentorjuntamenetelmä49,50.Benelli51 ehdotti, että hyttysten levittäjien varhainen torjunta olisi tehokkaampaa kaupunkialueilla, mutta he eivät suosittaneet toukkamyrkkyjen käyttöä maaseutualueilla52.Tom ym. 53 ehdottivat myös, että hyttysten torjunta niiden epäkypsissä vaiheissa olisi turvallinen ja yksinkertainen strategia, koska ne ovat herkempiä torjunta-aineille 54 .
Tehokkaan kannan (Enterobacter cloacae SJ2) biosurfaktantin tuotanto osoitti johdonmukaista ja lupaavaa tehoa.Edellinen tutkimuksemme raportoi, että Enterobacter cloacae SJ2 optimoi biosurfaktantin tuotannon fysikaalis-kemiallisten parametrien avulla26.Heidän tutkimuksensa mukaan optimaaliset olosuhteet mahdollisen E. cloacae -isolaatin biosurfaktantin tuotannolle olivat inkubointi 36 tuntia, sekoitus 150 rpm, pH 7,5, 37 °C, suolapitoisuus 1 ppt, 2 % glukoosia hiilen lähteenä, 1 % hiivaa .uutetta käytettiin typen lähteenä, jotta saatiin 2,61 g/l biosurfaktanttia.Lisäksi biosurfaktantit karakterisoitiin käyttämällä TLC:tä, FTIR:ää ja MALDI-TOF-MS:ää.Tämä vahvisti, että ramnolipidi on biosurfaktantti.Glykolipidibiosurfaktantit ovat intensiivisimmin tutkittu muuntyyppisten biosurfaktanttien luokka55.Ne koostuvat hiilihydraatti- ja lipidiosista, pääasiassa rasvahappoketjuista.Glykolipideistä tärkeimmät edustajat ovat ramnolipidi ja soforolipidi56.Ramnolipidit sisältävät kaksi ramnoosiosaa, jotka liittyvät mono- tai di-β-hydroksididekaanihappoon 57 .Ramnolipidien käyttö lääke- ja lääketeollisuudessa on vakiintunutta 58 sen lisäksi, että niitä on käytetty viime aikoina torjunta-aineina 59 .
Biosurfaktantin vuorovaikutus hengityssifonin hydrofobisen alueen kanssa mahdollistaa veden kulkemisen sen suuontelon läpi, mikä lisää toukkien kosketusta vesiympäristöön.Biosurfaktanttien läsnäolo vaikuttaa myös henkitorveen, jonka pituus on lähellä pintaa, mikä helpottaa toukkien ryömimistä pintaan ja hengittämistä.Tämän seurauksena veden pintajännitys pienenee.Koska toukat eivät voi kiinnittyä veden pintaan, ne putoavat säiliön pohjalle, mikä häiritsee hydrostaattista painetta, mikä johtaa liialliseen energiankulutukseen ja hukkumiseen38,60.Samanlaisia tuloksia saatiin Ghribi61:llä, jossa Bacillus subtiliksen tuottama biosurfaktantti osoitti toukkamyrkkyä Ephestia kuehniellaa vastaan.Samoin Cx:n larvisidinen aktiivisuus.Das ja Mukherjee23 arvioivat myös syklisten lipopeptidien vaikutuksen quinquefasciatus-toukkuun.
Tämän tutkimuksen tulokset koskevat ramnolipidibiosurfaktanttien larvisidista aktiivisuutta Cx:ää vastaan.Quinquefasciatus-hyttysten tappaminen on yhdenmukainen aiemmin julkaistujen tulosten kanssa.Esimerkiksi käytetään surfaktiinipohjaisia biosurfaktantteja, joita tuottavat eri Bacillus-suvun bakteerit.ja Pseudomonas spp.Jotkut varhaiset raportit64, 65, 66 raportoivat Bacillus subtilis -bakteerin23 biosurfaktanttien lipopeptidien toukkia tappavan vaikutuksen.Deepali et ai.63 havaitsi, että Stenotropomonas maltophiliasta eristetyllä ramnolipidibiosurfaktantilla oli voimakas toukkamyrkkyvaikutus pitoisuudella 10 mg/l.Silva et ai.67 raportoi ramnolipidibiosurfaktantin larvisidisen vaikutuksen Ae:tä vastaan pitoisuudella 1 g/l.Aedes aegypti.Kanakdande et ai.68 raportoi, että Bacillus subtiliksen tuottamat lipopeptidibiosurfaktantit aiheuttivat kokonaiskuolleisuuden Culex-toukissa ja termiiteissä, joissa oli eukalyptuksen lipofiilinen fraktio.Samoin Masendra et ai.69 raportoi työmuurahaisen (Cryptotermes cynocephalus Light.) 61,7 %:n kuolleisuuden E.-raakauutteen lipofiilisissä n-heksaani- ja EtOAc-fraktioissa.
Parthipan et ai. 70 raportoivat Bacillus subtilis A1:n ja Pseudomonas stutzeri NA3:n tuottamien lipopeptidibiosurfaktanttien hyönteismyrkkystä Anopheles Stephensia, malariaparasiitin Plasmodiumin vektoria vastaan.He havaitsivat, että toukat ja puput selvisivät pidempään, niillä oli lyhyemmät munasolut, ne olivat steriilejä ja niillä oli lyhyempi elinikä, kun niitä käsiteltiin eri pitoisuuksilla biosurfaktantteja.B. subtiliksen biosurfaktantin A1 havaitut LC50-arvot olivat 3,58, 4,92, 5,37, 7,10 ja 7,99 mg/l eri toukkatiloille (eli toukille I, II, III, IV ja vaiheen nukkeja).Vertailun vuoksi, biosurfaktantit Pseudomonas stutzeri NA3:n toukkavaiheille I-IV ja pupaalivaiheille olivat 2,61, 3,68, 4,48, 5,55 ja 6,99 mg/l, vastaavasti.Eloonjääneiden toukkien ja nukkejen viivästyneen fenologian uskotaan johtuvan hyönteismyrkkykäsittelyjen aiheuttamista merkittävistä fysiologisista ja metabolisista häiriöistä71.
Wickerhamomyces anomalus -kanta CCMA 0358 tuottaa biosurfaktanttia, jolla on 100 % toukkamyrkkyvaikutus Aedes-hyttysiä vastaan.aegypti 24 tunnin aikaväli 38 oli korkeampi kuin Silva et al.Pseudomonas aeruginosasta auringonkukkaöljyä hiililähteenä tuotetun biosurfaktantin on osoitettu tappavan 100 % toukista 48 tunnin kuluessa 67 .Abinaya et ai.72 ja Pradhan et ai.73 osoittivat myös useiden Bacillus-suvun isolaattien tuottamien pinta-aktiivisten aineiden toukka- tai insektisidiset vaikutukset.Senthil-Nathan et ai.havaitsi, että 100 % kasvien laguuneille altistuneista hyttysen toukista kuoli todennäköisesti.74.
Hyönteismyrkkyjen subletaalisten vaikutusten arviointi hyönteisbiologiaan on ratkaisevan tärkeää integroiduissa tuholaistorjuntaohjelmissa, koska subletaalit annokset/pitoisuudet eivät tapa hyönteisiä, mutta voivat vähentää hyönteispopulaatioita tulevilla sukupolvilla häiritsemällä biologisia ominaisuuksia10.Siqueira et ai. 75 havaitsivat ramnolipidibiosurfaktantin (300 mg/ml) täydellisen larvisidisen aktiivisuuden (100 % kuolleisuus), kun niitä testattiin eri pitoisuuksilla välillä 50 - 300 mg/ml.Aedes aegypti -kantojen toukkavaihe.He analysoivat kuolemaan kuluvan ajan ja subletaalisten pitoisuuksien vaikutuksia toukkien eloonjäämiseen ja uintitoimintaan.Lisäksi he havaitsivat uintinopeuden laskun 24–48 tunnin kuluttua altistumisesta subletaalisille biosurfaktantin pitoisuuksille (esim. 50 mg/ml ja 100 mg/ml).Myrkkyjen, joilla on lupaavia subletaalisia rooleja, uskotaan olevan tehokkaampia aiheuttamaan useita vahinkoja altistuneille tuholaisille76.
Tuloksemme histologiset havainnot osoittavat, että Enterobacter cloacae SJ2:n tuottamat biosurfaktantit muuttavat merkittävästi hyttysen (Cx. quinquefasciatus) ja termiitti (O. obesus) toukkien kudoksia.Samanlaisia poikkeavuuksia aiheuttivat basilikaöljyvalmisteet Anissa.gambiaes.s ja An.arabican kuvaili Ochola77.Kamaraj et al.78 kuvasivat myös samoja morfologisia poikkeavuuksia julkaisussa An.Stephanien toukat altistettiin kullan nanohiukkasille.Vasantha-Srinivasan ym.79 raportoivat myös, että paimenpussin eteerinen öljy vahingoitti vakavasti Aedes albopictus -kasvin kammiota ja epiteelikerroksia.Aedes aegypti.Raghavendran ym. raportoivat, että hyttysen toukkia käsiteltiin 500 mg/ml:n paikallisen Penicillium-sienen myseeliuutteella.Ae osoittaa vakavia histologisia vaurioita.aegypti ja Cx.Kuolleisuus 80. Aikaisemmin Abinaya et al.Anin neljännen vaiheen toukkia tutkittiin.Stephensi ja Ae.aegypti löysi lukuisia histologisia muutoksia Aedes aegyptissä, joka oli käsitelty B. licheniformis -eksopolysakkarideilla, mukaan lukien mahalaukun umpisuole, lihasatrofia, hermonuoran hermosolmujen vauriot ja epäorganisaatio72.Raghavendran et al.:n mukaan P. daleae myseeliuutteella käsittelyn jälkeen testattujen hyttysten (4. vaiheen toukat) keskisuolen solut osoittivat suolen luumenin turvotusta, solujen välisen sisällön vähenemistä ja tuman rappeutumista81.Samat histologiset muutokset havaittiin echinacea-lehtiuutteella käsitellyissä hyttysen toukissa, mikä osoittaa käsiteltyjen yhdisteiden hyönteismyrkkypotentiaalin50.
ECOSAR-ohjelmiston käyttö on saanut kansainvälistä tunnustusta82.Nykyiset tutkimukset viittaavat siihen, että ECOSAR-biosurfaktanttien akuutti myrkyllisyys mikroleville (C. vulgaris), kalalle ja vesikirpuille (D. magna) kuuluu Yhdistyneiden Kansakuntien määrittelemään myrkyllisyysluokkaan83.ECOSAR-ekomyrkyllisyysmalli käyttää SAR- ja QSAR-arvoja aineiden akuutin ja pitkäaikaisen myrkyllisyyden ennustamiseen, ja sitä käytetään usein ennustamaan orgaanisten epäpuhtauksien myrkyllisyyttä82,84.
Paraformaldehydi, natriumfosfaattipuskuri (pH 7,4) ja kaikki muut tässä tutkimuksessa käytetyt kemikaalit ostettiin HiMedia Laboratoriesilta, Intiasta.
Biosurfaktantin tuotanto suoritettiin 500 ml:n Erlenmeyer-pulloissa, jotka sisälsivät 200 ml steriiliä Bushnell Haas -alustaa, jota oli täydennetty 1 %:lla raakaöljyä ainoana hiilenlähteenä.Enterobacter cloacae SJ2:n esiviljelmä (1,4 x 104 CFU/ml) siirrostettiin ja viljeltiin orbitaaliravistelijassa 37 °C:ssa, 200 rpm 7 päivää.Inkubointijakson jälkeen biosurfaktantti uutettiin sentrifugoimalla viljelyalustaa nopeudella 3400 x g 20 minuuttia 4 °C:ssa ja saatua supernatanttia käytettiin seulontatarkoituksiin.Biosurfaktanttien optimointimenettelyt ja karakterisointi otettiin käyttöön aiemmasta tutkimuksestamme26.
Culex quinquefasciatus -toukat saatiin Center for Advanced Study in Marine Biologysta (CAS), Palanchipetai, Tamil Nadu (Intia).Toukkia kasvatettiin muoviastioissa, jotka oli täytetty deionisoidulla vedellä 27 ± 2 °C:ssa ja valojaksolla 12:12 (vaalea:tumma).Hyttysen toukkia ruokittiin 10-prosenttisella glukoosiliuoksella.
Culex quinquefasciatus -toukkia on löydetty avoimista ja suojaamattomista saostusaltaista.Käytä vakioluokitusohjeita toukkien tunnistamiseen ja viljelemiseen laboratoriossa85.Larvisidikokeet suoritettiin Maailman terveysjärjestön suositusten 86 mukaisesti.SH.Quinquefasciatuksen neljännen vaiheen toukat kerättiin suljettuihin putkiin 25 ml:n ja 50 ml:n ryhmissä, joiden ilmarako oli kaksi kolmasosaa niiden tilavuudesta.Biosurfaktanttia (0–50 mg/ml) lisättiin jokaiseen putkeen erikseen ja säilytettiin 25 °C:ssa.Kontrolliputkessa käytettiin vain tislattua vettä (50 ml).Kuolleiksi toukiksi katsottiin ne, jotka eivät osoittaneet uimisen merkkejä itämisajan (12–48 tuntia) aikana 87 .Laske toukkien kuolleisuuden prosenttiosuus yhtälön avulla.(1)88.
Odontotermitidae-perheeseen kuuluu intialainen termiitti Odontotermes obesus, joka löytyy mätänevistä tukkeista maatalouskampuksella (Annamalai University, Intia).Testaa tätä biosurfaktanttia (0–50 mg/ml) normaalein menetelmin määrittääksesi, onko se haitallinen.Kun oli kuivattu laminaarisessa ilmavirrassa 30 minuutin ajan, jokainen Whatman-paperiliuska päällystettiin biosurfaktantilla pitoisuudella 30, 40 tai 50 mg/ml.Esipäällystettyjä ja päällystämättömiä paperiliuskoja testattiin ja verrattiin petrimaljan keskellä.Jokainen petrimalja sisältää noin kolmekymmentä aktiivista termiittiä O. obesus.Kontrolli- ja koetermiiteille annettiin märkää paperia ravinnon lähteenä.Kaikki levyt pidettiin huoneenlämmössä koko inkubaatiojakson ajan.Termiitit kuolivat 12, 24, 36 ja 48 tunnin jälkeen89,90.Sitten yhtälöä 1 käytettiin termiittikuolleisuuden prosenttiosuuden arvioimiseen eri biosurfaktanttipitoisuuksilla.(2).
Näytteet pidettiin jäissä ja pakattiin mikroputkiin, jotka sisälsivät 100 ml 0,1 M natriumfosfaattipuskuria (pH 7,4), ja lähetettiin Rajiv Gandhi Center for Aquaculture -keskuksen (RGCA) Central Aquaculture Pathology Laboratorylle (CAPL).Histologian laboratorio, Sirkali, Mayiladuthurai.Piiri, Tamil Nadu, Intia lisäanalyysiä varten.Näytteet kiinnitettiin välittömästi 4-prosenttisessa paraformaldehydissä 37 °C:ssa 48 tunnin ajan.
Kiinnitysvaiheen jälkeen materiaali pestiin kolme kertaa 0,1 M natriumfosfaattipuskurilla (pH 7,4), dehydratoitiin vaiheittain etanolissa ja liotettiin LEICA-hartsissa 7 päivää.Aine asetetaan sitten muovimuottiin, joka on täytetty hartsilla ja polymeroijalla, ja asetetaan sitten uuniin, joka on kuumennettu 37 °C:seen, kunnes ainetta sisältävä lohko on kokonaan polymeroitunut.
Polymeroinnin jälkeen lohkot leikattiin käyttämällä LEICA RM2235 mikrotomia (Rankin Biomedical Corporation 10 399 Enterprise Dr. Davisburg, MI 48 350, USA) 3 mm:n paksuuteen.Osat on ryhmitelty dioihin, kuusi osaa diaa kohden.Objektilasit kuivattiin huoneenlämpötilassa, värjättiin sitten hematoksyliinillä 7 minuutin ajan ja pestiin juoksevalla vedellä 4 minuutin ajan.Lisäksi levitä eosiiniliuosta iholle 5 minuutin ajan ja huuhtele juoksevalla vedellä 5 minuutin ajan.
Akuutti myrkyllisyys ennustettiin käyttämällä vesieliöitä eri trooppisista tasoista: 96 tunnin kala LC50, 48 tunnin D. magna LC50 ja 96 tunnin viherlevä EC50.Ramnolipidibiosurfaktanttien myrkyllisyys kaloille ja viherleville arvioitiin käyttämällä US Environmental Protection Agencyn kehittämää ECOSAR-ohjelmistoversiota 2.2 for Windows.(Saatavilla verkossa osoitteessa https://www.epa.gov/tsca-screening-tools/ecological-struct-activity-relationships-ecosar-predictive-model).
Kaikki kokeet toukkamyrkky- ja antitermiittiaktiivisuuden suhteen suoritettiin kolmena rinnakkaisena.Toukka- ja termiittikuolleisuustietojen epälineaarinen regressio (annosvastemuuttujien logaritmi) suoritettiin tappavan mediaanipitoisuuden (LC50) laskemiseksi 95 %:n luottamusvälillä, ja pitoisuusvastekäyrät luotiin käyttämällä Prism® (versio 8.0, GraphPad Software) Inc., USA) 84, 91.
Tämä tutkimus paljastaa Enterobacter cloacae SJ2:n tuottamien mikrobien biosurfaktanttien potentiaalin hyttysten toukka- ja antitermiittiaineina, ja tämä työ auttaa ymmärtämään parempaa toukka- ja antitermiittivaikutuksen mekanismeja.Biosurfaktantilla käsiteltyjen toukkien histologiset tutkimukset osoittivat ruoansulatuskanavan, keskisuolen, aivokuoren ja suoliston epiteelisolujen hyperplasiaa vaurioituneen.Tulokset: Enterobacter cloacae SJ2:n tuottaman ramnolipidibiosurfaktantin antitermiitin ja toukkien vastaisen aktiivisuuden toksikologinen arviointi paljasti, että tämä isolaatti on mahdollinen biopestisidi hyttysten (Cx quinquefasciatus) ja termiittien (O. obesus) vektorivälitteisten sairauksien torjuntaan.On tarpeen ymmärtää biosurfaktanttien taustalla oleva ympäristömyrkyllisyys ja niiden mahdolliset ympäristövaikutukset.Tämä tutkimus tarjoaa tieteellisen perustan biosurfaktanttien ympäristöriskien arvioimiselle.
Postitusaika: 09.04.2024