Да ефикасносузбијање комарацаи смањење учесталости болести које они носе, потребне су стратешке, одрживе и еколошки прихватљиве алтернативе хемијским пестицидима.Процењивали смо оброке семена одређених Брассицацеае (фамилија Брассица) као извор изотиоцијаната биљног порекла произведених ензимском хидролизом биолошки неактивних глукозинолата за употребу у контроли египатских Аедес (Л., 1762).Петоодмашћена брашна од семена (Брассица јунцеа (Л) Цзерн., 1859, Лепидиум сативум Л., 1753, Синапис алба Л., 1753, Тхласпи арвенсе Л., 1753 и Тхласпи арвенсе – три главна типа термичке инактивације и хемзимске деактивације производи За одређивање токсичности (ЛЦ50) алил изотиоцијаната, бензил изотиоцијаната и 4-хидроксибензилизотиоцијаната на ларве Аедес аегипти при 24-часовној изложености = 0,04 г/120 мл дХ2О).ЛЦ50 вредности за сенф, бели сенф и коњски реп.брашно од семена је било 0,05, 0,08 и 0,05 респективно у поређењу са алил изотиоцијанатом (ЛЦ50 = 19,35 ппм) и 4. -Хидроксибензилизотиоцијанат (ЛЦ50 = 55,41 ппм) је био токсичнији за ларве након третмана од 120 г/20 мл респективно.Ови резултати су у складу са производњом брашна од семена луцерке.Већа ефикасност бензил естара одговара израчунатим вредностима ЛЦ50.Коришћење брашна од семена може да обезбеди ефикасан метод контроле комараца.ефикасност праха семена крсташа и његових главних хемијских компоненти против ларви комараца и показује како природна једињења у праху семена крсташа могу послужити као обећавајући еколошки прихватљив ларвицид за контролу комараца.
Векторске болести узроковане комарцима Аедес остају велики глобални проблем јавног здравља.Инциденца болести које преносе комарци се географски шири1,2,3 и поново се појављује, што доводи до избијања тешких болести4,5,6,7.Ширење болести међу људима и животињама (нпр. чикунгуниа, денга, грозница Рифт Валлеи, жута грозница и Зика вирус) је без преседана.Само денга грозница доводи у опасност око 3,6 милијарди људи у тропским крајевима, а процењује се да се годишње догоди 390 милиона инфекција, што доводи до 6.100–24.300 смртних случајева годишње8.Поновна појава и избијање Зика вируса у Јужној Америци привукло је пажњу широм света због оштећења мозга које изазива код деце рођене од заражених жена2.Кремер и сарадници 3 предвиђају да ће географски распон комараца Аедес наставити да се шири и да ће до 2050. половина светске популације бити изложена ризику од инфекције арбовирусима које преносе комарци.
Са изузетком недавно развијених вакцина против денга грознице и жуте грознице, вакцине против већине болести које преносе комарци још нису развијене9,10,11.Вакцине су још увек доступне у ограниченим количинама и користе се само у клиничким испитивањима.Контрола вектора комараца коришћењем синтетичких инсектицида била је кључна стратегија за контролу ширења болести које преносе комарци12,13.Иако су синтетички пестициди ефикасни у убијању комараца, наставак употребе синтетичких пестицида негативно утиче на нециљане организме и загађује животну средину14,15,16.Још алармантнији је тренд повећања отпорности комараца на хемијске инсектициде17,18,19.Ови проблеми повезани са пестицидима су убрзали потрагу за ефикасним и еколошки прихватљивим алтернативама за контролу вектора болести.
Развијене су различите биљке као извори фитопестицида за контролу штеточина20,21.Биљне супстанце су генерално еколошки прихватљиве јер су биоразградиве и имају ниску или занемарљиву токсичност за нециљне организме као што су сисари, рибе и водоземци20,22.Познато је да биљни препарати производе низ биоактивних једињења са различитим механизмима деловања за ефикасну контролу различитих животних фаза комараца23,24,25,26.Једињења биљног порекла, као што су етерична уља и други активни биљни састојци, привукла су пажњу и утрла пут иновативним алатима за контролу вектора комараца.Етерична уља, монотерпени и сесквитерпени делују као репеленти, одвраћају храну и овициди27,28,29,30,31,32,33.Многа биљна уља узрокују смрт ларви, кукуљица и одраслих комараца34,35,36, утичући на нервни, респираторни, ендокрини и друге важне системе инсеката37.
Недавне студије су пружиле увид у потенцијалну употребу биљака горушице и њиховог семена као извора биоактивних једињења.Сачма семена горушице је тестирана као биофумигант38,39,40,41 и коришћена је као допуна земљишта за сузбијање корова42,43,44 и контролу биљних патогена који се преносе из земље45,46,47,48,49,50, исхрану биљака.нематоде 41,51, 52, 53, 54 и штеточине 55, 56, 57, 58, 59, 60. Фунгицидна активност ових прахова семена се приписује заштитним једињењима биљака званим изотиоцијанати38,42,60.У биљкама, ова заштитна једињења се складиште у биљним ћелијама у облику небиоактивних глукозинолата.Међутим, када су биљке оштећене храњењем инсеката или инфекцијом патогеном, глукозинолати се хидролизују мирозиназом у биоактивне изотиоцијанате55,61.Изотиоцијанати су испарљива једињења за која се зна да имају антимикробну и инсектицидну активност широког спектра, а њихова структура, биолошка активност и садржај веома варирају међу врстама Брассицацеае42,59,62,63.
Иако је познато да изотиоцијанати добијени из брашна семена горушице имају инсектицидну активност, недостају подаци о биолошкој активности против медицински важних вектора артропода.Наша студија је испитала ларвицидну активност четири одмашћена праха семена против Аедес комараца.Ларве Аедес аегипти.Циљ студије је био да се процени њихова потенцијална употреба као еколошки прихватљиви биопестициди за контролу комараца.Три главне хемијске компоненте брашна семена, алил изотиоцијанат (АИТЦ), бензил изотиоцијанат (БИТЦ) и 4-хидроксибензилизотиоцијанат (4-ХБИТЦ) су такође тестиране да би се тестирала биолошка активност ових хемијских компоненти на ларвама комараца.Ово је први извештај који оцењује ефикасност четири праха семена купуса и њихових главних хемијских компоненти против ларви комараца.
Лабораторијске колоније Аедес аегипти (Роцкефеллер сој) одржаване су на 26°Ц, 70% релативне влажности (РХ) и 10:14 х (Л:Д фотопериод).Парене женке су смештене у пластичне кавезе (висине 11 цм и пречника 9, 5 цм) и храњене преко система за храњење на бочицу коришћењем цитратне говеђе крви (ХемоСтат Лабораториес Инц., Диксон, Калифорнија, САД).Храњење крвљу је обављено као и обично коришћењем мембранског мулти-стакленог хранилица (Цхемгласс, Лифе Сциенцес ЛЛЦ, Винеланд, Њ, САД) повезаног са циркулишућом цеви за водено купатило (ХААКЕ С7, Тхермо-Сциентифиц, Валтхам, МА, УСА) са температуром контрола 37 °Ц.Навуците филм Парафилма М на дно сваке стаклене коморе за пуњење (површина 154 мм2).Свака хранилица је затим стављена на горњу решетку која је покривала кавез у којем се налазила женка која се пари.Приближно 350–400 μл говеђе крви је додато у стаклени левак за храњење помоћу Пастерове пипете (Фисхербранд, Фисхер Сциентифиц, Валтхам, МА, УСА) и одраслим црвима је остављено да се исцеде најмање један сат.Трудним женкама је затим дат 10% раствор сахарозе и остављено им је да положе јаја на влажан филтер папир обложен у појединачне ултра прозирне чаше за суфле (величина од 1,25 фл оз, Дарт Цонтаинер Цорп., Масон, МИ, САД).кавез са водом.Ставите филтер папир који садржи јаја у запечаћену врећу (СЦ Јохнсонс, Рацине, ВИ) и чувајте на 26°Ц.Јаја су се излегла и око 200–250 ларви је узгајано у пластичним посудама које садрже мешавину зечје хране (ЗуПреем, Премиум Натурал Продуцтс, Инц., Миссион, КС, САД) и праха јетре (МП Биомедицалс, ЛЛЦ, Солон, ОХ, САД).и рибљи филе (ТетраМин, Тетра ГМПХ, Меер, Немачка) у односу 2:1:1.У нашим биолошким тестовима коришћене су ларве касног трећег узраста.
Биљни семенски материјал коришћен у овој студији добијен је из следећих комерцијалних и владиних извора: Брассица јунцеа (смеђи сенф-пацифичко злато) и Брассица јунцеа (бела сенф-Ида Голд) из Пацифичке северозападне фармерске задруге, држава Вашингтон, САД;(Гарден Цресс) из Келли Сеед анд Хардваре Цо., Пеориа, ИЛ, САД и Тхласпи арвенсе (Фиелд Пенницресс-Елисабетх) из УСДА-АРС, Пеориа, ИЛ, САД;Ниједно семе коришћено у студији није третирано пестицидима.Сав сјеменски материјал је обрађен и кориштен у овој студији у складу са локалним и националним прописима иу складу са свим релевантним локалним државним и националним прописима.Ова студија није испитивала трансгене биљне сорте.
Семе брассица јунцеа (ПГ), луцерке (Лс), белог сенфа (ИГ), Тхласпи арвенсе (ДФП) је млевено у фини прах коришћењем Ретсцх ЗМ200 ултрацентрифугалног млина (Ретсцх, Хаан, Немачка) опремљеног мрежицом од 0,75 мм и нерђајућег челика. челични ротор, 12 зубаца, 10.000 о/мин (табела 1).Млевено семе у праху је пребачено у папирни напрстак и одмашћено хексаном у Сокхлет апарату 24 х.Подузорак одмашћеног пољског сенфа је термички обрађен на 100 °Ц током 1 х да би се денатурирала мирозиназа и спречила хидролиза глукозинолата да би се формирали биолошки активни изотиоцијанати.Термички обрађен прах семена преслице (ДФП-ХТ) је коришћен као негативна контрола денатурацијом мирозиназе.
Садржај глукозинолата у одмашћеној сачми семена одређен је у три примерка коришћењем течне хроматографије високих перформанси (ХПЛЦ) у складу са претходно објављеним протоколом 64 .Укратко, 3 мЛ метанола је додато у узорак од 250 мг одмашћеног праха семена.Сваки узорак је соникован у воденом купатилу 30 минута и остављен у мраку на 23°Ц 16 сати.Аликвот од 1 мЛ органског слоја је затим филтриран кроз филтер од 0,45 μм у аутосамплер.Радећи на Схимадзу ХПЛЦ систему (две ЛЦ 20АД пумпе; СИЛ 20А аутосамплер; ДГУ 20Ас дегасер; СПД-20А УВ-ВИС детектор за праћење на 237 нм; и ЦБМ-20А модул комуникационе магистрале), одређен је садржај глукозинолата у сачму семена. у три примерка.користећи верзију софтвера Схимадзу ЛЦ Солутион 1.25 (Схимадзу Цорпоратион, Цолумбиа, МД, УСА).Колона је била Ц18 Инертсил колона реверзне фазе (250 мм × 4,6 мм; РП Ц-18, ОДС-3, 5у; ГЛ Сциенцес, Торранце, Калифорнија, САД).Почетни услови мобилне фазе су постављени на 12% метанола/88% 0,01 М тетрабутиламонијум хидроксида у води (ТБАХ; Сигма-Алдрицх, Ст. Лоуис, МО, САД) са брзином протока од 1 мЛ/мин.Након убризгавања 15 μл узорка, почетни услови су одржавани 20 минута, а затим је однос растварача подешен на 100% метанола, са укупним временом анализе узорка од 65 минута.Стандардна крива (на основу нМ/мАб) је генерисана серијским разблажењима свеже припремљених стандарда синапина, глукозинолата и мирозина (Сигма-Алдрицх, Ст. Лоуис, МО, САД) да би се проценио садржај сумпора у одмашћеној сачми од семена.глукозинолати.Концентрације глукозинолата у узорцима су тестиране на Агилент 1100 ХПЛЦ (Агилент, Санта Цлара, Калифорнија, САД) коришћењем ОпенЛАБ ЦДС ЦхемСтатион верзије (Ц.01.07 СР2 [255]) опремљене истом колоном и коришћењем претходно описане методе.Одређене су концентрације глукозинолата;бити упоредиви између ХПЛЦ система.
Алил изотиоцијанат (94%, стабилан) и бензил изотиоцијанат (98%) су купљени од компаније Фисхер Сциентифиц (Тхермо Фисхер Сциентифиц, Валтхам, МА, САД).4-Хидроксибензилизотиоцијанат је купљен од ЦхемЦруза (Санта Цруз Биотецхнологи, ЦА, УСА).Када су ензимски хидролизовани мирозиназом, глукозинолати, глукозинолати и глукозинолати формирају алил изотиоцијанат, бензил изотиоцијанат и 4-хидроксибензилизотиоцијанат, респективно.
Лабораторијски биолошки тестови су рађени према методи Мутури ет ал.32 са изменама.У студији је коришћено пет хранива са ниским садржајем масти: ДФП, ДФП-ХТ, ИГ, ПГ и Лс.Двадесет ларви је стављено у тросмерну чашу од 400 мЛ за једнократну употребу (ВВР Интернатионал, ЛЛЦ, Раднор, ПА, САД) која садржи 120 мЛ дејонизоване воде (дХ2О).Седам концентрација семенског брашна је тестирано на токсичност ларви комараца: 0,01, 0,02, 0,04, 0,06, 0,08, 0,1 и 0,12 г семенског брашна/120 мл дХ2О за ДФП семенску брашну, ДФП-ХТ, ИГ и ПГ.Прелиминарни биолошки тестови показују да је одмашћено Лс брашно од семена токсичније од четири друга тестирана брашна за семе.Због тога смо прилагодили седам концентрација третмана Лс семена на следеће концентрације: 0,015, 0,025, 0,035, 0,045, 0,055, 0,065 и 0,075 г/120 мЛ дХ2О.
Нетретирана контролна група (дХ20, без додатка оброку семена) је укључена да процени нормалну смртност инсеката у условима теста.Токсиколошки биолошки тестови за сваки оброк семена укључивали су три реплициране чаше са три нагиба (20 ларви касног трећег узраста по чаши), за укупно 108 бочица.Третирани контејнери су чувани на собној температури (20-21°Ц), а смртност ларви је забележена током 24 и 72 сата непрекидног излагања концентрацијама третмана.Ако се тело и додаци комарца не померају када се пробуше или додирну танком лопатицом од нерђајућег челика, ларве комараца се сматрају мртвима.Мртве ларве обично остају непомичне у леђном или вентралном положају на дну посуде или на површини воде.Експеримент је поновљен три пута различитих дана коришћењем различитих група ларви, за укупно 180 ларви изложених свакој концентрацији третмана.
Токсичност АИТЦ, БИТЦ и 4-ХБИТЦ на ларве комараца је процењена коришћењем исте процедуре биолошке анализе, али са различитим третманима.Припремите основне растворе од 100.000 ппм за сваку хемикалију додавањем 100 µЛ хемикалије у 900 µЛ апсолутног етанола у епрувети за центрифугу од 2 мЛ и мућкањем 30 секунди да се добро промеша.Концентрације третмана су одређене на основу наших прелиминарних биолошких тестова, који су открили да је БИТЦ много токсичнији од АИТЦ и 4-ХБИТЦ.За одређивање токсичности, 5 концентрација БИТЦ-а (1, 3, 6, 9 и 12 ппм), 7 концентрација АИТЦ-а (5, 10, 15, 20, 25, 30 и 35 ппм) и 6 концентрација 4-ХБИТЦ (15 , 15, 20, 25, 30 и 35 ппм).30, 45, 60, 75 и 90 ппм).Контролни третман је убризган са 108 μЛ апсолутног етанола, што је еквивалентно максималној запремини хемијског третмана.Биолошки тестови су поновљени као горе, излажући укупно 180 ларви по концентрацији третмана.Смртност ларви је забележена за сваку концентрацију АИТЦ, БИТЦ и 4-ХБИТЦ после 24 х континуираног излагања.
Пробит анализа 65 података о морталитету у зависности од дозе обављена је коришћењем софтвера Поло (Поло Плус, ЛеОра Софтваре, верзија 1.0) за израчунавање 50% смртоносне концентрације (ЛЦ50), 90% смртоносне концентрације (ЛЦ90), нагиба, коефицијента смртоносне дозе и 95 % смртоносне концентрације.засновано на интервалима поверења за омјере смртоносних доза за лог-трансформисану концентрацију и кривуље доза-смрт.Подаци о морталитету су засновани на комбинованим реплицираним подацима од 180 ларви изложених свакој концентрацији третмана.Пробабилистичке анализе су рађене посебно за сваки оброк семена и сваку хемијску компоненту.На основу интервала поверења од 95% за однос смртоносне дозе, токсичност брашна семена и хемијских састојака на ларве комараца сматрана је значајно различитом, тако да интервал поверења који садржи вредност од 1 није био значајно различит, П = 0,0566.
Резултати ХПЛЦ за одређивање главних глукозинолата у одмашћеном брашну семена ДФП, ИГ, ПГ и Лс су наведени у табели 1. Главни глукозинолати у испитиваном брашну семена су варирали са изузетком ДФП и ПГ, који су оба садржала глукозинолате мирозиназе.Садржај мирозинина у ПГ био је већи него у ДФП-у, 33,3 ± 1,5 и 26,5 ± 0,9 мг/г, респективно.Лс прах семена је садржао 36,6 ± 1,2 мг/г глукогликона, док је прах семена ИГ садржао 38,0 ± 0,5 мг/г синапина.
Ларве Ае.Комарци Аедес аегипти су убијени када су третирани одмашћеним семенским брашном, иако је ефикасност третмана варирала у зависности од биљне врсте.Само ДФП-НТ није био токсичан за ларве комараца после 24 и 72 х изложености (Табела 2).Токсичност активног праха семена се повећавала са повећањем концентрације (слика 1А, Б).Токсичност брашна из семена на ларве комараца значајно је варирала на основу 95% ЦИ односа смртоносне дозе вредности ЛЦ50 при 24-часовној и 72-часовној процени (Табела 3).После 24 сата, токсични ефекат оброка семена Лс био је већи од осталих третмана са семеном, са највећом активношћу и максималном токсичношћу за ларве (ЛЦ50 = 0,04 г/120 мл дХ2О).Ларве су биле мање осетљиве на ДФП за 24 сата у поређењу са третманима праха семена ИГ, Лс и ПГ, са вредностима ЛЦ50 од 0,115, 0,04 и 0,08 г/120 мл дХ2О респективно, које су биле статистички веће од вредности ЛЦ50.0,211 г/120 мл дХ2О (Табела 3).Вредности ЛЦ90 ДФП, ИГ, ПГ и Лс биле су 0,376, 0,275, 0,137 и 0,074 г/120 мл дХ2О, респективно (Табела 2).Највећа концентрација ДПП била је 0,12 г/120 мл дХ2О.После 24 сата процене, просечна смртност ларви износила је само 12%, док је просечна смртност ИГ и ПГ ларви достигла 51% и 82%, респективно.После 24 сата процене, просечна смртност ларви за највишу концентрацију третираног оброка семена Лс (0,075 г/120 мл дХ2О) износила је 99% (слика 1А).
Криве морталитета су процењене на основу одговора на дозу (Пробит) Ае.Египатске ларве (ларве 3. стадијума) до концентрације оброка семена 24 сата (А) и 72 сата (Б) након третмана.Испрекидана линија представља ЛЦ50 третмана оброка семена.ДФП Тхласпи арвенсе, ДФП-ХТ Тхласпи арвенсе инактивиран топлотом, ИГ Синапсис алба (Ида Голд), ПГ Брассица јунцеа (Пацифиц Голд), Лс Лепидиум сативум.
Код 72-часовне евалуације, вредности ЛЦ50 ДФП, ИГ и ПГ семенског брашна биле су 0,111, 0,085 и 0,051 г/120 мл дХ2О, респективно.Скоро све ларве изложене оброку семена Лс умрле су након 72 сата излагања, тако да подаци о морталитету нису били у складу са Пробит анализом.У поређењу са другим брашном од семена, ларве су биле мање осетљиве на третман ДФП семенског брашна и имале су статистички веће вредности ЛЦ50 (Табеле 2 и 3).После 72 сата, вредности ЛЦ50 за третмане оброка семена ДФП, ИГ и ПГ процењене су на 0,111, 0,085 и 0,05 г/120 мл дХ2О, респективно.После 72 сата процене, вредности ЛЦ90 ДФП, ИГ и ПГ праха семена биле су 0,215, 0,254 и 0,138 г/120 мл дХ2О, респективно.После 72 сата процене, просечна смртност ларви за третмане оброка семена ДФП, ИГ и ПГ при максималној концентрацији од 0,12 г/120 мл дХ2О била је 58%, 66% и 96%, респективно (слика 1Б).Након 72-часовне евалуације, утврђено је да је брашно семена ПГ токсичније од ИГ и ДФП семена.
Синтетички изотиоцијанати, алил изотиоцијанат (АИТЦ), бензил изотиоцијанат (БИТЦ) и 4-хидроксибензилизотиоцијанат (4-ХБИТЦ) могу ефикасно да убију ларве комараца.24 сата након третмана, БИТЦ је био токсичнији за ларве са вредношћу ЛЦ50 од 5,29 ппм у поређењу са 19,35 ппм за АИТЦ и 55,41 ппм за 4-ХБИТЦ (Табела 4).У поређењу са АИТЦ и БИТЦ, 4-ХБИТЦ има нижу токсичност и вишу вредност ЛЦ50.Постоје значајне разлике у токсичности ларви комараца два главна изотиоцијаната (Лс и ПГ) у најснажнијем оброку семена.Токсичност заснована на смртоносном односу дозе ЛЦ50 вредности између АИТЦ, БИТЦ и 4-ХБИТЦ показала је статистичку разлику тако да 95% ЦИ односа смртоносне дозе ЛЦ50 није укључивао вредност од 1 (П = 0,05, табела 4).Процењено је да највеће концентрације БИТЦ и АИТЦ убијају 100% тестираних ларви (слика 2).
Криве морталитета су процењене на основу одговора на дозу (Пробит) Ае.24 сата након третмана, египатске ларве (ларве 3. степена) достигле су синтетичке концентрације изотиоцијаната.Испрекидана линија представља ЛЦ50 за третман изотиоцијанатом.Бензил изотиоцијанат БИТЦ, алил изотиоцијанат АИТЦ и 4-ХБИТЦ.
Употреба биљних биопестицида као средстава за контролу вектора комараца је дуго проучавана.Многе биљке производе природне хемикалије које имају инсектицидно дејство37.Њихова биоактивна једињења пружају атрактивну алтернативу синтетичким инсектицидима са великим потенцијалом у контроли штеточина, укључујући комарце.
Биљке горушице се узгајају као усев за своје семе, користе се као зачин и извор уља.Када се горушичино уље екстрахује из семена или када се сенф екстрахује за употребу као биогориво, 69 нуспроизвод је одмашћено брашно од семена.Овај оброк од семена задржава многе своје природне биохемијске компоненте и хидролитичке ензиме.Токсичност овог семенског брашна приписује се производњи изотиоцијаната55,60,61.Изотиоцијанати настају хидролизом глукозинолата ензимом мирозиназом током хидратације семенског брашна38,55,70 и познато је да имају фунгицидно, бактерицидно, нематицидно и инсектицидно дејство, као и друга својства укључујући хемијска сензорна дејства и хемотерапеутска својства,62,61 70.Неколико студија је показало да биљке горушице и брашна од семена делују ефикасно као фумиганти против штеточина у земљи и ускладиштеној храни57,59,71,72.У овој студији смо проценили токсичност брашна од четири семена и његова три биоактивна производа АИТЦ, БИТЦ и 4-ХБИТЦ на ларве комараца Аедес.Аедес аегипти.Очекује се да ће додавање семенског брашна директно у воду која садржи ларве комараца активирати ензимске процесе који производе изотиоцијанате који су токсични за ларве комараца.Ова биотрансформација је делимично демонстрирана уоченом ларвицидном активношћу брашна семена и губитком инсектицидне активности када је брашно семена патуљасте горушице топлотно третирано пре употребе.Очекује се да ће термичка обрада уништити хидролитичке ензиме који активирају глукозинолате, чиме се спречава стварање биоактивних изотиоцијаната.Ово је прва студија која потврђује инсектицидна својства праха семена купуса против комараца у воденом окружењу.
Међу тестираним праховима семена, прах семена поточарке (Лс) био је најтоксичнији, узрокујући висок морталитет Аедес албопицтус.Ларве Аедес аегипти су континуирано обрађиване током 24 сата.Преостала три праха семена (ПГ, ИГ и ДФП) имала су спорију активност и још увек су изазвала значајан морталитет након 72 сата континуираног третмана.Само оброк семена Лс је садржао значајне количине глукозинолата, док су ПГ и ДФП садржавали мирозиназу, а ИГ је садржао глукозинолат као главни глукозинолат (Табела 1).Глукотропеолин се хидролизује у БИТЦ, а синалбин се хидролизује у 4-ХБИТЦ61,62.Наши резултати биолошке анализе показују да су и брашно Лс семена и синтетички БИТЦ високо токсични за ларве комараца.Главна компонента оброка семена ПГ и ДФП је мирозиназа глукозинолат, који се хидролизује у АИТЦ.АИТЦ је ефикасан у убијању ларви комараца са вредношћу ЛЦ50 од 19,35 ппм.У поређењу са АИТЦ и БИТЦ, 4-ХБИТЦ изотиоцијанат је најмање токсичан за ларве.Иако је АИТЦ мање токсичан од БИТЦ-а, њихове вредности ЛЦ50 су ниже од многих етеричних уља тестираних на ларвама комараца32,73,74,75.
Наш прах семена крсташа за употребу против ларви комараца садржи један главни глукозинолат, који чини преко 98-99% укупних глукозинолата како је утврђено ХПЛЦ.Детектоване су количине других глукозинолата у траговима, али су њихови нивои били мањи од 0,3% укупних глукозинолата.Прашак семена поточарке (Л. сативум) садржи секундарне глукозинолате (синигрин), али њихов удео износи 1% укупних глукозинолата, а њихов садржај је још увек незнатан (око 0,4 мг/г праха семена).Иако ПГ и ДФП садрже исти главни глукозинолат (мирозин), ларвицидна активност њихових оброка семена се значајно разликује због њихових ЛЦ50 вредности.Разликује се у токсичности за пепелницу.Појава ларви Аедес аегипти може бити последица разлика у активности мирозиназе или стабилности између две хране за семе.Активност мирозиназе игра важну улогу у биодоступности производа хидролизе као што су изотиоцијанати у биљкама Брассицацеае76.Претходни извештаји Поцоцк ет ал.77 и Вилкинсон ет ал.78 су показали да промене у активности и стабилности мирозиназе могу такође бити повезане са генетским факторима и факторима средине.
Очекивани садржај биоактивног изотиоцијаната израчунат је на основу ЛЦ50 вредности сваког оброка семена у 24 и 72 сата (Табела 5) за поређење са одговарајућим хемијским применама.После 24 сата, изотиоцијанати у сачму семена су били токсичнији од чистих једињења.Вредности ЛЦ50 израчунате на основу делова на милион (ппм) третмана семена изотиоцијаната биле су ниже од вредности ЛЦ50 за БИТЦ, АИТЦ и 4-ХБИТЦ апликације.Приметили смо ларве које конзумирају пелете семенског брашна (слика 3А).Сходно томе, ларве могу добити више концентрисане изложености токсичним изотиоцијанатима гутањем пелета семенског брашна.Ово је било најочитије у третманима оброка семена ИГ и ПГ при 24-часовној изложености, где су концентрације ЛЦ50 биле 75% и 72% ниже од чистих АИТЦ и 4-ХБИТЦ третмана, респективно.Третмани Лс и ДФП су били токсичнији од чистог изотиоцијаната, са вредностима ЛЦ50 за 24% и 41% нижим, респективно.Ларве у контролном третману су успешно пупирале (слика 3Б), док већина ларви у третману семенског брашна није пупирала и развој ларве је био значајно одложен (слика 3Б,Д).У Сподоптералитури, изотиоцијанати су повезани са успоравањем раста и кашњењем у развоју79.
Ларве Ае.Комарци Аедес аегипти су непрекидно били изложени праху семена Брассица током 24–72 сата.(А) Угинуле ларве са честицама семенског брашна у устима (заокружене);(Б) Контролни третман (дХ20 без доданог брашна од семена) показује да ларве нормално расту и почињу да пупирају након 72 сата (Ц, Д) Ларве третиране брашном од семена;семенска брашна је показала разлике у развоју и није пупирала.
Нисмо проучавали механизам токсичног дејства изотиоцијаната на ларве комараца.Међутим, претходне студије на црвеним ватреним мравима (Соленопсис инвицта) су показале да је инхибиција глутатион С-трансферазе (ГСТ) и естеразе (ЕСТ) главни механизам биоактивности изотиоцијаната, а АИТЦ, чак и при ниској активности, такође може инхибирати ГСТ активност .црвени увезени ватрени мрави у малим концентрацијама.Доза је 0,5 µг/мл80.Насупрот томе, АИТЦ инхибира ацетилхолинестеразу код одраслих кукурузних жижака (Ситопхилус зеамаис)81.Сличне студије се морају спровести да би се разјаснио механизам активности изотиоцијаната код ларви комараца.
Користимо третман ДФП инактивираним топлотом да подржимо предлог да хидролиза биљних глукозинолата у формирање реактивних изотиоцијаната служи као механизам за контролу ларви комараца оброком семена горушице.ДФП-ХТ семенски оброк није био токсичан при тестираним количинама примене.Лафарга и др.82 је известило да су глукозинолати осетљиви на разградњу на високим температурама.Такође се очекује да ће термичка обрада денатурисати ензим мирозиназу у сачму семена и спречити хидролизу глукозинолата да би се формирали реактивни изотиоцијанати.Ово су потврдили и Окунаде ет ал.75 је показало да је мирозиназа осетљива на температуру, показујући да је активност мирозиназе била потпуно инактивирана када су сенф, црни горушица и семе крвавог корена били изложени температурама изнад 80°.Ц. Ови механизми могу довести до губитка инсектицидне активности термички обрађеног ДФП семена.
Дакле, брашно семена горушице и његова три главна изотиоцијаната су токсични за ларве комараца.С обзиром на ове разлике између брашна од семена и хемијских третмана, употреба брашна од семена може бити ефикасан метод контроле комараца.Постоји потреба да се идентификују погодне формулације и ефикасни системи за испоруку како би се побољшала ефикасност и стабилност употребе праха семена.Наши резултати указују на потенцијалну употребу брашна из семена горушице као алтернативе синтетичким пестицидима.Ова технологија би могла да постане иновативно средство за контролу вектора комараца.Пошто ларве комараца напредују у воденом окружењу и глукозинолати семенског брашна се ензимски претварају у активне изотиоцијанате након хидратације, употреба брашна из семена горушице у води зараженој комарцима нуди значајан потенцијал контроле.Иако ларвицидна активност изотиоцијаната варира (БИТЦ > АИТЦ > 4-ХБИТЦ), потребно је више истраживања да би се утврдило да ли комбиновање брашна семена са више глукозинолата синергистички повећава токсичност.Ово је прва студија која показује инсектицидне ефекте одмашћеног брашна семена крсташа и три биоактивна изотиоцијаната на комарце.Резултати ове студије отварају нови терен показујући да одмашћено брашно од семена купуса, нуспродукт екстракције уља из семена, може послужити као обећавајући ларвицидни агенс за контролу комараца.Ове информације могу помоћи даљем откривању средстава за биоконтролу биљака и њиховом развоју као јефтиних, практичних и еколошки прихватљивих биопестицида.
Скупови података генерисани за ову студију и резултирајуће анализе доступни су од одговарајућег аутора на разуман захтев.На крају студије, сви материјали коришћени у студији (инсекти и брашна од семена) су уништени.
Време поста: 29.07.2024