Səmərəli şəkildəağcaqanadları idarə edinvə onların daşıdığı xəstəliklərin yayılma hallarını azaltmaq üçün kimyəvi pestisidlərə strateji, davamlı və ekoloji cəhətdən təmiz alternativlər lazımdır. Biz müəyyən Brassicaceae (Brassica ailəsi) bitkilərindən toxum ununu bioloji cəhətdən qeyri-aktiv qlükozinolatların fermentativ hidrolizi yolu ilə istehsal olunan bitki mənşəli izotiyosiyanatların mənbəyi kimi qiymətləndirdik (L., 1762). Beş yağsızlaşdırılmış toxum unu (Brassica juncea (L) Czern., 1859, Lepidium sativum L., 1753, Sinapis alba L., 1753, Thlaspi arvense L., 1753 və Thlaspi arvense – termal inaktivasiya və fermentativ parçalanmanın üç əsas növü Kimyəvi məhsullar Allil izotiyosiyanat, benzil izotiyosiyanat və 4-hidroksibenzilizotiyosiyanatın Aedes aegypti sürfələrinə 24 saatlıq təsirdə toksikliyini (LC50) təyin etmək üçün = 0,04 q/120 ml dH2O). Xardal, ağ xardal və qatırquyruğu üçün LC50 dəyərləri. Toxum ununun miqdarı allil izotiyosiyanatla (LC50 = 19.35 ppm) müqayisədə müvafiq olaraq 0.05, 0.08 və 0.05 təşkil etmişdir. -Hidroksibenzilizotiyosiyanat (LC50 = 55.41 ppm) müalicədən 24 saat sonra sürfələr üçün müvafiq olaraq 0.1 q/120 ml dH2O-dan daha zəhərli olmuşdur. Bu nəticələr yonca toxumu ununun istehsalı ilə uyğundur. Benzil efirlərinin daha yüksək səmərəliliyi hesablanmış LC50 dəyərlərinə uyğundur. Toxum unundan istifadə ağcaqanadlara qarşı effektiv bir üsul təmin edə bilər. Çarmıxgülü toxum tozunun və onun əsas kimyəvi komponentlərinin ağcaqanad sürfələrinə qarşı effektivliyi və çarmıxgülü toxum tozundakı təbii birləşmələrin ağcaqanadlara qarşı perspektivli ekoloji cəhətdən təmiz sürfə əleyhinə vasitə kimi necə xidmət edə biləcəyini göstərir.
Aedes ağcaqanadlarının yaratdığı vektor vasitəsilə ötürülən xəstəliklər qlobal ictimai səhiyyə problemi olaraq qalır. Ağcaqanad vasitəsilə ötürülən xəstəliklərin yayılması coğrafi olaraq1,2,3 yayılır və yenidən ortaya çıxır, bu da ağır xəstəliklərin alovlanmasına səbəb olur4,5,6,7. İnsanlar və heyvanlar arasında xəstəliklərin yayılması (məsələn, çikunqunya, denqe qızdırması, Rift vadisi qızdırması, sarı qızdırma və Zika virusu) görünməmiş dərəcədədir. Təkcə denqe qızdırması tropiklərdə təxminən 3,6 milyard insanı yoluxma riski altına qoyur, hər il təxminən 390 milyon infeksiya baş verir və bu da ildə 6100–24300 ölümlə nəticələnir8. Cənubi Amerikada Zika virusunun yenidən ortaya çıxması və alovlanması, yoluxmuş qadınlardan doğulan uşaqlarda beyin zədələnməsinə görə dünyanın diqqətini cəlb etmişdir2. Kremer və digərləri 3 Aedes ağcaqanadlarının coğrafi diapazonunun genişlənməyə davam edəcəyini və 2050-ci ilə qədər dünya əhalisinin yarısının ağcaqanad vasitəsilə ötürülən arboviruslar tərəfindən yoluxma riski altında olacağını proqnozlaşdırırlar.
Denge və sarı qızdırmaya qarşı bu yaxınlarda hazırlanmış peyvəndlər istisna olmaqla, ağcaqanadların yoluxduğu xəstəliklərin əksəriyyətinə qarşı peyvəndlər hələ də hazırlanmayıb9,10,11. Peyvəndlər hələ də məhdud miqdarda mövcuddur və yalnız klinik sınaqlarda istifadə olunur. Sintetik insektisidlərdən istifadə edərək ağcaqanad vektorlarına nəzarət ağcaqanadların yoluxduğu xəstəliklərin yayılmasının qarşısını almaq üçün əsas strategiya olmuşdur12,13. Sintetik pestisidlər ağcaqanadları öldürməkdə təsirli olsa da, sintetik pestisidlərin davamlı istifadəsi hədəf olmayan orqanizmlərə mənfi təsir göstərir və ətraf mühiti çirkləndirir14,15,16. Daha da həyəcanverici olanı kimyəvi insektisidlərə qarşı ağcaqanad müqavimətinin artması tendensiyasıdır17,18,19. Pestisidlərlə əlaqəli bu problemlər xəstəlik vektorlarını idarə etmək üçün effektiv və ekoloji cəhətdən təmiz alternativlərin axtarışını sürətləndirib.
Zərərvericilərə qarşı mübarizə üçün fitopesistidlərin mənbələri kimi müxtəlif bitkilər hazırlanmışdır20,21. Bitki maddələri ümumiyyətlə ekoloji cəhətdən təmizdir, çünki onlar bioloji parçalana bilir və məməlilər, balıqlar və amfibiyalar kimi hədəf olmayan orqanizmlərə qarşı aşağı və ya əhəmiyyətsiz toksikliyə malikdir20,22. Bitki mənşəli preparatların ağcaqanadların müxtəlif həyat mərhələlərini effektiv şəkildə idarə etmək üçün müxtəlif təsir mexanizmlərinə malik müxtəlif bioaktiv birləşmələr istehsal etdiyi məlumdur23,24,25,26. Efir yağları və digər aktiv bitki tərkib hissələri kimi bitki mənşəli birləşmələr diqqəti cəlb etmiş və ağcaqanad vektorlarını idarə etmək üçün innovativ vasitələrin yolunu açmışdır. Efir yağları, monoterpenlər və seskviterpenlər kovucular, qidalanma əleyhinə maddələr və ovisidlər kimi çıxış edir27,28,29,30,31,32,33. Bir çox bitki yağları ağcaqanad sürfələrinin, kuklalarının və yetkinlərin ölümünə səbəb olur34,35,36, həşəratların sinir, tənəffüs, endokrin və digər vacib sistemlərinə təsir göstərir37.
Son tədqiqatlar xardal bitkilərinin və onların toxumlarının bioaktiv birləşmələr mənbəyi kimi potensial istifadəsinə dair məlumat vermişdir. Xardal toxumu unu biofumigant38,39,40,41 kimi sınaqdan keçirilmiş və alaq otlarının qarşısının alınması42,43,44 və torpaqda yayılan bitki patogenlərinin45,46,47,48,49,50, bitki qidalanması üçün torpaq əlavəsi kimi istifadə edilmişdir. nematodlar41,51, 52, 53, 54 və zərərvericilər55, 56, 57, 58, 59, 60. Bu toxum tozlarının funqisid aktivliyi izotiosianatlar38,42,60 adlanan bitki qoruyucu birləşmələrinə aid edilir. Bitkilərdə bu qoruyucu birləşmələr bitki hüceyrələrində bioaktiv olmayan qlükozinolatlar şəklində saxlanılır. Lakin bitkilər həşəratların qidalanması və ya patogen infeksiyası nəticəsində zədələndikdə, qlükozinolatlar mirozinaz tərəfindən bioaktiv izotiosianatlara55,61 hidroliz olunur. İzotiosianatlar geniş spektrli antimikrob və insektisid aktivliyinə malik olduğu bilinən uçucu birləşmələrdir və onların quruluşu, bioloji aktivliyi və tərkibi Brassicaceae növləri arasında geniş şəkildə dəyişir42,59,62,63.
Xardal toxumu unundan əldə edilən izotiosianatların insektisid aktivliyinə malik olduğu məlum olsa da, tibbi cəhətdən əhəmiyyətli buğumayaqlılar vektorlarına qarşı bioloji aktivliyə dair məlumatlar yoxdur. Tədqiqatımızda Aedes ağcaqanadlarına qarşı dörd yağsızlaşdırılmış toxum tozunun sürfə öldürücü aktivliyi araşdırıldı. Aedes aegypti sürfələri. Tədqiqatın məqsədi onların ağcaqanadlara qarşı ekoloji cəhətdən təmiz biopesistid kimi potensial istifadəsini qiymətləndirmək idi. Toxum ununun üç əsas kimyəvi komponenti, allil izotiosianat (AITC), benzil izotiosianat (BITC) və 4-hidroksibenzilizotiosianat (4-HBITC) də bu kimyəvi komponentlərin ağcaqanad sürfələri üzərində bioloji aktivliyini sınaqdan keçirmək üçün sınaqdan keçirildi. Bu, dörd kələm toxumu tozunun və onların əsas kimyəvi komponentlərinin ağcaqanad sürfələrinə qarşı effektivliyini qiymətləndirən ilk hesabatdır.
Aedes aegypti (Rokfeller ştammı) laboratoriya koloniyaları 26°C, 70% nisbi rütubət (RH) və 10:14 saat (L:D fotoperiodu) saxlanılmışdır. Cütləşmiş dişilər plastik qəfəslərdə (hündürlüyü 11 sm və diametri 9,5 sm) saxlanılmış və sitratlaşdırılmış mal-qara qanı (HemoStat Laboratories Inc., Dixon, CA, ABŞ) istifadə edərək şüşə qidalandırma sistemi vasitəsilə qidalandırılmışdır. Qan qidalanması, adi qaydada, 37°C temperatur nəzarəti ilə dövran edən su vannası borusuna (HAAKE S7, Thermo-Scientific, Waltham, MA, ABŞ) qoşulmuş membran çoxşüşəli qidalandırıcı (Chemglass, Life Sciences LLC, Vineland, NJ, ABŞ) istifadə edilərək həyata keçirilmişdir. Hər şüşə qidalandırma kamerasının alt hissəsinə (sahəsi 154 mm2) Parafilm M filmi çəkin. Daha sonra hər bir qidalandırıcı cütləşən dişi olan qəfəsi örtən üst torun üzərinə yerləşdirilmişdir. Təxminən 350–400 μl mal-qara qanı Pasteur pipetindən (Fisherbrand, Fisher Scientific, Waltham, MA, ABŞ) istifadə edərək şüşə qidalandırıcı huniyə əlavə edildi və yetkin qurdların ən azı bir saat süzülməsinə icazə verildi. Daha sonra hamilə dişilərə 10% saxaroza məhlulu verildi və fərdi ultra şəffaf sufle stəkanlarına (1.25 fl oz ölçüsü, Dart Container Corp., Mason, MI, ABŞ) düzülmüş nəm filtr kağızının üzərinə yumurta qoymağa icazə verildi. Su ilə doldurulmuş qəfəs. Yumurta olan filtr kağızını möhürlənmiş torbaya (SC Johnsons, Racine, WI) qoyun və 26°C-də saxlayın. Yumurtalar yumurtadan çıxarıldı və təxminən 200–250 sürfə dovşan çovusu (ZuPreem, Premium Natural Products, Inc., Mission, KS, ABŞ) və qaraciyər tozu (MP Biomedicals, LLC, Solon, OH, ABŞ) və balıq filesi (TetraMin, Tetra GMPH, Meer, Almaniya) qarışığı olan plastik qablarda 2:1:1 nisbətində yetişdirildi. Bioanalizlərimizdə üçüncü yaş dövrünün sonlarında sürfələrdən istifadə edilmişdir.
Bu tədqiqatda istifadə edilən bitki toxum materialı aşağıdakı kommersiya və dövlət mənbələrindən əldə edilmişdir: ABŞ-ın Vaşinqton ştatının Sakit Okean Şimal-Qərb Fermerlər Kooperativindən Brassica juncea (qəhvəyi xardal-Sakit Okean Qızılı) və Brassica juncea (ağ xardal-Ida Qızılı); ABŞ-ın Peoria, İllinoys ştatının Kelly Seed and Hardware Co. şirkətindən (Garden Cress) və ABŞ-ın Peoria, İllinoys ştatının USDA-ARS şirkətindən Thlaspi arvense (Field Pennycress-Elisabeth); Tədqiqatda istifadə edilən toxumların heç biri pestisidlərlə işlənməmişdir. Bütün toxum materialları bu tədqiqatda yerli və milli qaydalara və bütün müvafiq yerli dövlət və milli qaydalara uyğun olaraq emal edilmiş və istifadə edilmişdir. Bu tədqiqat transgen bitki sortlarını araşdırmayıb.
Brassica juncea (PG), Yonca (Ls), Ağ xardal (IG), Thlaspi arvense (DFP) toxumları 0,75 mm tor və paslanmayan polad rotorlu, 12 dişli, 10.000 dövr/dəq (Cədvəl 1) ilə təchiz olunmuş Retsch ZM200 ultra mərkəzdənqaçma dəyirmanı (Retsch, Haan, Almaniya) vasitəsilə incə toz halına gətirildi. Üyüdülmüş toxum tozu kağız oymağa köçürüldü və Soxhlet aparatında 24 saat ərzində heksanla yağsızlaşdırıldı. Yağsızlaşdırılmış tarla xardalının bir nümunəsi mirozinazın denaturasiya edilməsi və bioloji cəhətdən aktiv izotiosianatlar əmələ gətirmək üçün qlükozinolatların hidrolizinin qarşısını almaq üçün 100 °C-də 1 saat istiliklə işləndi. İstiliklə işlənmiş at quyruğu toxumu tozu (DFP-HT) mirozinazın denaturasiyası ilə mənfi nəzarət kimi istifadə edildi.
Yağsız toxum ununun qlükozinolat tərkibi əvvəllər dərc edilmiş protokola 64 uyğun olaraq yüksək performanslı maye xromatoqrafiyası (HPLC) istifadə edilərək üçqat olaraq təyin edilmişdir. Qısaca desək, 250 mq yağsız toxum tozu nümunəsinə 3 ml metanol əlavə edilmişdir. Hər nümunə su hamamında 30 dəqiqə ultrasəslə işlənmiş və 23°C-də 16 saat qaranlıqda saxlanılmışdır. Daha sonra üzvi təbəqənin 1 ml alikvotu 0,45 μm filtrdən avtomatik nümunə götürənə süzülmüşdür. Shimadzu HPLC sistemində (iki LC 20AD nasosu; SIL 20A avtomatik nümunə götürən; DGU 20As deqazatoru; 237 nm-də monitorinq üçün SPD-20A UV-VIS detektoru; və CBM-20A rabitə avtobusu modulu) işləyən toxum ununun qlükozinolat tərkibi Shimadzu LC Solution proqram təminatının 1.25 versiyası (Shimadzu Corporation, Kolumbiya, MD, ABŞ) istifadə edilərək üçqat olaraq təyin edilmişdir. Sütun C18 Inertsil tərs fazalı sütun idi (250 mm × 4.6 mm; RP C-18, ODS-3, 5u; GL Sciences, Torrance, CA, ABŞ). İlkin mobil faza şərtləri 1 ml/dəq axın sürəti ilə suda 12% metanol/88% 0.01 M tetrabutilamonium hidroksid (TBAH; Sigma-Aldrich, Sent-Luis, MO, ABŞ) olaraq təyin edildi. 15 μl nümunənin yeridilməsindən sonra ilkin şərtlər 20 dəqiqə saxlanıldı və sonra həlledici nisbəti 100% metanola uyğunlaşdırıldı və ümumi nümunə analiz müddəti 65 dəqiqə oldu. Yağsız toxum ununun kükürd tərkibini qiymətləndirmək üçün yeni hazırlanmış sinapin, qlükozinolat və mirozin standartlarının (Sigma-Aldrich, Sent-Luis, MO, ABŞ) ardıcıl seyreltilməsi ilə standart əyri (nM/mAb əsaslı) yaradıldı. qlükozinolatlar. Nümunələrdəki qlükozinolat konsentrasiyaları, eyni sütunla təchiz olunmuş OpenLAB CDS ChemStation versiyasından (C.01.07 SR2 [255]) istifadə edərək və əvvəllər təsvir edilmiş metoddan istifadə edərək Agilent 1100 HPLC (Agilent, Santa Clara, CA, ABŞ) üzərində sınaqdan keçirilmişdir. Qlükozinolat konsentrasiyaları müəyyən edilmişdir; HPLC sistemləri arasında müqayisə edilə bilər.
Allil izotiyosiyanat (94%, stabil) və benzil izotiyosiyanat (98%) Fisher Scientific (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, ABŞ) şirkətindən alınmışdır. 4-Hidroksibenzilizotiyosiyanat ChemCruz (Santa Cruz Biotechnology, CA, ABŞ) şirkətindən alınmışdır. Mirozinaz tərəfindən fermentativ şəkildə hidrolizə edildikdə, qlükozinolatlar, qlükozinolatlar və qlükozinolatlar müvafiq olaraq allil izotiyosiyanat, benzil izotiyosiyanat və 4-hidroksibenzilizotiyosiyanat əmələ gətirir.
Laboratoriya bioanalizləri Muturi və digərlərinin 32 metoduna uyğun olaraq modifikasiyalarla aparılmışdır. Tədqiqatda beş az yağlı toxum yemindən istifadə edilmişdir: DFP, DFP-HT, IG, PG və Ls. İyirmi sürfə 120 ml deionlaşdırılmış su (dH2O) ehtiva edən 400 ml birdəfəlik istifadə üçün nəzərdə tutulmuş üç tərəfli stəkana (VWR International, LLC, Radnor, PA, ABŞ) yerləşdirilmişdir. Ağcaqanad sürfələrinin toksikliyi üçün yeddi toxum unu konsentrasiyası sınaqdan keçirilmişdir: DFP toxum unu, DFP-HT, IG və PG üçün 0,01, 0,02, 0,04, 0,06, 0,08, 0,1 və 0,12 q toxum unu/120 ml dH2O. İlkin bioanalizlər göstərir ki, yağsızlaşdırılmış Ls toxum unu sınaqdan keçirilmiş digər dörd toxum unundan daha zəhərlidir. Buna görə də, Ls toxum ununun yeddi müalicə konsentrasiyasını aşağıdakı konsentrasiyalara uyğunlaşdırdıq: 0,015, 0,025, 0,035, 0,045, 0,055, 0,065 və 0,075 q/120 ml dH2O.
Təhlil şəraitində normal həşərat ölümünü qiymətləndirmək üçün müalicə olunmamış nəzarət qrupu (dH20, toxum unu əlavəsi yoxdur) daxil edilmişdir. Hər toxum unu üçün toksikoloji bioanalizlərə üç təkrarlanan üç mailli stəkan (stəkan başına 20 gec üçüncü yaş sürfəsi), cəmi 108 flakon daxil edilmişdir. İşlənmiş qablar otaq temperaturunda (20-21°C) saxlanılmış və sürfə ölümü müalicə konsentrasiyalarına davamlı məruz qalma müddətində 24 və 72 saat ərzində qeydə alınmışdır. Ağcaqanadın bədəni və əlavələri nazik paslanmayan polad spatula ilə deşildikdə və ya toxunulduqda hərəkət etməzsə, ağcaqanad sürfələri ölü hesab olunur. Ölü sürfələr adətən qabın dibində və ya suyun səthində dorsal və ya ventral vəziyyətdə hərəkətsiz qalırlar. Təcrübə müxtəlif günlərdə müxtəlif sürfə qruplarından istifadə etməklə üç dəfə təkrarlanmışdır, hər müalicə konsentrasiyasına məruz qalan ümumilikdə 180 sürfə olmuşdur.
AITC, BITC və 4-HBITC-nin ağcaqanad sürfələrinə toksikliyi eyni bioanaliz prosedurundan istifadə edilərək, lakin fərqli müalicə üsulları ilə qiymətləndirilmişdir. Hər bir kimyəvi maddə üçün 100.000 ppm məhlulu hazırlayın, 2 ml-lik santrifüj borusunda 900 μL mütləq etanola 100 µL kimyəvi maddə əlavə edin və yaxşıca qarışdırmaq üçün 30 saniyə çalxalayın. Müalicə konsentrasiyaları ilkin bioanalizlərimizə əsasən müəyyən edilmişdir ki, bu da BITC-nin AITC və 4-HBITC-dən daha zəhərli olduğunu aşkar etmişdir. Zəhərliliyi müəyyən etmək üçün 5 BITC konsentrasiyası (1, 3, 6, 9 və 12 ppm), 7 AITC konsentrasiyası (5, 10, 15, 20, 25, 30 və 35 ppm) və 6 4-HBITC konsentrasiyası (15, 15, 20, 25, 30 və 35 ppm) götürülmüşdür. 30, 45, 60, 75 və 90 ppm). Kontrol müalicəsinə kimyəvi müalicənin maksimum həcminə bərabər olan 108 μL mütləq etanol vuruldu. Bioanalizlər yuxarıda göstərildiyi kimi təkrarlandı və müalicə konsentrasiyasına görə cəmi 180 sürfə aşkarlandı. 24 saat davamlı təsirdən sonra AITC, BITC və 4-HBITC-nin hər bir konsentrasiyası üçün sürfə ölümü qeydə alındı.
65 doza ilə əlaqəli ölüm məlumatlarının probit təhlili Polo proqram təminatından (Polo Plus, LeOra Software, versiya 1.0) istifadə edərək 50% ölümcül konsentrasiyanı (LC50), 90% ölümcül konsentrasiyanı (LC90), yamacı, ölümcül doza əmsalını və 95% ölümcül konsentrasiyanı hesablamaq üçün aparılmışdır. Bu, loqarifmik çevrilmiş konsentrasiya və doza-ölüm əyriləri üçün ölümcül doza nisbətləri üçün etibarlılıq intervallarına əsaslanır. Ölüm məlumatları hər bir müalicə konsentrasiyasına məruz qalan 180 sürfənin birləşdirilmiş təkrar məlumatlarına əsaslanır. Ehtimal təhlilləri hər toxum unu və hər bir kimyəvi komponent üçün ayrıca aparılmışdır. Ölümcül doza nisbətinin 95% etibarlılıq intervalına əsasən, toxum ununun və kimyəvi tərkib hissələrinin ağcaqanad sürfələrinə toksikliyinin əhəmiyyətli dərəcədə fərqli olduğu düşünülmüşdür, buna görə də 1 dəyəri olan etibarlılıq intervalı əhəmiyyətli dərəcədə fərqli deyildi, P = 0.0566.
Yağsızlaşdırılmış toxum unları olan DFP, IG, PG və Ls-də əsas qlükozinolatların təyini üçün HPLC nəticələri Cədvəl 1-də verilmişdir. Test edilmiş toxum unlarındakı əsas qlükozinolatlar, hər ikisində mirozinaz qlükozinolatları olan DFP və PG istisna olmaqla, fərqli idi. PG-də mirozinin miqdarı DFP-dən daha yüksək, müvafiq olaraq 33,3 ± 1,5 və 26,5 ± 0,9 mq/q idi. Ls toxum tozunda 36,6 ± 1,2 mq/q qlükoqlikon, IG toxum tozunda isə 38,0 ± 0,5 mq/q sinapin var idi.
Ae. Aedes aegypti ağcaqanadlarının sürfələri yağsızlaşdırılmış toxum unu ilə müalicə edildikdə öldürüldü, baxmayaraq ki, müalicənin effektivliyi bitki növündən asılı olaraq dəyişdi. Yalnız DFP-NT 24 və 72 saatlıq təsirdən sonra ağcaqanad sürfələri üçün zəhərli deyildi (Cədvəl 2). Aktiv toxum tozunun toksikliyi artan konsentrasiya ilə artdı (Şəkil 1A, B). Toxum ununun ağcaqanad sürfələrinə toksikliyi 24 saatlıq və 72 saatlıq qiymətləndirmələrdə LC50 dəyərlərinin öldürücü doza nisbətinin 95% CI-sinə əsasən əhəmiyyətli dərəcədə dəyişdi (Cədvəl 3). 24 saatdan sonra Ls toxum ununun toksik təsiri digər toxum unu müalicələrindən daha yüksək idi, ən yüksək aktivlik və sürfələr üçün maksimum toksiklik (LC50 = 0,04 q/120 ml dH2O) ilə müşahidə edildi. Sürfələr IG, Ls və PG toxum tozu ilə müalicə ilə müqayisədə 24 saat ərzində DFP-yə daha az həssas idilər, LC50 dəyərləri müvafiq olaraq 0,115, 0,04 və 0,08 q/120 ml dH2O idi ki, bu da LC50 dəyərindən statistik olaraq yüksək idi. 0,211 q/120 ml dH2O (Cədvəl 3). DFP, IG, PG və Ls-in LC90 dəyərləri müvafiq olaraq 0,376, 0,275, 0,137 və 0,074 q/120 ml dH2O idi (Cədvəl 2). DPP-nin ən yüksək konsentrasiyası 0,12 q/120 ml dH2O idi. 24 saatlıq qiymətləndirmədən sonra sürfələrin orta ölüm nisbəti cəmi 12%, IG və PG sürfələrinin orta ölüm nisbəti isə müvafiq olaraq 51% və 82%-ə çatdı. 24 saatlıq qiymətləndirmədən sonra, Ls toxum unu müalicəsinin ən yüksək konsentrasiyası (0,075 q/120 ml dH2O) üçün orta sürfə ölüm nisbəti 99% təşkil etmişdir (Şəkil 1A).
Ölüm əyriləri Ae. Misir sürfələrinin (3-cü yaş sürfələri) müalicədən 24 saat (A) və 72 saat (B) sonra toxum unu konsentrasiyasına doza reaksiyasından (Probit) qiymətləndirilmişdir. Nöqtəli xətt toxum unu müalicəsinin LC50-ni təmsil edir. DFP Thlaspi arvense, DFP-HT İstiliklə inaktivləşdirilmiş Thlaspi arvense, IG Sinapsis alba (Ida Gold), PG Brassica juncea (Pacific Gold), Ls Lepidium sativum.
72 saatlıq qiymətləndirmədə DFP, IG və PG toxum ununun LC50 dəyərləri müvafiq olaraq 0,111, 0,085 və 0,051 q/120 ml dH2O təşkil etmişdir. Ls toxum ununa məruz qalan demək olar ki, bütün sürfələr 72 saatlıq məruz qalmadan sonra ölmüşdür, buna görə də ölüm məlumatları Probit analizi ilə uyğunsuz olmuşdur. Digər toxum ununa nisbətən sürfələr DFP toxum ununa daha az həssas idi və statistik olaraq daha yüksək LC50 dəyərlərinə malik idi (Cədvəl 2 və 3). 72 saatdan sonra DFP, IG və PG toxum ununa məruz qalma üçün LC50 dəyərlərinin müvafiq olaraq 0,111, 0,085 və 0,05 q/120 ml dH2O olduğu təxmin edilmişdir. 72 saatlıq qiymətləndirmədən sonra DFP, IG və PG toxum tozlarının LC90 dəyərləri müvafiq olaraq 0,215, 0,254 və 0,138 q/120 ml dH2O təşkil etmişdir. 72 saatlıq qiymətləndirmədən sonra, maksimum 0,12 q/120 ml dH2O konsentrasiyasında DFP, IG və PG toxum unu müalicələri üçün orta sürfə ölümü müvafiq olaraq 58%, 66% və 96% təşkil etmişdir (Şəkil 1B). 72 saatlıq qiymətləndirmədən sonra PG toxum ununun IG və DFP toxum unundan daha zəhərli olduğu aşkar edilmişdir.
Sintetik izotiyosiyanatlar, allil izotiyosiyanat (AITC), benzil izotiyosiyanat (BITC) və 4-hidroksibenzilizotiyosiyanat (4-HBITC) ağcaqanad sürfələrini effektiv şəkildə öldürə bilər. Müalicədən 24 saat sonra BITC sürfələr üçün daha zəhərli idi, LC50 dəyəri 5.29 ppm idi, AITC üçün bu rəqəm 19.35 ppm və 4-HBITC üçün 55.41 ppm idi (Cədvəl 4). AITC və BITC ilə müqayisədə 4-HBITC daha aşağı toksikliyə və daha yüksək LC50 dəyərinə malikdir. Ən güclü toxum ununda iki əsas izotiyosiyanatın (Ls və PG) ağcaqanad sürfəsi toksikliyində əhəmiyyətli fərqlər var. AITC, BITC və 4-HBITC arasındakı LC50 dəyərlərinin ölümcül doza nisbətinə əsaslanan toksiklik, LC50 ölümcül doza nisbətinin 95% CI-nin 1 dəyərini əhatə etmədiyi statistik fərq göstərdi (P = 0.05, Cədvəl 4). Həm BITC, həm də AITC-nin ən yüksək konsentrasiyalarının sınaqdan keçirilmiş sürfələrin 100%-ni öldürdüyü təxmin edilmişdir (Şəkil 2).
Ölüm əyriləri Ae-nin doza reaksiyasından (Probit) hesablanmışdır. Müalicədən 24 saat sonra Misir sürfələri (3-cü yaş sürfələri) sintetik izotiyosiyanat konsentrasiyalarına çatdı. Nöqtəli xətt izotiyosiyanat müalicəsi üçün LC50-ni təmsil edir. Benzil izotiyosiyanat BITC, allil izotiyosiyanat AITC və 4-HBITC.
Bitki biopestisidlərinin ağcaqanad vektorlarına qarşı mübarizə vasitələri kimi istifadəsi uzun müddətdir öyrənilib. Bir çox bitki insektisid aktivliyinə malik təbii kimyəvi maddələr istehsal edir37. Onların bioaktiv birləşmələri ağcaqanadlar da daxil olmaqla zərərvericilərə qarşı mübarizədə böyük potensiala malik sintetik insektisidlərə cəlbedici alternativ təmin edir.
Xardal bitkiləri toxumları üçün məhsul kimi yetişdirilir, ədviyyat və yağ mənbəyi kimi istifadə olunur. Xardal yağı toxumlardan çıxarıldıqda və ya xardal bioyanacaq kimi istifadə üçün çıxarıldıqda, 69 əlavə məhsul yağsızlaşdırılmış toxum unudur. Bu toxum unu təbii biokimyəvi komponentlərinin çoxunu və hidrolitik fermentləri saxlayır. Bu toxum ununun toksikliyi izotiosianatların istehsalı ilə əlaqələndirilir55,60,61. İzotiosianatlar toxum ununun hidratasiyası zamanı mirozinaz fermenti tərəfindən qlükozinolatların hidrolizi yolu ilə əmələ gəlir38,55,70 və funqisid, bakterisid, nematisid və insektisid təsirlərinə, eləcə də kimyəvi sensor təsirləri və kemoterapevtik xüsusiyyətləri daxil olmaqla digər xüsusiyyətlərə malik olduğu məlumdur61,62,70. Bir neçə tədqiqat göstərib ki, xardal bitkiləri və toxum unu torpaq və saxlanılan qida zərərvericilərinə qarşı fumiqant kimi effektiv təsir göstərir57,59,71,72. Bu tədqiqatda dörd toxumlu unun və onun üç bioaktiv məhsulu olan AITC, BITC və 4-HBITC-nin Aedes ağcaqanad sürfələrinə toksikliyini qiymətləndirdik. Aedes aegypti. Ağcaqanad sürfələri olan suya toxum ununun birbaşa əlavə edilməsinin ağcaqanad sürfələri üçün zəhərli olan izotiyosiyanatlar istehsal edən fermentativ prosesləri aktivləşdirəcəyi gözlənilir. Bu biotransformasiya qismən toxum ununun müşahidə olunan sürfə öldürücü aktivliyi və cırtdan xardal toxumu ununun istifadədən əvvəl istiliklə işlənməsi zamanı insektisid aktivliyinin itirilməsi ilə nümayiş etdirilmişdir. İstiliklə işlənmənin qlükozinolatları aktivləşdirən hidrolitik fermentləri məhv etməsi və bununla da bioaktiv izotiyosiyanatların əmələ gəlməsinin qarşısını alması gözlənilir. Bu, kələm toxumu tozunun su mühitində ağcaqanadlara qarşı insektisid xüsusiyyətlərini təsdiqləyən ilk tədqiqatdır.
Test edilmiş toxum tozları arasında su terəsi toxumu tozu (Ls) ən zəhərli olub və Aedes albopictus-un yüksək ölümünə səbəb olub. Aedes aegypti sürfələri 24 saat ərzində davamlı olaraq emal edilib. Qalan üç toxum tozu (PG, IG və DFP) daha yavaş aktivliyə malik olub və 72 saatlıq davamlı müalicədən sonra da əhəmiyyətli ölümə səbəb olub. Yalnız Ls toxum ununda əhəmiyyətli miqdarda qlükozinolat var idi, PG və DFP isə mirozinaza, IG isə əsas qlükozinolat kimi qlükozinolat ehtiva edirdi (Cədvəl 1). Qlükotropeolin BITC-yə, sinalbin isə 4-HBITC61,62-yə qədər hidroliz olunur. Bioanaliz nəticələrimiz göstərir ki, həm Ls toxum ununda, həm də sintetik BITC ağcaqanad sürfələri üçün çox zəhərlidir. PG və DFP toxum ununun əsas komponenti AITC-yə qədər hidroliz olunan mirozinaza qlükozinolatdır. AITC, 19.35 ppm LC50 dəyəri ilə ağcaqanad sürfələrini öldürməkdə təsirlidir. AITC və BITC ilə müqayisədə 4-HBITC izotiyosiyanat sürfələr üçün ən az zəhərlidir. AITC BITC-dən daha az zəhərli olsa da, onların LC50 dəyərləri ağcaqanad sürfələri üzərində sınaqdan keçirilmiş bir çox efir yağlarından daha aşağıdır32,73,74,75.
Ağcaqanad sürfələrinə qarşı istifadə üçün hazırladığımız xaççiçəkli toxum tozu, HPLC ilə müəyyən edildiyi kimi, ümumi qlükozinolatların 98-99%-dən çoxunu təşkil edən bir əsas qlükozinolat ehtiva edir. Digər qlükozinolatların iz miqdarı aşkar edilmişdir, lakin onların səviyyəsi ümumi qlükozinolatların 0,3%-dən az idi. Su terəsi (L. sativum) toxum tozu ikinci dərəcəli qlükozinolatları (sinigrin) ehtiva edir, lakin onların nisbəti ümumi qlükozinolatların 1%-ni təşkil edir və onların tərkibi hələ də əhəmiyyətsizdir (təxminən 0,4 mq/q toxum tozu). PG və DFP eyni əsas qlükozinolatı (mirozin) ehtiva etsə də, onların toxum ununun sürfə öldürücü aktivliyi LC50 dəyərlərinə görə əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənir. Toz kifinə qarşı toksikliyi dəyişir. Aedes aegypti sürfələrinin ortaya çıxması mirozinaz aktivliyindəki və ya iki toxum yemi arasındakı stabillikdəki fərqlərə görə ola bilər. Mirozinaza aktivliyi Brassicaceae bitkilərində izotiosianatlar kimi hidroliz məhsullarının biomənimsənilməsində mühüm rol oynayır76. Pocock və digərləri.77 və Wilkinson və digərləri.78 tərəfindən aparılan əvvəlki hesabatlar mirozinaza aktivliyində və stabilliyindəki dəyişikliklərin genetik və ətraf mühit amilləri ilə də əlaqəli ola biləcəyini göstərmişdir.
Gözlənilən bioaktiv izotiyosiyanat tərkibi müvafiq kimyəvi tətbiqlərlə müqayisə üçün hər toxum ununun 24 və 72 saatlıq LC50 dəyərlərinə əsasən hesablanmışdır (Cədvəl 5). 24 saatdan sonra toxum unundakı izotiyosiyanatlar təmiz birləşmələrdən daha zəhərli idi. İzotiyosiyanat toxumu emalının milyon başına düşən hissələrinə (ppm) əsasən hesablanan LC50 dəyərləri BITC, AITC və 4-HBITC tətbiqləri üçün LC50 dəyərlərindən aşağı idi. Sürfələrin toxum unundan qranullar yediyini müşahidə etdik (Şəkil 3A). Nəticə etibarilə, sürfələr toxum unundan qranullar yeyərək zəhərli izotiyosiyanatlara daha çox konsentrasiya olunmuş məruz qala bilərlər. Bu, 24 saatlıq məruz qalmada IG və PG toxum unundan qranullar qəbul edərkən daha çox özünü göstərdi, burada LC50 konsentrasiyaları müvafiq olaraq təmiz AITC və 4-HBITC emallarından 75% və 72% aşağı idi. Ls və DFP müalicələri təmiz izotiyosiyanatdan daha zəhərli idi və LC50 dəyərləri müvafiq olaraq 24% və 41% aşağı idi. Nəzarət müalicəsindəki sürfələr uğurla puplaşdı (Şəkil 3B), toxum unu müalicəsindəki sürfələrin əksəriyyəti puplaşmadı və sürfə inkişafı əhəmiyyətli dərəcədə gecikdi (Şəkil 3B, D). Spodopteraliturada izotiyosiyanatlar böyümənin geriləməsi və inkişaf gecikməsi ilə əlaqələndirilir79.
Ae. Aedes aegypti ağcaqanadlarının sürfələri 24-72 saat ərzində davamlı olaraq Brassica toxum tozuna məruz qalmışdır. (A) Ağız hissələrində toxum unu hissəcikləri olan ölü sürfələr (dairəvi şəkildə); (B) Nəzarət müalicəsi (əlavə toxum unu olmadan dH20) göstərir ki, sürfələr normal böyüyür və 72 saatdan sonra puplaşmağa başlayır (C, D) Toxum unu ilə müalicə olunmuş sürfələr; toxum unu inkişafda fərqlər göstərdi və puplaşmadı.
İzotiosianatların ağcaqanad sürfələrinə zəhərli təsir mexanizmini öyrənməmişik. Lakin, qırmızı od qarışqaları (Solenopsis invicta) üzərində aparılan əvvəlki tədqiqatlar göstərmişdir ki, qlütation S-transferaza (GST) və esteraza (EST) inhibisyonu izotiosianat bioaktivliyinin əsas mexanizmidir və AITC, hətta aşağı aktivlikdə belə, GST aktivliyini də inhibə edə bilər. qırmızı idxal olunmuş od qarışqaları aşağı konsentrasiyalarda. Doza 0,5 µq/ml-dir80. Bunun əksinə olaraq, AITC yetkin qarğıdalı alaq otlarında (Sitophilus zeamais) asetilkolinesterazanı inhibə edir81. Ağcaqanad sürfələrində izotiosianat aktivliyinin mexanizmini aydınlaşdırmaq üçün oxşar tədqiqatlar aparılmalıdır.
Bitki qlükozinolatlarının reaktiv izotiosianatlar əmələ gətirmək üçün hidrolizinin xardal toxumu unu ilə ağcaqanad sürfələrinə nəzarət mexanizmi kimi xidmət etdiyi təklifini dəstəkləmək üçün istiliklə inaktivləşdirilmiş DFP müalicəsindən istifadə edirik. DFP-HT toxum unu sınaqdan keçirilmiş tətbiq nisbətlərində zəhərli deyildi. Lafarga və digərləri 82 qlükozinolatların yüksək temperaturda parçalanmaya həssas olduğunu bildirmişdir. İstilik müalicəsinin həmçinin toxum unundakı mirozinaza fermentini denaturasiya etməsi və qlükozinolatların reaktiv izotiosianatlar əmələ gətirmək üçün hidrolizinin qarşısını alması gözlənilir. Bu, Okunade və digərləri tərəfindən də təsdiqlənmişdir. 75 mirozinazın temperatura həssas olduğunu göstərdi və xardal, qara xardal və qan kökü toxumları 80°C-dən yuxarı temperaturlara məruz qaldıqda mirozinaza aktivliyinin tamamilə inaktivləşdiyini göstərir. Bu mexanizmlər istiliklə işlənmiş DFP toxum ununun insektisid aktivliyinin itirilməsinə səbəb ola bilər.
Beləliklə, xardal toxumu unu və onun üç əsas izotiosianatı ağcaqanad sürfələri üçün zəhərlidir. Toxum unu ilə kimyəvi müalicə arasındakı bu fərqləri nəzərə alaraq, toxum ununun istifadəsi ağcaqanadla mübarizənin effektiv bir üsulu ola bilər. Toxum tozlarının istifadəsinin effektivliyini və sabitliyini artırmaq üçün uyğun formulaların və effektiv çatdırılma sistemlərinin müəyyən edilməsinə ehtiyac var. Nəticələrimiz sintetik pestisidlərə alternativ olaraq xardal toxumu ununun potensial istifadəsini göstərir. Bu texnologiya ağcaqanad vektorlarını idarə etmək üçün innovativ bir vasitəyə çevrilə bilər. Ağcaqanad sürfələri su mühitində yaxşı inkişaf etdiyindən və toxum unu qlükozinolatları nəmləndirmə zamanı fermentativ olaraq aktiv izotiosianatlara çevrildiyindən, ağcaqanadla yoluxmuş suda xardal toxumu ununun istifadəsi əhəmiyyətli nəzarət potensialı təklif edir. İzotiosianatların sürfə öldürücü aktivliyi dəyişkən olsa da (BITC > AITC > 4-HBITC), toxum ununun birdən çox qlükozinolatla birləşdirilməsinin sinergetik olaraq toksikliyi artırıb-artırmadığını müəyyən etmək üçün daha çox tədqiqat tələb olunur. Bu, yağsızlaşdırılmış xaççiçəkli toxum ununun və üç bioaktiv izotiosianatın ağcaqanadlara insektisid təsirini nümayiş etdirən ilk tədqiqatdır. Bu tədqiqatın nəticələri, toxumlardan yağ çıxarılması nəticəsində əldə edilən yağsızlaşdırılmış kələm toxumu ununun ağcaqanadlara qarşı mübarizədə perspektivli sürfə öldürücü vasitə kimi xidmət edə biləcəyini göstərməklə yeni bir yol açır. Bu məlumat bitki bionəzarət vasitələrinin kəşfinə və onların ucuz, praktik və ekoloji cəhətdən təmiz biopestisidlər kimi hazırlanmasına kömək edə bilər.
Bu tədqiqat üçün yaradılan məlumat dəstləri və nəticədə əldə edilən təhlillər müvafiq müəllifdən ağlabatan tələb əsasında əldə edilə bilər. Tədqiqatın sonunda tədqiqatda istifadə edilən bütün materiallar (həşəratlar və toxum unu) məhv edildi.
Yazı vaxtı: 29 iyul 2024