sorğubg

Ağcaqanadlara qarşı ekoloji təmiz larvisid kimi kələm toxumu tozunun və onun birləşmələrinin bioloji aktivliyi

Effektiv şəkildəağcaqanadlara nəzarətvə daşıdıqları xəstəliklərin yayılmasının azaldılması, kimyəvi pestisidlərə strateji, davamlı və ətraf mühitə uyğun alternativlərə ehtiyac var.Biz Misir Aedes (L., 1762) ilə mübarizədə istifadə üçün bioloji cəhətdən qeyri-aktiv qlükozinolatların enzimatik hidrolizi ilə istehsal olunan bitki mənşəli izotiosiyanatların mənbəyi kimi müəyyən Brassicaceae (Brassica ailəsi) dən toxum yeməklərini qiymətləndirdik.Beş yağsız toxum unu (Brassica juncea (L) Czern., 1859, Lepidium sativum L., 1753, Sinapis alba L., 1753, Thlaspi arvense L., 1753 və Thlaspi arvense - üç əsas istilik deaktivasiyası və kimyəvi deaktivasiya növü məhsullar 24 saatlıq məruz qalma zamanı allil izotiosiyanat, benzil izotiyosiyanat və 4-hidroksibenzilizotiyosiyanatın Aedes aegypti sürfələrinə toksikliyini (LC50) müəyyən etmək üçün = 0,04 q/120 ml dH2O).Xardal, ağ xardal və qatırquyruğu üçün LC50 dəyərləri.toxum unu, allil izotiosiyanat (LC50 = 19,35 ppm) və 4 ilə müqayisədə müvafiq olaraq 0,05, 0,08 və 0,05 olmuşdur.Bu nəticələr yonca toxumu unun istehsalına uyğundur.Benzil efirlərinin daha yüksək effektivliyi hesablanmış LC50 qiymətlərinə uyğundur.Toxum unu istifadə etmək ağcaqanadlarla mübarizədə təsirli bir üsul təmin edə bilər.xaçpərəst toxumu tozunun və onun əsas kimyəvi komponentlərinin ağcaqanad sürfələrinə qarşı effektivliyi və xaçpərəst toxumu tozunun tərkibindəki təbii birləşmələrin ağcaqanadlarla mübarizə üçün perspektivli ekoloji təmiz sürfə kimi xidmət edə biləcəyini göstərir.
Aedes ağcaqanadlarının səbəb olduğu vektor xəstəlikləri qlobal ictimai sağlamlıq problemi olaraq qalır.Ağcaqanadlarla yoluxan xəstəliklərin tezliyi coğrafi olaraq yayılır1,2,3 və yenidən baş qaldırır, bu da ağır xəstəliklərin yayılmasına səbəb olur4,5,6,7.İnsanlar və heyvanlar arasında xəstəliklərin yayılması (məsələn, çikungunya, dang xəstəliyi, Rift vadisi qızdırması, sarı qızdırma və Zika virusu) görünməmiş dərəcədədir.Təkcə Denge qızdırması tropiklərdə təxminən 3,6 milyard insanı yoluxma riski ilə üz-üzə qoyur, hər il təqribən 390 milyon infeksiya baş verir və nəticədə ildə 6,100-24,300 nəfər ölür8.Cənubi Amerikada Zika virusunun yenidən peyda olması və yayılması, yoluxmuş qadınlardan doğulan uşaqlarda beyin zədələnməsinə görə bütün dünyanın diqqətini çəkib2.Kremer və digərləri 3 Aedes ağcaqanadlarının coğrafi diapazonunun genişlənməyə davam edəcəyini və 2050-ci ilə qədər dünya əhalisinin yarısının ağcaqanadlarla ötürülən arboviruslara yoluxma riski ilə üzləşəcəyini proqnozlaşdırırlar.
Denge və sarı qızdırmaya qarşı yeni hazırlanmış peyvəndlər istisna olmaqla, ağcaqanadlarla ötürülən əksər xəstəliklərə qarşı peyvəndlər hələ hazırlanmamışdır9,10,11.Peyvəndlər hələ də məhdud miqdarda mövcuddur və yalnız klinik sınaqlarda istifadə olunur.Sintetik insektisidlərdən istifadə edərək ağcaqanad daşıyıcılarına qarşı mübarizə ağcaqanadlarla ötürülən xəstəliklərin yayılmasına nəzarət etmək üçün əsas strategiya olmuşdur12,13.Sintetik pestisidlərin ağcaqanadların öldürülməsində təsirli olmasına baxmayaraq, sintetik pestisidlərin davamlı istifadəsi hədəf olmayan orqanizmlərə mənfi təsir göstərir və ətraf mühiti çirkləndirir14,15,16.Daha qorxulu olanı, ağcaqanadların kimyəvi insektisidlərə qarşı müqavimətinin artması tendensiyasıdır17,18,19.Pestisidlərlə əlaqəli bu problemlər xəstəlik daşıyıcılarına nəzarət etmək üçün effektiv və ekoloji cəhətdən təmiz alternativlərin axtarışını sürətləndirdi.
Zərərvericilərə qarşı mübarizə üçün fitopestisidlərin mənbəyi kimi müxtəlif bitkilər hazırlanmışdır20,21.Bitki maddələri ümumiyyətlə ekoloji cəhətdən təmizdir, çünki onlar bioloji parçalana bilir və məməlilər, balıqlar və suda-quruda yaşayanlar kimi qeyri-hədəf orqanizmlər üçün aşağı və ya cüzi toksikliyə malikdir20,22.Bitki mənşəli preparatlar ağcaqanadların müxtəlif həyat mərhələlərini effektiv şəkildə idarə etmək üçün müxtəlif fəaliyyət mexanizmlərinə malik müxtəlif bioaktiv birləşmələr istehsal etdiyi məlumdur23,24,25,26.Efir yağları və digər aktiv bitki inqrediyentləri kimi bitki mənşəli birləşmələr diqqəti cəlb etdi və ağcaqanadların vektorlarına nəzarət etmək üçün innovativ vasitələrə yol açdı.Efir yağları, monoterpenlər və sesquiterpenlər kovucu kimi çıxış edir, qidalandırıcı maddələr və ovisidlər verir27,28,29,30,31,32,33.Bir çox bitki yağları ağcaqanad sürfələrinin, pupaların və böyüklərin ölümünə səbəb olur34,35,36, həşəratların sinir, tənəffüs, endokrin və digər mühüm sistemlərinə təsir göstərir37.
Son tədqiqatlar xardal bitkilərinin və onların toxumlarının bioaktiv birləşmələrin mənbəyi kimi potensial istifadəsi ilə bağlı fikirlər təmin etmişdir.Xardal toxumu unu biofumiqant kimi sınaqdan keçirilmişdir38,39,40,41 və alaq otlarının bastırılması42,43,44 və torpaqla daşınan bitki patogenlərinə nəzarət45,46,47,48,49,50, bitki qidalanması üçün torpaq əlavəsi kimi istifadə edilmişdir.nematodlar 41,51, 52, 53, 54 və zərərvericilər 55, 56, 57, 58, 59, 60. Bu toxum tozlarının funqisid fəaliyyəti izotiosiyanatlar adlanan bitki qoruyucu birləşmələrə aiddir38,42,60.Bitkilərdə bu qoruyucu birləşmələr bitki hüceyrələrində bioaktiv olmayan qlükozinolatlar şəklində saxlanılır.Bununla belə, bitkilər həşəratların qidalanması və ya patogen infeksiyası ilə zədələndikdə, qlükozinolatlar mirozinaza tərəfindən bioaktiv izotiosiyanatlara hidroliz olunur55,61.İzotiyosiyanatlar geniş spektrli antimikrob və insektisid fəaliyyəti ilə tanınan uçucu birləşmələrdir və onların strukturu, bioloji aktivliyi və tərkibi Brassicaceae növləri arasında geniş şəkildə dəyişir42,59,62,63.
Xardal toxumu unundan əldə edilən izotiosiyanatların insektisid aktivliyi məlum olsa da, tibbi əhəmiyyət kəsb edən artropod vektorlarına qarşı bioloji aktivliyə dair məlumatlar yoxdur.Tədqiqatımız dörd yağsız toxum tozunun Aedes ağcaqanadlarına qarşı larvisid fəaliyyətini araşdırdı.Aedes aegypti sürfələri.Tədqiqatın məqsədi onların ağcaqanadlarla mübarizə üçün ekoloji cəhətdən təmiz biopestisidlər kimi potensial istifadəsini qiymətləndirmək idi.Toxum ununun üç əsas kimyəvi komponenti, allil izotiosiyanat (AITC), benzil izotiosiyanat (BITC) və 4-hidroksibenzilizotiosianat (4-HBITC) də bu kimyəvi komponentlərin ağcaqanad sürfələri üzərində bioloji aktivliyini yoxlamaq üçün sınaqdan keçirilmişdir.Bu, dörd kələm toxumu tozunun və onların əsas kimyəvi komponentlərinin ağcaqanad sürfələrinə qarşı effektivliyini qiymətləndirən ilk hesabatdır.
Aedes aegypti (Rockefeller ştammı) laboratoriya koloniyaları 26°C, 70% nisbi rütubət (RH) və 10:14 saat (L:D fotoperiodu) şəraitində saxlanılmışdır.Cütləşmiş dişilər plastik qəfəslərdə (hündürlüyü 11 sm və diametri 9,5 sm) yerləşdirilib və sitratlaşdırılmış iribuynuzlu qandan istifadə etməklə (HemoStat Laboratories Inc., Dixon, CA, ABŞ) şüşə qidalandırma sistemi vasitəsilə qidalanıblar.Qan qidalanması həmişə olduğu kimi, temperaturu olan dövran edən su hamamı borusuna (HAAKE S7, Thermo-Scientific, Waltham, MA, ABŞ) qoşulmuş membranlı çox şüşəli qidalandırıcıdan (Chemglass, Life Sciences LLC, Vineland, NJ, ABŞ) istifadə edilməklə həyata keçirilib. nəzarət 37 ° C.Parafilm M filmini hər şüşə qidalandırma kamerasının dibinə (sahə 154 mm2) çəkin.Hər bir qidalandırıcı daha sonra cütləşən dişi olan qəfəsi əhatə edən üst tor üzərində yerləşdirildi.Pasteur pipeti (Fisherbrand, Fisher Scientific, Waltham, MA, ABŞ) istifadə edərək şüşə qidalandırıcı huniyə təxminən 350-400 μl iribuynuzlu heyvan qanı əlavə edildi və yetkin qurdların ən azı bir saat axmasına icazə verildi.Daha sonra hamilə qadınlara 10% saxaroza məhlulu verildi və yumurtaları fərdi ultra şəffaf sufle fincanlarına (1,25 fl oz ölçüsü, Dart Container Corp., Mason, MI, ABŞ) qoyulmuş nəm filtr kağızına qoymağa icazə verildi.su ilə qəfəs.Tərkibində 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 çovğunun (ZuPreem, Premium Natural Products, Inc., Mission, KS, ABŞ) və qaraciyər tozunun (MP Biomedicals, LLC, Solon, OH,) qarışığı olan plastik qablarda yetişdirildi. ABŞ).və balıq filesi (TetraMin, Tetra GMPH, Meer, Almaniya) 2:1:1 nisbətində.Son üçüncü dövr sürfələri bioanalizlərimizdə istifadə edilmişdir.
Bu tədqiqatda istifadə olunan bitki toxumu materialı aşağıdakı kommersiya və dövlət mənbələrindən əldə edilmişdir: Brassica juncea (qəhvəyi xardal-Sakit okean Qızılı) və Brassica juncea (ağ xardal-İda Qızılı) Sakit Okean Şimal-Qərb Fermerlər Kooperativindən, Vaşinqton ştatı, ABŞ;(Garden Cress) Kelly Seed and Hardware Co., Peoria, IL, USA və Thlaspi arvense (Field Pennycress-Elisabeth) USDA-ARS, Peoria, IL, ABŞ;Tədqiqatda istifadə olunan toxumların heç biri pestisidlərlə müalicə olunmayıb.Bütün toxum materialı yerli və milli qaydalara uyğun olaraq və bütün müvafiq yerli dövlət və milli qaydalara uyğun olaraq bu tədqiqatda işlənmiş və istifadə edilmişdir.Bu tədqiqat transgen bitki növlərini tədqiq etməmişdir.
Brassica juncea (PG), Yonca (Ls), Ağ xardal (IG), Thlaspi arvense (DFP) toxumları 0,75 mm mesh və Paslanmayan metal ilə təchiz olunmuş Retsch ZM200 ultramərkəzdənqaçma dəyirmanından (Retsch, Haan, Almaniya) istifadə edərək incə toz halına gətirildi. polad rotor, 12 diş, 10.000 rpm (Cədvəl 1).Əzilmiş toxum tozu kağız yüksükə köçürüldü və Soxhlet aparatında 24 saat ərzində heksanla yağsızlaşdırıldı.Yağsız tarla xardalının alt nümunəsi mirozinazanı denatürasiya etmək və bioloji aktiv izotiosiyanatların əmələ gəlməsi üçün qlükozinolatların hidrolizinin qarşısını almaq üçün 100 °C-də 1 saat istiliklə müalicə olundu.İstilik ilə işlənmiş qatırquyruğu toxumu tozu (DFP-HT) mirozinazanı denaturasiya etməklə mənfi nəzarət kimi istifadə edilmişdir.
Yağsız toxum ununun qlükozinolat tərkibi daha əvvəl dərc edilmiş protokol 64-ə uyğun olaraq yüksək performanslı maye xromatoqrafiyasından (HPLC) istifadə etməklə üç nüsxədə müəyyən edilmişdir.Qısaca olaraq, 250 mq yağsız toxum tozunun nümunəsinə 3 mL metanol əlavə edildi.Hər bir nümunə su banyosunda 30 dəqiqə ultrasəs edildi və qaranlıqda 23 ° C-də 16 saat qaldı.Üzvi təbəqənin 1 mL alikvotu daha sonra 0,45 μm filtrdən avtomatik nümunə götürənə süzüldü.Shimadzu HPLC sistemində (iki LC 20AD nasosu; SIL 20A avtomatik nümunə götürən; DGU 20As deqazator; 237 nm-də monitorinq üçün SPD-20A UV-VIS detektoru; və CBM-20A rabitə avtobus modulu) işləyən toxum şirəsinin qlükozinolat tərkibi müəyyən edilmişdir. üç nüsxədə.Shimadzu LC Solution proqramının 1.25 versiyasından istifadə etməklə (Shimadzu Corporation, Kolumbiya, MD, ABŞ).Sütun C18 Inertsil tərs faza sütunu idi (250 mm × 4.6 mm; RP C-18, ODS-3, 5u; GL Sciences, Torrance, CA, ABŞ).İlkin mobil faza şərtləri suda 12% metanol/88% 0,01 M tetrabutilammonium hidroksid (TBAH; Sigma-Aldrich, Sent-Luis, MO, ABŞ) 1 ml/dəq axını ilə təyin edilmişdir.15 μl nümunənin enjeksiyonundan sonra ilkin şərtlər 20 dəqiqə saxlanıldı və sonra həlledici nisbəti 100% metanola düzəldildi, nümunənin ümumi analiz müddəti 65 dəqiqə idi.Yağsız toxumun kükürd tərkibini qiymətləndirmək üçün təzə hazırlanmış sinapin, qlükozinolat və mirozin standartlarının (Sigma-Aldrich, Sent-Luis, MO, ABŞ) ardıcıl seyreltmələri ilə standart əyri (nM/mAb əsasında) yaradılmışdır.qlükozinolatlar.Nümunələrdəki qlükozinolat konsentrasiyaları eyni sütunla təchiz edilmiş OpenLAB CDS ChemStation versiyasından (C.01.07 SR2 [255]) istifadə edərək və əvvəllər təsvir edilmiş metoddan istifadə etməklə Agilent 1100 HPLC (Agilent, Santa Clara, CA, ABŞ) üzərində sınaqdan keçirilmişdir.Qlükozinolat konsentrasiyaları müəyyən edilmişdir;HPLC sistemləri arasında müqayisə oluna bilər.
Allil izotiosiyanat (94%, stabil) və benzil izotiosiyanat (98%) Fisher Scientific-dən (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, ABŞ) alınmışdır.4-Hydroxybenzylisothiocyanate ChemCruz-dan (Santa Cruz Biotechnology, CA, ABŞ) alınıb.Mirozinaza ilə fermentativ şəkildə hidrolizə edildikdə, qlükozinolatlar, qlükozinolatlar və qlükozinolatlar müvafiq olaraq allil izotiosiyanat, benzil izotiosiyanat və 4-hidroksibenzilizotiyosiyanat əmələ gətirir.
Laboratoriya bioanalizləri Muturi və başqalarının metoduna uyğun olaraq aparılmışdır.32 dəyişikliklərlə.Tədqiqatda beş az yağlı toxum yemindən istifadə edilmişdir: DFP, DFP-HT, IG, PG və Ls.İyirmi sürfə 120 mL deionlaşdırılmış su (dH2O) olan 400 mL birdəfəlik üçtərəfli şüşəyə (VWR International, LLC, Radnor, PA, ABŞ) yerləşdirildi.Ağcaqanad sürfələrinin toksikliyinə görə yeddi toxum unu konsentrasiyası sınaqdan keçirilmişdir: DFP toxumu 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, yağı alınmış Ls toxumu unu sınaqdan keçirilmiş dörd digər toxum unundan daha zəhərlidir.Buna görə də, biz Ls toxumu unun 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 təmizlənməmiş nəzarət qrupu (dH20, toxum unu əlavəsi yoxdur) daxil edilmişdir.Hər bir toxum yemi üçün toksikoloji bioanalizlərə cəmi 108 flakon üçün üç təkrar üç yamaclı stəkanlar (hər bir stəkanda 20 son üçüncü dövr sürfələri) daxil edilmişdir.Təmizlənmiş qablar otaq temperaturunda (20-21°C) saxlanılıb və müalicə konsentrasiyalarının davamlı təsiri altında 24 və 72 saat ərzində sürfə ölümü qeydə alınıb.Paslanmayan poladdan hazırlanmış nazik spatula ilə deşildikdə və ya toxunduqda ağcaqanadın bədəni və əlavələri yerindən tərpənmirsə, ağcaqanad sürfələri ölü sayılır.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 təkrarlandı, cəmi 180 sürfə hər müalicə konsentrasiyasına məruz qaldı.
AITC, BITC və 4-HBITC-nin ağcaqanad sürfələrinə toksikliyi eyni bioanaliz prosedurundan istifadə etməklə, lakin müxtəlif müalicələrlə qiymətləndirilmişdir.2 ml-lik sentrifuqa borusunda 100 µL kimyəvi maddəni 900 µL mütləq etanola əlavə etməklə və hərtərəfli qarışdırmaq üçün 30 saniyə silkələməklə hər kimyəvi maddə üçün 100.000 ppm ehtiyat məhlulları hazırlayın.Müalicə konsentrasiyaları BITC-nin AITC və 4-HBITC-dən daha zəhərli olduğunu aşkar edən ilkin biotəhlillərimiz əsasında müəyyən edilmişdir.Toksikliyi müəyyən etmək üçün 5 konsentrasiyada BITC (1, 3, 6, 9 və 12 ppm), 7 konsentrasiyada AITC (5, 10, 15, 20, 25, 30 və 35 ppm) və 6 konsentrasiyada 4-HBITC (15) , 15, 20, 25, 30 və 35 ppm).30, 45, 60, 75 və 90 ppm).Nəzarət müalicəsinə 108 μL mütləq etanol vurulub ki, bu da kimyəvi müalicənin maksimum həcminə bərabərdir.Bioanalizlər yuxarıdakı kimi təkrarlandı, hər müalicə konsentrasiyası üçün cəmi 180 sürfə aşkar edildi.Sürfələrin ölümü 24 saat davamlı məruz qalmadan sonra AITC, BITC və 4-HBITC-nin hər konsentrasiyası üçün qeydə alınıb.
50% ölümcül konsentrasiyanı (LC50), 90% öldürücü konsentrasiyanı (LC90), yamac, öldürücü doza əmsalı və 95 hesablamaq üçün Polo proqram təminatından (Polo Plus, LeOra Software, versiya 1.0) istifadə edərək 65 doza ilə bağlı ölüm məlumatının probit təhlili aparılmışdır. % öldürücü konsentrasiya.log-transformasiya edilmiş konsentrasiya və doza-ölüm əyriləri üçün ölümcül doza nisbətləri üçün etibarlılıq intervallarına əsaslanır.Ölüm göstəriciləri hər müalicə konsentrasiyasına məruz qalan 180 sürfənin birləşdirilmiş təkrar məlumatlarına əsaslanır.Ehtimal analizləri hər bir toxum unu və hər bir kimyəvi komponent üçün ayrıca aparılmışdır.Ölümcül doza nisbətinin 95% inam intervalına əsasən, toxum unu və kimyəvi tərkib hissələrinin ağcaqanad sürfələri üçün toksikliyi əhəmiyyətli dərəcədə fərqli hesab edilmişdir, ona görə də 1 dəyərini ehtiva edən etibarlılıq intervalı əhəmiyyətli dərəcədə fərqli deyildi, P = 0,0566.
Yağsızlaşdırılmış toxum unlarında DFP, IG, PG və Ls əsas qlükosinolatların təyini üçün HPLC nəticələri Cədvəl 1-də verilmişdir. Sınaqdan keçirilmiş toxum unlarında əsas qlükozinolatlar DFP və PG istisna olmaqla, hər ikisinin tərkibində mirozinaza qlükozinolatları var idi.PG-də mirozinin tərkibi DFP-dən daha yüksək idi, müvafiq olaraq 33,3 ± 1,5 və 26,5 ± 0,9 mq/q.Ls toxumu tozunda 36,6 ± 1,2 mq/q qlükoqlikon, IG toxumu tozunda isə 38,0 ± 0,5 mq/q sinapin var idi.
Ae sürfələri.Aedes aegypti ağcaqanadları yağsız toxum unu ilə müalicə edildikdə öldürüldü, baxmayaraq ki, müalicənin effektivliyi bitki növündən asılı olaraq dəyişirdi.Yalnız DFP-NT 24 və 72 saat məruz qaldıqdan sonra ağcaqanad sürfələri üçün zəhərli deyildi (Cədvəl 2).Aktiv toxum tozunun toksikliyi artan konsentrasiya ilə artmışdır (Şəkil 1A, B).Toxum ununun ağcaqanad sürfələri üçün toksikliyi 24 saatlıq və 72 saatlıq qiymətləndirmələrdə LC50 dəyərlərinin öldürücü doza nisbətinin 95% CI-yə əsaslanaraq əhəmiyyətli dərəcədə dəyişdi (Cədvəl 3).24 saatdan sonra Ls toxumu unun zəhərli təsiri digər toxum unu ilə müalicə üsullarından daha yüksək olub, sürfələr üçün ən yüksək aktivlik və maksimum toksiklik (LC50 = 0,04 q/120 ml dH2O) olub.Sürfələr IG, Ls və PG toxumu tozu ilə müalicə ilə müqayisədə 24 saat ərzində DFP-yə daha az həssas idi, LC50 dəyərləri müvafiq olaraq 0,115, 0,04 və 0,08 q/120 ml dH2O ilə statistik olaraq LC50 dəyərindən yüksək idi.0,211 q/120 ml dH2O (Cədvəl 3).DFP, IG, PG və Ls-nin LC90 dəyərləri müvafiq olaraq 0,376, 0,275, 0,137 və 0,074 q/120 ml dH2O olmuşdur (Cədvəl 2).DPP-nin ən yüksək konsentrasiyası 0,12 q/120 ml dH2O olmuşdur.24 saatlıq qiymətləndirmədən sonra sürfələrin orta ölümü cəmi 12%, IG və PG sürfələrinin orta ölümü isə müvafiq olaraq 51% və 82%-ə çatmışdır.24 saatlıq qiymətləndirmədən sonra Ls toxumu ilə müalicənin ən yüksək konsentrasiyası (0,075 q/120 ml dH2O) üçün orta sürfə ölümü 99% təşkil etmişdir (Şəkil 1A).
Ölüm əyriləri Ae-nin doza cavabından (Probit) təxmin edilmişdir.Misir sürfələri (3-cü dövr sürfələri) müalicədən 24 saat (A) və 72 saat sonra (B) toxum unu konsentrasiyasına.Nöqtəli xətt toxum unu müalicəsinin LC50-ni təmsil edir.DFP Thlaspi arvense, DFP-HT İstilikdən inaktivləşdirilmiş Thlaspi arvense, IG Sinapsis alba (Ida Gold), PG Brassica juncea (Sakit okean Qızılı), Ls Lepidium sativum.
72 saatlıq qiymətləndirmədə DFP, IG və PG toxumunun LC50 dəyərləri müvafiq olaraq 0,111, 0,085 və 0,051 q/120 ml dH2O olmuşdur.Ls toxumu unu ilə məruz qalan demək olar ki, bütün sürfələr 72 saat məruz qaldıqdan sonra öldü, buna görə də ölüm göstəriciləri Probit təhlili ilə uyğun gəlmirdi.Digər toxum unu ilə müqayisədə sürfələr DFP toxum unu müalicəsinə daha az həssas idi və statistik olaraq daha yüksək LC50 dəyərlərinə malikdir (Cədvəl 2 və 3).72 saatdan sonra DFP, IG və PG toxum unu müalicəsi üçün LC50 dəyərləri müvafiq olaraq 0,111, 0,085 və 0,05 q/120 ml dH2O olaraq 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 olmuşdur.72 saatlıq qiymətləndirmədən sonra maksimum 0,12 q/120 ml dH2O konsentrasiyasında DFP, IG və PG toxum unu müalicəsi üçün orta sürfə ölümü müvafiq olaraq 58%, 66% və 96% təşkil etmişdir (Şəkil 1B).72 saatlıq qiymətləndirmədən sonra, PG toxumu unun IG və DFP toxum unundan daha zəhərli olduğu müəyyən edildi.
Sintetik izotiosiyanatlar, allil izotiosiyanat (AITC), benzil izotiosiyanat (BITC) və 4-hidroksibenzilizotiosiyanat (4-HBITC) ağcaqanad sürfələrini effektiv şəkildə öldürə bilər.Müalicədən 24 saat sonra BITC 5,29 ppm LC50 dəyəri ilə sürfələr üçün daha zəhərli idi, AITC üçün 19,35 ppm və 4-HBITC üçün 55,41 ppm (Cədvəl 4).AITC və BITC ilə müqayisədə 4-HBITC daha az toksikliyə və daha yüksək LC50 dəyərinə malikdir.Ən güclü toxum ununda iki əsas izotiosiyanatın (Ls və PG) ağcaqanad sürfələri toksikliyində əhəmiyyətli fərqlər var.AITC, BITC və 4-HBITC arasında LC50 dəyərlərinin öldürücü doza nisbətinə əsaslanan toksiklik statistik fərq göstərdi ki, LC50 öldürücü doza nisbətinin 95% CI 1 dəyərini daxil etmədi (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 cavabından (Probit) təxmin edilmişdir.Müalicədən 24 saat sonra Misir sürfələri (3-cü dövr sürfələri) sintetik izotiosiyanat konsentrasiyasına çatdı.Nöqtəli xətt izotiosiyanat müalicəsi üçün LC50-ni təmsil edir.Benzil izotiosiyanat BITC, allil izotiosiyanat AITC və 4-HBITC.
Bitki biopestisidlərinin ağcaqanadların vektorlarına nəzarət agentləri kimi istifadəsi çoxdan tədqiq edilmişdir.Bir çox bitki insektisid fəaliyyəti olan təbii kimyəvi maddələr istehsal edir37.Onların bioaktiv birləşmələri ağcaqanadlar da daxil olmaqla zərərvericilərə qarşı mübarizədə böyük potensiala malik sintetik insektisidlərə cəlbedici alternativdir.
Xardal bitkiləri toxumları üçün məhsul kimi yetişdirilir, ədviyyat və yağ mənbəyi kimi istifadə olunur.Xardal yağı toxumlarından çıxarıldıqda və ya bioyanacaq kimi istifadə üçün xardal çıxarıldıqda 69 əlavə məhsul yağsızlaşdırılmış toxum unu olur.Bu toxum unu öz təbii biokimyəvi komponentlərinin və hidrolitik fermentlərinin çoxunu saxlayır.Bu toxum ununun toksikliyi izotiosiyanatların istehsalı ilə əlaqələndirilir55,60,61.İzotiyosiyanatlar toxum ununun nəmləndirilməsi zamanı mirozinaza fermenti tərəfindən qlükozinolatların hidrolizi nəticəsində əmələ gəlir38,55,70 və funqisid, bakterisid, nematisidal və insektisid təsirləri, o cümlədən kimyəvi həssas təsirlər və kimyaterapevtik xüsusiyyətlərə malik olduğu məlumdur61, 70.Bir sıra tədqiqatlar göstərmişdir ki, xardal bitkiləri və toxum unu torpağa və saxlanılan qida zərərvericilərinə qarşı təsirli təsir göstərir57,59,71,72.Bu araşdırmada biz dörd toxumlu unun və onun üç bioaktiv məhsulu olan AITC, BITC və 4-HBITC-nin Aedes ağcaqanad sürfələrinə toksikliyini qiymətləndirdik.Aedes aegypti.Tərkibində ağcaqanad sürfələri olan suya birbaşa toxum unun əlavə edilməsi ağcaqanad sürfələri üçün zəhərli olan izotiosiyanatlar istehsal edən enzimatik prosesləri aktivləşdirməsi gözlənilir.Bu biotransformasiya qismən toxum unun müşahidə edilən sürfə öldürücü fəaliyyəti və cırtdan xardal toxumu unu istifadədən əvvəl istiliklə müalicə edildikdə insektisid fəaliyyətinin itirilməsi ilə nümayiş etdirildi.İstilik müalicəsinin qlükozinolatları aktivləşdirən hidrolitik fermentləri məhv edəcəyi və bununla da bioaktiv izotiosiyanatların əmələ gəlməsinin qarşısını alacağı gözlənilir.Bu, su mühitində ağcaqanadlara qarşı kələm toxumu tozunun insektisid xüsusiyyətlərini təsdiqləyən ilk araşdırmadır.
Sınaqdan keçirilmiş toxum tozları arasında vərəz toxumu tozu (Ls) ən zəhərlisi olub, Aedes albopictusun yüksək ölümünə səbəb olub.Aedes aegypti sürfələri 24 saat fasiləsiz işlənmişdir.Qalan üç toxum tozu (PG, IG və DFP) daha yavaş fəaliyyət göstərdi və 72 saat davamlı müalicədən sonra hələ də əhəmiyyətli ölümə səbəb oldu.Yalnız Ls toxumu xörəyi əhəmiyyətli miqdarda qlükozinolatlardan ibarət idi, halbuki PG və DFP-də mirozinaza və IG-də əsas qlükozinolat kimi qlükozinolat var idi (Cədvəl 1).Qlükotropaeolin BITC-ə, sinalbin isə 4-HBITC61,62-ə qədər hidrolizə olunur.Bizim bioanaliz nəticələrimiz göstərir ki, həm Ls toxumu unu, həm də sintetik BITC ağcaqanad sürfələri üçün çox zəhərlidir.PG və DFP toxum unun əsas komponenti AITC-ə hidroliz olunan mirosinaz qlükozinolatdır.AITC LC50 dəyəri 19,35 ppm olan ağcaqanad sürfələrinin öldürülməsində təsirli olur.AITC və BITC ilə müqayisədə 4-HBITC izotiosiyanat 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 aşağıdır32,73,74,75.
Ağcaqanad sürfələrinə qarşı istifadə üçün xaçpərəst toxum tozumuz HPLC tərəfindən müəyyən edilən ümumi qlükozinolatların 98-99%-dən çoxunu təşkil edən bir əsas qlükozinolatdan ibarətdir.Digər qlükozinolatların iz miqdarı aşkar edildi, lakin onların səviyyəsi ümumi qlükozinolatların 0,3%-dən az idi.Su teresi (L. sativum) toxumu tozunun tərkibində ikinci dərəcəli qlükozinolatlar (siniqrin) var, 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 qlükozinolatdan (mirozin) ibarət olsa da, onların toxum yemlərinin larvisid aktivliyi LC50 dəyərlərinə görə əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənir.Tozlu küf üçün toksikliyi dəyişir.Aedes aegypti sürfələrinin ortaya çıxması iki toxum yemi arasında mirozinaz aktivliyindəki fərqlər və ya sabitlik ilə bağlı ola bilər.Mirozinaza fəaliyyəti Brassicaceae bitkilərində izotiosiyanatlar kimi hidroliz məhsullarının bioavailliyində mühüm rol oynayır76.Pocock et al.77 və Wilkinson et al.78 tərəfindən əvvəlki hesabatlar göstərmişdir ki, mirozinaza aktivliyində və sabitliyindəki dəyişikliklər genetik və ətraf mühit faktorları ilə də əlaqəli ola bilər.
Gözlənilən bioaktiv izotiosiyanat tərkibi müvafiq kimyəvi tətbiqlərlə müqayisə etmək üçün 24 və 72 saatda hər bir toxum unun LC50 dəyərlərinə əsasən hesablanmışdır (Cədvəl 5).24 saatdan sonra toxum unundakı izotiosiyanatlar təmiz birləşmələrdən daha zəhərli idi.İzotiyosiyanat toxumu müalicəsinin milyonda bir hissəsi (ppm) əsasında hesablanan LC50 dəyərləri BITC, AITC və 4-HBITC tətbiqləri üçün LC50 dəyərlərindən aşağı idi.Biz sürfələrin toxum unu qranullarını istehlak etdiyini müşahidə etdik (Şəkil 3A).Nəticədə, sürfələr toxum unu qranullarını qəbul etməklə zəhərli izotiosiyanatlara daha çox konsentrasiyalı məruz qala bilər.Bu, 24 saatlıq məruz qalma zamanı IG və PG toxumu unu müalicələrində daha aydın görünürdü, burada LC50 konsentrasiyası təmiz AITC və 4-HBITC müalicələrindən müvafiq olaraq 75% və 72% aşağı idi.Ls və DFP müalicəsi təmiz izotiosiyanatdan daha zəhərli idi, LC50 dəyərləri müvafiq olaraq 24% və 41% aşağıdır.Nəzarət müalicəsində sürfələr uğurla puplaşdı (Şəkil 3B), toxum unu ilə müalicədə sürfələrin əksəriyyəti puplaşmadı və sürfə inkişafı əhəmiyyətli dərəcədə ləngidi (Şəkil 3B,D).Spodopteraliturada izotiosiyanatlar böyümənin geriləməsi və inkişafın ləngiməsi ilə əlaqələndirilir79.
Ae sürfələri.Aedes aegypti ağcaqanadları 24-72 saat ərzində davamlı olaraq Brassica toxumu tozuna məruz qaldı.(A) Ağız hissələrində toxum unu hissəcikləri olan ölü sürfələr (dairə ilə);(B) Nəzarət müalicəsi (əlavə edilmiş toxum unu olmadan dH20) sürfələrin normal inkişaf etdiyini və 72 saatdan sonra puplaşmağa başladığını göstərir (C, D) Toxum unu ilə müalicə olunan sürfələr;toxum unu inkişafda fərqliliklər göstərdi və puplaşmadı.
Biz izotiosiyanatların ağcaqanad sürfələrinə toksik təsir mexanizmini öyrənməmişik.Bununla belə, qırmızı atəş qarışqalarında (Solenopsis invicta) əvvəlki tədqiqatlar göstərmişdir ki, glutatyon S-transferaza (GST) və esterazanın (EST) inhibəsi izotiosiyanat bioaktivliyinin əsas mexanizmidir və AITC, hətta aşağı aktivlikdə də GST fəaliyyətini maneə törədə bilər. .aşağı konsentrasiyalarda qırmızı idxal atəş qarışqaları.Doza 0,5 µg/ml80 təşkil edir.Bunun əksinə olaraq, AITC yetkin qarğıdalı buğdalarında (Sitophilus zeamais) asetilxolinesterazı inhibə edir81.Ağcaqanad sürfələrində izotiosiyanat aktivliyinin mexanizmini aydınlaşdırmaq üçün oxşar tədqiqatlar aparılmalıdır.
Reaktiv izotiosiyanatların əmələ gəlməsi üçün bitki qlükozinolatlarının hidrolizinin xardal toxumu ilə ağcaqanad sürfələrinə nəzarət mexanizmi kimi xidmət etməsi təklifini dəstəkləmək üçün istiliklə təsirsizləşdirilmiş DFP müalicəsindən istifadə edirik.DFP-HT toxumu unu sınaqdan keçirilmiş tətbiq dərəcələrində zəhərli deyildi.Lafarga və b.82 qlükozinolatların yüksək temperaturda deqradasiyaya həssas olduğunu bildirdi.İstilik müalicəsinin həmçinin toxum ununda olan mirozinaza fermentini denatürasiya edəcəyi və reaktiv izotiosiyanatların əmələ gəlməsi üçün qlükozinolatların hidrolizinin qarşısını alacağı gözlənilir.Bunu Okunade et al.75 göstərdi ki, mirozinazın temperatura həssas olması, xardal, qara xardal və qan kökü toxumlarının 80°-dən yuxarı temperaturlara məruz qaldığı zaman mirozinaz fəaliyyətinin tamamilə təsirsiz olduğunu göstərdi.C. Bu mexanizmlər istiliklə işlənmiş DFP toxum unun insektisid fəaliyyətinin itirilməsi ilə nəticələnə bilər.
Beləliklə, xardal toxumu unu və onun üç əsas izotiosiyanatları ağcaqanad sürfələri üçün zəhərlidir.Toxum unu ilə kimyəvi müalicələr arasındakı bu fərqləri nəzərə alaraq, toxum unundan istifadə ağcaqanadlarla mübarizədə təsirli bir üsul ola bilər.Toxum tozlarının istifadəsinin effektivliyini və dayanıqlığını artırmaq üçün uyğun formulaların və effektiv çatdırılma sistemlərinin müəyyənləşdirilməsinə ehtiyac var.Nəticələrimiz sintetik pestisidlərə alternativ olaraq xardal toxumunun potensial istifadəsini göstərir.Bu texnologiya ağcaqanadların vektorlarına nəzarət etmək üçün innovativ vasitə ola bilər.Ağcaqanad sürfələri su mühitində inkişaf etdiyindən və toxum unu qlükozinolatları nəmləndirildikdən sonra fermentativ olaraq aktiv izotiosiyanatlara çevrildiyindən, ağcaqanadlarla yoluxmuş suda xardal toxumu unun istifadəsi əhəmiyyətli nəzarət potensialı təklif edir.İzotiosiyanatların larvisid aktivliyi fərqli olsa da (BITC > AITC > 4-HBITC), toxum unu çoxlu qlükozinolatlarla birləşdirildikdə toksikliyi sinerji artırıb-artırmadığını müəyyən etmək üçün daha çox araşdırmaya ehtiyac var.Bu, yağsız xaçbaraq toxumu unun və üç bioaktiv izotiosiyanatın ağcaqanadlar üzərində insektisid təsirini nümayiş etdirən ilk araşdırmadır.Bu tədqiqatın nəticələri, toxumdan yağ çıxarılmasının əlavə məhsulu olan yağsız kələm toxumunun ağcaqanadlara qarşı mübarizədə perspektivli larvisid agent kimi xidmət edə biləcəyini göstərməklə yeni zəmin yaradır.Bu məlumat bitki bionəzarət vasitələrinin kəşfinə və onların ucuz, praktiki və ekoloji cəhətdən təmiz biopestisidlər kimi inkişafına kömək edə bilər.
Bu tədqiqat üçün yaradılan məlumat dəstləri və nəticədə təhlillər ağlabatan sorğu əsasında müvafiq müəllifdən əldə edilə bilər.Tədqiqatın sonunda tədqiqatda istifadə olunan bütün materiallar (həşəratlar və toxum unu) məhv edilib.


Göndərmə vaxtı: 29 iyul 2024-cü il