запытбг

Біялагічная актыўнасць парашка насення капусты і яго злучэнняў як экалагічна чыстага ларвицида супраць камароў

Каб эфектыўнабарацьбы з камараміі паменшыць колькасць хвароб, якія яны пераносяць, неабходныя стратэгічныя, устойлівыя і экалагічна чыстыя альтэрнатывы хімічным пестыцыдам.Мы ацанілі насенне мукі з некаторых Brassicaceae (сямейства Brassica) у якасці крыніцы изотиоцианатов расліннага паходжання, атрыманых шляхам ферментатыўнага гідролізу біялагічна неактыўных глюкозинолатов для выкарыстання ў барацьбе з егіпецкімі Aedes (L., 1762).Мука з пяці абястлушчаных насення (Brassica juncea (L) Czern., 1859, Lepidium sativum L., 1753, Sinapis alba L., 1753, Thlaspi arvense L., 1753 і Thlaspi arvense – тры асноўныя тыпы тэрмічнай інактывацыі і ферментатыўнай дэградацыі Хімічная прадукты Для вызначэння таксічнасці (LC50) аллілізатыацыянату, бензілізатыяцыяната і 4-гідраксібензілізатыацыяната для лічынак Aedes aegypti пры 24-гадзінным уздзеянні = 0,04 г/120 мл dH2O).Значэнні LC50 для гарчыцы, белай гарчыцы і хвашчу.насеннай мукі было 0,05, 0,08 і 0,05 адпаведна ў параўнанні з аллилизотиоцианатом (LC50 = 19,35 праміле) і 4. -Гидроксибензилизотиоцианат (LC50 = 55,41 праміле) быў больш таксічны для лічынак праз 24 гадзіны пасля апрацоўкі, чым 0,1 г/120 мл dH2O адпаведна.Гэтыя вынікі адпавядаюць вытворчасці шроту з насення люцэрны.Больш высокая эфектыўнасць бензиловых эфіраў адпавядае разліковым значэнням LC50.Выкарыстанне насеннай мукі можа стаць эфектыўным метадам барацьбы з камарамі.эфектыўнасць парашка насення крыжакветных і яго асноўных хімічных кампанентаў супраць лічынак камароў і паказвае, як прыродныя злучэнні парашка насення крыжакветных могуць служыць перспектыўным экалагічна чыстым ларвіцыдам для барацьбы з камарамі.
Пераносныя хваробы, выкліканыя камарамі Aedes, застаюцца сур'ёзнай глабальнай праблемай аховы здароўя.Захворванні, якія перадаюцца камарамі, распаўсюджваюцца геаграфічна1,2,3 і ўзнікаюць зноў, што прыводзіць да ўспышак цяжкіх захворванняў4,5,6,7.Распаўсюджванне хвароб сярод людзей і жывёл (напрыклад, чикунгунья, денге, ліхаманка даліны Рыфт, жоўтая ліхаманка і вірус Зіка) з'яўляецца беспрэцэдэнтным.Адна толькі ліхаманка денге падвяргае рызыцы заражэння прыкладна 3,6 мільярда чалавек у тропіках, прычым, паводле ацэнак, штогод адбываецца каля 390 мільёнаў інфекцый, што прыводзіць да 6100–24300 смерцяў у год8.Паўторнае з'яўленне і ўспышка віруса Зіка ў Паўднёвай Амерыцы прыцягнулі ўвагу ва ўсім свеце з-за пашкоджання мозгу, якое ён выклікае ў дзяцей, народжаных ад інфіцыраваных жанчын2.Крэмер і інш3 прадказваюць, што геаграфічны арэал маскітаў Aedes будзе працягваць пашырацца і што да 2050 г. палова насельніцтва свету будзе падвяргацца рызыцы заражэння арбавірусамі, якія перадаюцца камарамі.
За выключэннем нядаўна распрацаваных вакцын супраць денге і жоўтай ліхаманкі, вакцыны супраць большасці хвароб, якія перадаюцца камарамі, яшчэ не распрацаваны9,10,11.Вакцыны па-ранейшаму даступныя ў абмежаванай колькасці і выкарыстоўваюцца толькі ў клінічных выпрабаваннях.Барацьба з камарамі-пераносчыкамі з дапамогай сінтэтычных інсектыцыдаў была ключавой стратэгіяй барацьбы з распаўсюджваннем хвароб, якія перадаюцца камарамі12,13.Хоць сінтэтычныя пестыцыды эфектыўныя ў знішчэнні камароў, далейшае выкарыстанне сінтэтычных пестыцыдаў негатыўна ўплывае на немэтавыя арганізмы і забруджвае навакольнае асяроддзе14,15,16.Яшчэ большую трывогу выклікае тэндэнцыя павелічэння ўстойлівасці камароў да хімічных інсектыцыдаў17,18,19.Гэтыя праблемы, звязаныя з пестыцыдамі, паскорылі пошук эфектыўных і экалагічна чыстых альтэрнатыў барацьбы з пераносчыкамі хвароб.
У якасці крыніц фітапестыцыдаў для барацьбы з шкоднікамі былі распрацаваны розныя расліны20,21.Раслінныя рэчывы, як правіла, экалагічна чыстыя, таму што яны біяраскладаюцца і маюць нізкую або нязначную таксічнасць для нямэтавых арганізмаў, такіх як млекакормячыя, рыбы і земнаводныя20,22.Вядома, што раслінныя прэпараты вырабляюць мноства біялагічна актыўных злучэнняў з рознымі механізмамі дзеяння для эфектыўнага кантролю розных стадый жыцця камароў 23, 24, 25, 26.Злучэнні расліннага паходжання, такія як эфірныя алею і іншыя актыўныя раслінныя інгрэдыенты, прыцягнулі ўвагу і праклалі шлях для інавацыйных інструментаў для барацьбы з камарамі-пераносчыкамі.Эфірныя алею, монатэрпены і сесквітэрпены дзейнічаюць як рэпеленты, адпужвальнікі кармлення і овициды27,28,29,30,31,32,33.Многія раслінныя алею выклікаюць гібель лічынак камароў, лялячак і дарослых асобін34,35,36, уплываючы на ​​нервовую, дыхальную, эндакрынную і іншыя важныя сістэмы насякомых37.
Нядаўнія даследаванні далі зразумець патэнцыйнае выкарыстанне раслін гарчыцы і іх насення ў якасці крыніцы біяактыўных злучэнняў.Шрот з насення гарчыцы быў выпрабаваны ў якасці біяфуміганта38,39,40,41 і выкарыстоўваўся ў якасці папраўкі ў глебу для падаўлення пустазелля42,43,44 і барацьбы з глебавымі патагеннымі мікраарганізмамі45,46,47,48,49,50, для харчавання раслін.нематоды 41, 51, 52, 53, 54 і шкоднікі 55, 56, 57, 58, 59, 60. Фунгіцыдная актыўнасць гэтых парашкоў насення прыпісваецца ахоўным раслінам злучэнням, якія называюцца изотиоцианатами 38, 42, 60.У раслінах гэтыя ахоўныя злучэнні захоўваюцца ў клетках раслін у выглядзе небіялагічна актыўных глюкозінолатаў.Аднак, калі расліны пашкоджваюцца кармленнем насякомымі або патагеннай інфекцыяй, глюкозінолаты гідролізуюцца міразіназай у біялагічна актыўныя изотиоцианаты55,61.Изотиоцианаты - гэта лятучыя злучэнні, якія, як вядома, валодаюць антымікробным і інсектыцыдным дзеяннем шырокага спектру дзеяння, і іх структура, біялагічная актыўнасць і змест моцна адрозніваюцца ў розных відаў Brassicaceae42,59,62,63.
Хоць вядома, што изотиоцианаты, атрыманыя з насення гарчыцы, валодаюць інсектыцыдным дзеяннем, даныя аб біялагічнай актыўнасці супраць важных з медыцынскай пункту гледжання пераносчыкаў членістаногіх адсутнічаюць.Наша даследаванне вывучыла ларвицидную актыўнасць чатырох абястлушчаных парашкоў насення супраць камароў Aedes.Лічынкі Aedes aegypti.Мэта даследавання складалася ў тым, каб ацаніць іх патэнцыйнае выкарыстанне ў якасці экалагічна чыстых біяпестыцыдаў для барацьбы з камарамі.Тры асноўных хімічных кампанента насення мукі, аллилизотиоцианат (AITC), бензилизотиоцианат (BITC) і 4-гидроксибензилизотиоцианат (4-HBITC) таксама былі пратэставаны для праверкі біялагічнай актыўнасці гэтых хімічных кампанентаў на лічынках камароў.Гэта першая справаздача па ацэнцы эфектыўнасці чатырох парашкоў насення капусты і іх асноўных хімічных кампанентаў супраць лічынак камароў.
Лабараторныя калоніі Aedes aegypti (штам Ракфелера) падтрымлівалі пры тэмпературы 26°C, 70% адноснай вільготнасці (RH) і 10:14 гадзін (L:D фотаперыяд).Спарваных самак змяшчалі ў пластыкавыя клеткі (вышыня 11 см і дыяметр 9,5 см) і кармілі праз сістэму кармлення з бутэлечкі з выкарыстаннем цытратнай бычынай крыві (HemoStat Laboratories Inc., Дыксан, Каліфорнія, ЗША).Падачу крыві праводзілі, як звычайна, з выкарыстаннем мембраннага фідэра з некалькіх шклянак (Chemglass, Life Sciences LLC, Вайнленд, Нью-Джэрсі, ЗША), падлучанага да трубкі з цыркуляцыйнай вадзяной ваннай (HAAKE S7, Thermo-Scientific, Waltham, MA, ЗША) з тэмпературай кантроль 37 °С.Нацягніце плёнку Parafilm M на дно кожнай шкляной камеры падачы (плошча 154 мм2).Затым кожную кармушку размяшчалі на верхняй рашотцы, якая закрывала клетку, у якой знаходзілася самка для спарвання.Прыкладна 350–400 мкл бычынай крыві дадавалі ў шкляную варонку кармушкі з дапамогай піпеткі Пастэра (Fisherbrand, Fisher Scientific, Уолтэм, Масачусэтс, ЗША), і дарослым чарвякам давалі сцячы не менш за адну гадзіну.Затым цяжарным самкам давалі 10% раствор цукрозы і дазвалялі адкладаць яйкі на вільготную фільтравальную паперу, высланую ў асобныя звышпразрыстыя шкляначкі для суфле (памерам 1,25 вадкіх унцый, Dart Container Corp., Мэйсан, Мічыган, ЗША).клетка з вадой.Змесціце фільтравальную паперу з яйкамі ў запячатаны пакет (SC Johnsons, Racine, WI) і захоўвайце пры 26°C.Яйкі вылупіліся і прыкладна 200–250 лічынак выраслі ў пластыкавых латках, якія змяшчалі сумесь трусінай ежы (ZuPreem, Premium Natural Products, Inc., Mission, KS, USA) і парашка печані (MP Biomedicals, LLC, Solon, OH, ЗША).і філе рыбы (TetraMin, Tetra GMPH, Meer, Германія) у суадносінах 2:1:1.У нашых біялагічных аналізах выкарыстоўваліся лічынкі канца трэцяй стадыі.
Насенны матэрыял раслін, які выкарыстоўваўся ў гэтым даследаванні, быў атрыманы з наступных камерцыйных і дзяржаўных крыніц: Brassica juncea (карычневая гарчыца-Pacific Gold) і Brassica juncea (белая гарчыца-Ida Gold) з Ціхаакіянскага паўночна-заходняга фермерскага кааператыва, штат Вашынгтон, ЗША;(Garden Cress) ад Kelly Seed and Hardware Co., Peoria, IL, ЗША і Thlaspi arvense (Field Pennycress-Elisabeth) ад USDA-ARS, Peoria, IL, ЗША;Ні адно з насення, якое выкарыстоўвалася ў даследаванні, не было апрацавана пестыцыдамі.Увесь насенны матэрыял быў апрацаваны і выкарыстаны ў гэтым даследаванні ў адпаведнасці з мясцовымі і нацыянальнымі правіламі і ў адпаведнасці з усімі адпаведнымі мясцовымі дзяржаўнымі і нацыянальнымі правіламі.У гэтым даследаванні не вывучаліся трансгенныя гатункі раслін.
Насенне Brassica juncea (PG), люцэрны (Ls), белай гарчыцы (IG), Thlaspi arvense (DFP) здрабнялі ў дробны парашок з дапамогай ультрацэнтрабежнай млыны Retsch ZM200 (Retsch, Haan, Германія), абсталяванай сеткай 0,75 мм і нержавеючай сталью. сталёвы ротар, 12 зубцоў, 10 000 абаротаў у хвіліну (табл. 1).Здробнены парашок насення пераносілі ў папяровы напарстак і абястлушчвалі гексанам у апараце Сокслета на працягу 24 гадзін.Субпробу абястлушчанай палявой гарчыцы падвяргалі тэрмічнай апрацоўцы пры 100 °C на працягу 1 гадзіны для дэнатурацыі мирозиназы і прадухілення гідролізу глюкозинолатов з адукацыяй біялагічна актыўных изотиоцианатов.Тэрмаапрацаваны парашок насення хвашчу (DFP-HT) быў выкарыстаны ў якасці адмоўнага кантролю шляхам дэнатурацыі мирозиназы.
Утрыманне глюкозинолатов ў абястлушчанай насеннай муцы было вызначана ў трох паўторах з дапамогай высокаэфектыўнай вадкаснай храматаграфіі (ВЭЖХ) у адпаведнасці з раней апублікаваным пратаколам 64 .Карацей кажучы, 3 мл метанолу дадаюць да 250 мг пробы абястлушчанага парашка насення.Кожны ўзор апрацоўвалі ультрагукам на вадзяной лазні на працягу 30 хвілін і пакідалі ў цемры пры 23°C на 16 гадзін.Затым аліквоту арганічнага пласта аб'ёмам 1 мл адфільтроўвалі праз фільтр 0,45 мкм у аўтасамплер.У сістэме ВЭЖХ Shimadzu (дзве помпы LC 20AD; аўтасамплер SIL 20A; дэгазатар DGU 20As; дэтэктар SPD-20A UV-VIS для маніторынгу пры 237 нм; і модуль сувязі CBM-20A) было вызначана ўтрыманне глюкозінолатаў у насеннай муцы. у трох экзэмплярах.з выкарыстаннем праграмнага забеспячэння Shimadzu LC Solution версіі 1.25 (Shimadzu Corporation, Columbia, MD, USA).Калонка ўяўляла сабой калонку C18 Inertsil са зваротнай фазай (250 мм × 4,6 мм; RP C-18, ODS-3, 5u; GL Sciences, Торранс, Каліфорнія, ЗША).Пачатковыя ўмовы рухомай фазы былі ўстаноўлены на ўзроўні 12% метанолу/88% 0,01 М гідраксіду тетрабутиламмония ў вадзе (TBAH; Sigma-Aldrich, Сэнт-Луіс, Місуры, ЗША) з хуткасцю патоку 1 мл/мін.Пасля ўвядзення 15 мкл пробы пачатковыя ўмовы падтрымлівалі на працягу 20 хвілін, а затым стаўленне растваральніка даводзілі да 100% метанолу з агульным часам аналізу пробы 65 хвілін.Стандартная крывая (на аснове нМ/мАт) была атрымана серыйнымі развядзеннямі свежапрыгатаваных стандартаў сінапіну, глюкозіноляту і міразіну (Sigma-Aldrich, Сэнт-Луіс, штат Місуры, ЗША) для ацэнкі ўтрымання серы ў абястлушчанай муцы з насення.глюкозинолаты.Канцэнтрацыі глюкозинолата ва ўзорах былі правераны на ВЭЖХ Agilent 1100 (Agilent, Санта-Клара, Каліфорнія, ЗША) з выкарыстаннем версіі OpenLAB CDS ChemStation (C.01.07 SR2 [255]), абсталяванай такой жа калонкай і з выкарыстаннем раней апісанага метаду.Вызначалі канцэнтрацыі глюкозинолата;быць параўнальнымі паміж сістэмамі ВЭЖХ.
Аллилизотиоцианат (94%, стабільны) і бензилизотиоцианат (98%) былі набыты ў Fisher Scientific (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, ЗША).4-гидроксибензилизотиоцианат быў набыты ў ChemCruz (Santa Cruz Biotechnology, Каліфорнія, ЗША).Пры ферментатыўным гідролізе мирозиназой глюкозинолаты, глюкозинолаты і глюкозинолаты ўтвараюць адпаведна аллилизотиоцианат, бензилизотиоцианат і 4-гидроксибензилизотиоцианат.
Лабараторныя біяпроб праводзілі па метадзе Muturi і соавт.32 са зменамі.У даследаванні выкарыстоўваліся пяць абястлушчаных насенных кармоў: DFP, DFP-HT, IG, PG і Ls.Дваццаць лічынак былі змешчаны ў 400 мл аднаразовы троххадовы шклянку (VWR International, LLC, Раднор, Пенсільванія, ЗША), які змяшчае 120 мл деионизированной вады (dH2O).Сем канцэнтрацый насення мукі былі пратэставаныя на таксічнасць лічынак камароў: 0,01, 0,02, 0,04, 0,06, 0,08, 0,1 і 0,12 г насення мукі/120 мл dH2O для насення DFP, DFP-HT, IG і PG.Папярэднія біяпробы паказваюць, што абястлушчаная мука з насення Ls больш таксічная, чым чатыры іншыя правераныя віды насення.Такім чынам, мы адкарэктавалі сем канцэнтрацый апрацоўкі мукі з насення Ls да наступных канцэнтрацый: 0,015, 0,025, 0,035, 0,045, 0,055, 0,065 і 0,075 г/120 мл dH2O.
Для ацэнкі нармальнай смяротнасці насякомых ва ўмовах аналізу была ўключана неапрацаваная кантрольная група (dH20, без дабаўкі насення).Таксікалагічныя біялагічныя аналізы для кожнай мукі з насення ўключалі тры дублікатныя шклянкі з трыма нахіламі (20 лічынак трэцяй стадыі ў кожнай шклянцы), у агульнай складанасці 108 флаконаў.Апрацаваныя кантэйнеры захоўвалі пры пакаёвай тэмпературы (20-21°C) і гібель лічынак рэгістравалі на працягу 24 і 72 гадзін бесперапыннага ўздзеяння апрацоўчых канцэнтрацый.Калі цела і прыдаткі камара не рухаюцца пры праколе або дакрананні тонкім шпателем з нержавеючай сталі, лічынкі камара лічацца мёртвымі.Мёртвыя лічынкі звычайна застаюцца нерухомымі ў дорсальном або брушным становішчы на ​​дне ёмістасці або на паверхні вады.Эксперымент паўтаралі тры разы ў розныя дні з выкарыстаннем розных груп лічынак, у агульнай складанасці 180 лічынак, якія падвяргаліся ўздзеянню кожнай апрацоўчай канцэнтрацыі.
Таксічнасць AITC, BITC і 4-HBITC для лічынак камароў ацэньвалася з выкарыстаннем той жа працэдуры біялагічнага аналізу, але з рознымі апрацоўкамі.Прыгатуйце асноўныя растворы з канцэнтрацыяй 100 000 праміле для кожнага хімічнага рэчыва, дадаўшы 100 мкл хімічнага рэчыва да 900 мкл абсалютнага этанолу ў цэнтрыфужнай прабірцы аб'ёмам 2 мл і падтрасаючы на ​​працягу 30 секунд, каб старанна перамяшаць.Лячэбныя канцэнтрацыі былі вызначаны на аснове нашых папярэдніх біялагічных аналізаў, якія выявілі, што BITC значна больш таксічны, чым AITC і 4-HBITC.Для вызначэння таксічнасці выкарыстоўваюцца 5 канцэнтрацый BITC (1, 3, 6, 9 і 12 праміле), 7 канцэнтрацый AITC (5, 10, 15, 20, 25, 30 і 35 праміле) і 6 канцэнтрацый 4-HBITC (15 , 15, 20, 25, 30 і 35 праміле).30, 45, 60, 75 і 90 праміле).У кантрольную апрацоўку ўводзілі 108 мкл абсалютнага этанолу, што эквівалентна максімальнаму аб'ёму хімічнай апрацоўкі.Біялагічныя аналізы паўтаралі, як паказана вышэй, выяўляючы ў агульнай складанасці 180 лічынак на канцэнтрацыю апрацоўкі.Смяротнасць лічынак была зарэгістраваная для кожнай канцэнтрацыі AITC, BITC і 4-HBITC пасля 24 гадзін бесперапыннага ўздзеяння.
Прабіт-аналіз 65 даных аб смяротнасці, звязанай з дозай, быў выкананы з дапамогай праграмнага забеспячэння Polo (Polo Plus, LeOra Software, версія 1.0) для разліку 50% смяротнай канцэнтрацыі (LC50), 90% смяротнай канцэнтрацыі (LC90), нахілу, каэфіцыента смяротнай дозы і 95 % смяротнай канцэнтрацыі.на аснове даверных інтэрвалаў для суадносін смяротных доз для лагарыфікаваных канцэнтрацыі і крывых доза-смяротнасць.Дадзеныя аб смяротнасці заснаваныя на сукупных паўторных дадзеных 180 лічынак, якія падвергліся ўздзеянню кожнай апрацоўчай канцэнтрацыі.Імавернасныя аналізы праводзіліся асобна для кожнага насення і кожнага хімічнага кампанента.Зыходзячы з 95% давернага інтэрвалу суадносін смяротных доз, таксічнасць насеннай мукі і хімічных кампанентаў для лічынак камароў лічылася істотна рознай, таму даверны інтэрвал, які змяшчае значэнне 1, істотна не адрозніваўся, P = 0,0566.
Вынікі ВЭЖХ для вызначэння асноўных глюказінолатаў у абястлушчанай насеннай пакуце DFP, IG, PG і Ls пералічаны ў табліцы 1. Асноўныя глюказінолаты ў праверанай насеннай пакуце адрозніваліся, за выключэннем DFP і PG, якія абодва ўтрымлівалі міразіназныя глюкозінолаты.Змест мирозинина ў ПГ было вышэй, чым у ДФП, адпаведна 33,3 ± 1,5 і 26,5 ± 0,9 мг/г.Парашок насення Ls утрымліваў 36,6 ± 1,2 мг/г глюкаглікону, тады як парашок насення IG утрымліваў 38,0 ± 0,5 мг/г сінапіну.
Лічынкі Ae.Камары Aedes aegypti былі забітыя пры апрацоўцы абястлушчанай мукой з насення, хоць эфектыўнасць апрацоўкі вар'іравалася ў залежнасці ад віду расліны.Толькі DFP-NT не быў таксічны для лічынак камароў пасля 24 і 72 гадзін ўздзеяння (табл. 2).Таксічнасць актыўнага парашка насення павялічваецца з павелічэннем канцэнтрацыі (мал. 1A, B).Таксічнасць насеннай мукі для лічынак камароў істотна вар'іравалася ў залежнасці ад 95% дзі суадносін смяротных доз значэнняў LC50 пры ацэнках праз 24 і 72 гадзіны (табліца 3).Праз 24 гадзіны таксічны эфект мукі з насення Ls быў большы, чым у іншых апрацовак насення, з самай высокай актыўнасцю і максімальнай таксічнасцю для лічынак (LC50 = 0,04 г/120 мл dH2O).Лічынкі былі менш адчувальныя да DFP праз 24 гадзіны ў параўнанні з апрацоўкай насення парашком IG, Ls і PG, са значэннямі LC50 0,115, 0,04 і 0,08 г/120 мл dH2O адпаведна, што было статыстычна вышэй, чым значэнне LC50.0,211 г/120 мл dH2O (табл. 3).Значэнні LC90 для DFP, IG, PG і Ls былі 0,376, 0,275, 0,137 і 0,074 г/120 мл dH2O адпаведна (табл. 2).Найбольшая канцэнтрацыя DPP склала 0,12 г/120 мл dH2O.Пасля 24 гадзін ацэнкі сярэдняя смяротнасць лічынак склала толькі 12%, у той час як сярэдняя смяротнасць лічынак IG і PG дасягнула 51% і 82% адпаведна.Пасля 24 гадзін ацэнкі сярэдняя гібель лічынак для самай высокай канцэнтрацыі апрацоўкі насення Ls (0,075 г/120 мл dH2O) склала 99% (мал. 1А).
Крывыя смяротнасці былі ацэненыя па залежнасці ад дозы (Probit) Ae.Егіпецкія лічынкі (лічынкі 3-й стадыі) да канцэнтрацыі пасяўной мукі праз 24 гадзіны (A) і 72 гадзіны (B) пасля апрацоўкі.Пункцірная лінія ўяўляе LC50 апрацоўкі насення.DFP Thlaspi arvense, DFP-HT, інактываваны цяплом Thlaspi arvense, IG Sinapsis alba (Ida Gold), PG Brassica juncea (Pacific Gold), Ls Lepidium sativum.
Пры 72-гадзіннай ацэнцы значэнні LC50 DFP, IG і PG насення складалі 0,111, 0,085 і 0,051 г/120 мл dH2O адпаведна.Амаль усе лічынкі, якія падвергліся ўздзеянню мукі з насення Ls, загінулі пасля 72 гадзін уздзеяння, таму дадзеныя аб смяротнасці не адпавядаюць аналізу Probit.У параўнанні з іншай насеннай мукой, лічынкі былі менш адчувальныя да апрацоўкі насення DFP і мелі статыстычна больш высокія значэнні LC50 (табліцы 2 і 3).Праз 72 гадзіны значэнні LC50 для апрацоўкі насення шротам DFP, IG і PG былі ацэнены як 0,111, 0,085 і 0,05 г/120 мл dH2O адпаведна.Пасля 72 гадзін ацэнкі значэнні LC90 парашкоў насення DFP, IG і PG складалі 0,215, 0,254 і 0,138 г/120 мл dH2O адпаведна.Пасля 72 гадзін ацэнкі, сярэдняя смяротнасць лічынак для лячэння DFP, IG і PG насення мукі пры максімальнай канцэнтрацыі 0,12 г/120 мл dH2O склала 58%, 66% і 96% адпаведна (мал. 1B).Пасля 72-гадзіннай ацэнкі шрот з насення PG апынуўся больш таксічным, чым шрот з насення IG і DFP.
Сінтэтычныя изотиоцианаты, аллилизотиоцианат (AITC), бензилизотиоцианат (BITC) і 4-гидроксибензилизотиоцианат (4-HBITC) могуць эфектыўна знішчаць лічынак камароў.Праз 24 гадзіны пасля апрацоўкі BITC быў больш таксічны для лічынак са значэннем LC50 5,29 праміле ў параўнанні з 19,35 праміле для AITC і 55,41 праміле для 4-HBITC (табліца 4).У параўнанні з AITC і BITC, 4-HBITC мае меншую таксічнасць і больш высокае значэнне LC50.Існуюць значныя адрозненні ў таксічнасці лічынак камароў двух асноўных изотиоцианатов (Ls і PG) у самай моцнадзейнай муцы з насення.Таксічнасць, заснаваная на суадносінах смяротных доз значэнняў LC50 паміж AITC, BITC і 4-HBITC, паказала такую ​​статыстычную розніцу, што 95% дзі суадносін смяротных доз LC50 не ўключае значэнне 1 (P = 0,05, табл. 4).Паводле ацэнак, самыя высокія канцэнтрацыі BITC і AITC знішчаюць 100% правераных лічынак (малюнак 2).
Крывыя смяротнасці былі ацэненыя па залежнасці ад дозы (Probit) Ae.Праз 24 гадзіны пасля лячэння егіпецкія лічынкі (лічынкі 3-й стадыі) дасягнулі канцэнтрацыі сінтэтычнага изотиоцианата.Пункцірная лінія ўяўляе LC50 для лячэння изотиоцианатом.Бензилизотиоцианат BITC, аллилизотиоцианат AITC і 4-HBITC.
Выкарыстанне раслінных біяпестыцыдаў у якасці сродкаў барацьбы з пераносчыкамі камароў даўно вывучаецца.Многія расліны вырабляюць натуральныя хімічныя рэчывы, якія валодаюць інсектыцыдным дзеяннем37.Іх біялагічна актыўныя злучэнні з'яўляюцца прывабнай альтэрнатывай сінтэтычным інсектыцыдам з вялікім патэнцыялам барацьбы з шкоднікамі, у тым ліку з камарамі.
Расліны гарчыцы вырошчваюць як культуру для іх насення, выкарыстоўваюць як вострыя прыправы і крыніцу алею.Калі гарчычны алей здабываецца з насення або калі гарчыца здабываецца для выкарыстання ў якасці біяпаліва, 69 пабочным прадуктам з'яўляецца абястлушчаная мука з насення.Гэта мука з насення захоўвае многія з прыродных біяхімічных кампанентаў і гідралітычныя ферментаў.Таксічнасць гэтага насення тлумачыцца выпрацоўкай изотиоцианатов55,60,61.Изотиоцианаты ўтвараюцца пры гідролізе глюкозинолатов ферментам мирозиназой падчас гідратацыі насення 38,55,70 і, як вядома, валодаюць фунгіцыдным, бактэрыцыдным, нематыцыдным і інсектыцыдным дзеяннем, а таксама іншымі ўласцівасцямі, уключаючы хімічныя сэнсарныя эфекты і хіміятэрапеўтычныя ўласцівасці 61,62, 70.Некалькі даследаванняў паказалі, што расліны гарчыцы і шрот з насення эфектыўна дзейнічаюць як фуміганты супраць шкоднікаў глебы і захоўваемых прадуктаў57,59,71,72.У гэтым даследаванні мы ацанілі таксічнасць шроту з чатырох насення і яго трох біялагічна актыўных прадуктаў AITC, BITC і 4-HBITC для лічынак камароў Aedes.Aedes aegypti.Чакаецца, што даданне насення мукі непасрэдна ў ваду, якая змяшчае лічынкі камароў, актывуе ферментатыўныя працэсы, якія вырабляюць изотиоцианаты, таксічныя для лічынак камароў.Гэтая біятрансфармацыя была часткова прадэманстравана назіранай ларвіцыднай актыўнасцю мукі з насення і стратай інсектыцыднай актыўнасці пры тэрмічнай апрацоўцы мукі з насення карлікавай гарчыцы перад выкарыстаннем.Чакаецца, што тэрмічная апрацоўка разбурыць гідралітычныя ферменты, якія актывуюць глюкозінолаты, тым самым прадухіляючы адукацыю біялагічна актыўных изотиоцианатов.Гэта першае даследаванне, якое пацвярджае інсектыцыдныя ўласцівасці парашка насення капусты супраць камароў у водным асяроддзі.
Сярод пратэставаных парашкоў насення парашок насення кресс-салаты (Ls) быў найбольш таксічным, выклікаючы высокую смяротнасць Aedes albopictus.Лічынкі Aedes aegypti апрацоўваліся бесперапынна на працягу 24 гадзін.Астатнія тры парашка насення (PG, IG і DFP) мелі больш павольную актыўнасць і ўсё яшчэ выклікалі значную смяротнасць пасля 72 гадзін бесперапыннага лячэння.Толькі мука з насення Ls утрымлівала значную колькасць глюкозинолатов, у той час як PG і DFP ўтрымлівалі мирозиназу, а IG - глюкозинолат ў якасці асноўнага глюкозинолата (табліца 1).Глюкотропеолин гидролизуется да BITC, а синалбин - да 4-HBITC61,62.Вынікі нашых біялагічных аналізаў паказваюць, што шрот з насення Ls і сінтэтычныя BITC вельмі таксічныя для лічынак камароў.Асноўным кампанентам насення PG і DFP з'яўляецца глюкозинолат мирозиназы, які гидролизуется да AITC.AITC эфектыўны ў знішчэнні лічынак камароў са значэннем LC50 19,35 праміле.У параўнанні з AITC і BITC, 4-HBITC изотиоцианат найменш таксічны для лічынак.Хоць AITC менш таксічны, чым BITC, іх значэнне LC50 ніжэй, чым у многіх эфірных алеяў, выпрабаваных на лічынках камароў32,73,74,75.
Наш парашок насення крыжакветных для выкарыстання супраць лічынак камароў змяшчае адзін асноўны глюкозинолат, які складае больш за 98-99% ад агульнай колькасці глюкозинолатов, як вызначана метадам ВЭЖХ.Былі выяўлены слядовыя колькасці іншых глюкозинолатов, але іх узровень быў менш за 0,3% ад агульнай колькасці глюкозинолатов.Парашок насення кресс-салаты (L. sativum) змяшчае другасныя глюкозинолаты (синигрин), але іх доля складае 1% ад агульнай колькасці глюкозинолатов, і іх утрыманне ўсё яшчэ нязначна (каля 0,4 мг / г парашка насення).Хоць PG і DFP ўтрымліваюць адзін і той жа асноўны глюкозинолат (мирозин), ларвицидная актыўнасць іх насення істотна адрозніваецца з-за значэнняў LC50.Вар'іруецца па таксічнасці да сопкай расе.З'яўленне лічынак Aedes aegypti можа быць звязана з розніцай у актыўнасці міразіназы або стабільнасцю паміж двума кармамі насення.Актыўнасць мирозиназы гуляе важную ролю ў біялагічнай даступнасці прадуктаў гідролізу, такіх як изотиоцианаты ў раслін Brassicaceae76.Папярэднія справаздачы Pocock et al.77 і Wilkinson et al.78 паказалі, што змены ў актыўнасці міразіназы і стабільнасці таксама могуць быць звязаны з генетычнымі фактарамі і фактарамі навакольнага асяроддзя.
Чаканае ўтрыманне біялагічна актыўных изотиоцианатов было разлічана на аснове значэнняў LC50 кожнага насення праз 24 і 72 гадзіны (табліца 5) для параўнання з адпаведнымі хімічнымі прымяненнямі.Праз 24 гадзіны изотиоцианаты ў насеннай муцы былі больш таксічнымі, чым чыстыя злучэнні.Значэнні LC50, разлічаныя на аснове частак на мільён (праміле) апрацоўкі насення изотиоцианатом, былі ніжэйшыя за значэнні LC50 для прымянення BITC, AITC і 4-HBITC.Мы назіралі, як лічынкі спажываюць гранулы насення (малюнак 3А).Такім чынам, лічынкі могуць атрымаць больш канцэнтраванае ўздзеянне таксічных изотиоцианатов, паглынаючы гранулы насення.Гэта было найбольш відавочна пры апрацоўцы насення IG і PG пры 24-гадзінным уздзеянні, дзе канцэнтрацыі LC50 былі на 75% і 72% ніжэй, чым пры апрацоўцы чыстым AITC і 4-HBITC адпаведна.Лячэнне Ls і DFP было больш таксічным, чым чысты изотиоцианат, са значэннямі LC50 на 24% і 41% ніжэй, адпаведна.Лічынкі ў кантрольнай апрацоўцы паспяхова акукліліся (мал. 3B), у той час як большасць лічынак у апрацоўцы насеннай мукі не акукліліся, і развіццё лічынак значна затрымлівалася (мал. 3B, D).У Spodopteralitura изотиоцианаты звязаны з затрымкай росту і затрымкай развіцця79.
Лічынкі Ae.Камароў Aedes aegypti бесперапынна падвяргалі ўздзеянню парашка насення Brassica на працягу 24-72 гадзін.(A) Мёртвыя лічынкі з часцінкамі насеннай мукі ў ротавым апараце (абведзены кружком);(B) Кантрольная апрацоўка (dH20 без дадання насеннай мукі) паказвае, што лічынкі растуць нармальна і пачынаюць акукляцца праз 72 гадзіны (C, D) Лічынкі, апрацаваныя насеннай мукой;насенная мука паказала адрозненні ў развіцці і не акуклялася.
Намі не вывучаны механізм таксічнага дзеяння изотиоцианатов на лічынкі камароў.Аднак папярэднія даследаванні на чырвоных вогненных мурашках (Solenopsis invicta) паказалі, што інгібіраванне глутатыён-S-трансферазы (GST) і эстэразы (EST) з'яўляецца асноўным механізмам біяактыўнасці изотиоцианатов, і AITC, нават пры нізкай актыўнасці, таксама можа інгібіраваць актыўнасць GST .чырвоныя імпартаваныя вогненныя мурашкі ў нізкіх канцэнтрацыях.Доза складае 0,5 мкг/мл80.Наадварот, AITC інгібіруе ацэтылхалінэстэразу ў дарослых кукурузных шашолак (Sitophilus zeamais)81.Падобныя даследаванні павінны быць праведзены для высвятлення механізму актыўнасці изотиоцианата ў лічынках камароў.
Мы выкарыстоўваем тэрмаінактываваную апрацоўку DFP, каб падтрымаць прапанову аб тым, што гідроліз раслінных глюказінолатаў з адукацыяй рэактыўных изотиоцианатов служыць механізмам барацьбы з лічынкамі камароў з дапамогай мукі з насення гарчыцы.Насенная мука DFP-HT не была таксічнай пры правераных нормах унясення.Лафарга і інш.82 паведамілі, што глюкозинолаты адчувальныя да дэградацыі пры высокіх тэмпературах.Таксама чакаецца, што тэрмічная апрацоўка дэнатуруе фермент міразіназу ў муцы з насення і прадухіліць гідроліз глюкозінолатаў з адукацыяй рэактыўных изотиоцианатов.Гэта таксама пацвердзілі Окунадэ і інш.75 паказалі, што міразіназа адчувальная да тэмпературы, паказваючы, што актыўнасць міразіназы цалкам адключалася, калі насенне гарчыцы, чорнай гарчыцы і крываўніка падвяргаліся ўздзеянню тэмператур вышэй за 80°.C. Гэтыя механізмы могуць прывесці да страты інсектыцыднай актыўнасці тэрмічнаму апрацаванага насення DFP.
Такім чынам, мука з насення гарчыцы і тры яе асноўныя изотиоцианаты таксічныя для лічынак камароў.Улічваючы гэтыя адрозненні паміж насеннай мукой і хімічнымі апрацоўкамі, выкарыстанне насеннай мукі можа быць эфектыўным метадам барацьбы з камарамі.Існуе неабходнасць вызначыць прыдатныя фармулёўкі і эфектыўныя сістэмы дастаўкі для павышэння эфектыўнасці і стабільнасці выкарыстання парашкоў насення.Нашы вынікі паказваюць на патэнцыйнае выкарыстанне мукі з насення гарчыцы ў якасці альтэрнатывы сінтэтычным пестыцыдам.Гэтая тэхналогія можа стаць інавацыйным інструментам для барацьбы з камарамі-пераносчыкамі.Паколькі лічынкі камароў развіваюцца ў водным асяроддзі, а глюказінолаты насення ферментатыўна ператвараюцца ў актыўныя изотиоцианаты пры гідратацыі, выкарыстанне гарчычнага мукі ў вадзе, заражанай камарамі, прапануе значны патэнцыял барацьбы.Нягледзячы на ​​​​тое, што ларвіцыдная актыўнасць изотиоцианатов вар'іруецца (BITC > AITC > 4-HBITC), неабходныя дадатковыя даследаванні, каб вызначыць, ці сінэргічны павялічвае таксічнасць спалучэнне насення мукі з некалькімі глюкозінолатамі.Гэта першае даследаванне, якое прадэманстравала інсектыцыднае ўздзеянне абястлушчанай мукі з насення крыжакветных і трох біялагічна актыўных изотиоцианатов на камароў.Вынікі гэтага даследавання адкрываюць новыя пазіцыі, паказваючы, што абястлушчаная мука з насення капусты, пабочны прадукт экстракцыі алею з насення, можа служыць перспектыўным ларвіцыдным сродкам для барацьбы з камарамі.Гэтая інфармацыя можа дапамагчы далейшаму адкрыццю сродкаў біякантролю раслін і іх распрацоўцы як танных, практычных і экалагічна чыстых біяпестыцыдаў.
Наборы дадзеных, створаныя для гэтага даследавання, і выніковыя аналізы даступныя ў адпаведнага аўтара па разумным запыце.У канцы даследавання ўсе матэрыялы, якія выкарыстоўваліся ў даследаванні (казуркі і насенная мука), былі знішчаны.


Час публікацыі: 29 ліпеня 2024 г