Дзякуй за наведванне сайта Nature.com. Версія браўзера, якой вы карыстаецеся, мае абмежаваную падтрымку CSS. Для дасягнення найлепшых вынікаў рэкамендуем выкарыстоўваць больш новую версію браўзера (або адключыць рэжым сумяшчальнасці ў Internet Explorer). Тым часам, каб забяспечыць пастаянную падтрымку, мы паказваем сайт без стыляў і JavaScript.
Камбінацыі інсектыцыдных злучэнняў расліннага паходжання могуць праяўляць сінергічнае або антаганістычнае ўзаемадзеянне супраць шкоднікаў. Улічваючы хуткае распаўсюджванне хвароб, якія пераносяць камары Aedes, і ўзрастаючую ўстойлівасць папуляцый камароў Aedes да традыцыйных інсектыцыдаў, было распрацавана і пратэставана дваццаць восем камбінацый тэрпенавых злучэнняў на аснове раслінных эфірных алеяў супраць лічынкавых і дарослых стадый Aedes aegypti. Спачатку былі ацэнены пяць раслінных эфірных алеяў (РЭА) на прадмет іх ларвіцыднай эфектыўнасці і эфектыўнасці ў дачыненні да дарослых асобін, і ў кожным РЭА на аснове вынікаў ГХ-МС былі вызначаны два асноўныя злучэнні. Былі набыты асноўныя ідэнтыфікаваныя злучэнні, а менавіта дыялілдысульфід, дыялілтрысульфід, карвон, ліманен, эўгенол, метылэўгенол, эўкаліптол, эўдэсмол і камарыны альфа-пінен. Затым былі падрыхтаваны бінарныя камбінацыі гэтых злучэнняў з выкарыстаннем сублетальных доз, і іх сінергічны і антаганістычны эфект быў пратэставаны і вызначаны. Лепшыя ларвіцыдныя кампазіцыі атрымліваюцца шляхам змешвання ліманену з дыялілдысульфідам, а лепшыя далліцыдныя кампазіцыі — шляхам змешвання карвону з ліманенам. Камерцыйна выкарыстоўваны сінтэтычны ларвіцыд «Тэмфос» і прэпарат для дарослых «Малатыён» былі пратэставаны асобна і ў бінарных камбінацыях з тэрпеноідамі. Вынікі паказалі, што найбольш эфектыўнай камбінацыяй з'яўляецца камбінацыя тэмефосу і дыалілдысульфіду, а таксама малатыёну і эўдэсмолу. Гэтыя магутныя камбінацыі маюць патэнцыял для выкарыстання супраць Aedes aegypti.
Раслінныя эфірныя алеі (ЭА) — гэта другасныя метабаліты, якія змяшчаюць розныя біялагічна актыўныя злучэнні, і яны набываюць усё большае значэнне ў якасці альтэрнатывы сінтэтычным пестыцыдам. Яны не толькі экалагічна чыстыя і зручныя ў выкарыстанні, але і ўяўляюць сабой сумесь розных біялагічна актыўных злучэнняў, што таксама зніжае верагоднасць развіцця ўстойлівасці да лекаў1. Выкарыстоўваючы тэхналогію ГХ-МС, даследчыкі вывучылі складнікі розных раслінных эфірных алеяў і вызначылі больш за 3000 злучэнняў з 17 500 араматычных раслін2, большасць з якіх былі пратэставаны на інсектыцыдныя ўласцівасці і, як паведамляецца, валодаюць інсектыцыдным эфектам3,4. Некаторыя даследаванні паказваюць, што таксічнасць асноўнага кампанента злучэння такая ж або вышэйшая, чым у яго неачышчанага аксіду этылену. Але выкарыстанне асобных злучэнняў можа зноў пакінуць прастору для развіцця ўстойлівасці, як у выпадку з хімічнымі інсектыцыдамі5,6. Таму ў цяперашні час увага надаецца падрыхтоўцы сумесяў злучэнняў на аснове аксіду этылену для павышэння інсектыцыднай эфектыўнасці і зніжэння верагоднасці ўстойлівасці ў мэтавых папуляцыях шкоднікаў. Асобныя актыўныя злучэнні, якія прысутнічаюць у эфірных алеях (ЭА), могуць праяўляць сінергічны або антаганістычны эфект у камбінацыях, што адлюстроўвае агульную актыўнасць ЭА, што было добра падкрэслена ў даследаваннях, праведзеных папярэднімі даследчыкамі7,8. Праграма барацьбы з пераносчыкамі таксама ўключае ЭА і яго кампаненты. Камарыцыдная актыўнасць эфірных алеяў была шырока вывучана на камарах Culex і Anopheles. У некалькіх даследаваннях рабіліся спробы распрацаваць эфектыўныя пестыцыды шляхам спалучэння розных раслін з камерцыйна выкарыстоўванымі сінтэтычнымі пестыцыдамі, каб павялічыць агульную таксічнасць і мінімізаваць пабочныя эфекты9. Але даследаванні такіх злучэнняў супраць Aedes aegypti застаюцца рэдкімі. Дасягненні ў медыцынскай навуцы і распрацоўка лекаў і вакцын дапамаглі ў барацьбе з некаторымі пераносчыкамі хвароб. Але наяўнасць розных сератыпаў віруса, які перадаецца камаром Aedes aegypti, прывяла да няўдачы праграм вакцынацыі. Таму, калі такія захворванні ўзнікаюць, праграмы барацьбы з пераносчыкамі з'яўляюцца адзіным варыянтам прадухілення распаўсюджвання хваробы. У цяперашняй сітуацыі кантроль над Aedes aegypti вельмі важны, паколькі ён з'яўляецца ключавым пераносчыкам розных вірусаў і іх сератыпаў, якія выклікаюць ліхаманку денге, вірус Зіка, гемарагічную ліхаманку денге, жоўтую ліхаманку і г.д. Найбольш характэрным з'яўляецца той факт, што колькасць выпадкаў амаль усіх трансмісійных захворванняў, выкліканых Aedes, штогод расце ў Егіпце і расце ва ўсім свеце. Такім чынам, у гэтым кантэксце існуе вострая неабходнасць распрацоўкі экалагічна бяспечных і эфектыўных мер кантролю папуляцый Aedes aegypti. Патэнцыйнымі кандыдатамі ў гэтым плане з'яўляюцца этыленавыя алеі (ЭА), іх складовыя злучэнні і іх камбінацыі. Таму ў гэтым даследаванні была зроблена спроба вызначыць эфектыўныя сінергічныя камбінацыі ключавых раслінных ЭА злучэнняў з пяці раслін з інсектыцыднымі ўласцівасцямі (г.зн. мяты, святога базіліка, эўкаліпта плямістага, цыбулі серавой і мелалеўкі) супраць Aedes aegypti.
Усе адабраныя эфірныя мадыфікаваныя рэчывы (ЭМ) прадэманстравалі патэнцыйную ларвіцыдную актыўнасць супраць Aedes aegypti з 24-гадзіннай ЛК50 ад 0,42 да 163,65 праміле. Найвышэйшая ларвіцыдная актыўнасць была зафіксавана для ЭМ мяты перачнай (Mp) са значэннем ЛК50 0,42 праміле праз 24 гадзіны, за ім ішоў ЭМ часныку (As) са значэннем ЛК50 16,19 праміле праз 24 гадзіны (табліца 1).
За выключэннем Ocimum Sainttum, Os EO, усе астатнія чатыры правераныя EO прадэманстравалі відавочны алерцыдны эфект, прычым значэнні LC50 вагаліся ад 23,37 да 120,16 ppm на працягу 24-гадзіннага перыяду ўздзеяння. ЭO Thymophilus striata (Cl) быў найбольш эфектыўным у знішчэнні дарослых асобін са значэннем LC50 23,37 ppm на працягу 24 гадзін пасля ўздзеяння, за ім ішоў Eucalyptus maculata (Em) са значэннем LC50 101,91 ppm (табліца 1). З іншага боку, значэнне LC50 для Os пакуль не вызначана, паколькі найвышэйшы ўзровень смяротнасці ў 53% быў зафіксаваны пры самай высокай дозе (дадатковы малюнак 3).
Два асноўныя кампаненты кожнага эфіру кіслотнага (ЭК) былі ідэнтыфікаваныя і адабраныя на аснове вынікаў базы дадзеных бібліятэкі NIST, працэнтнага ўтрымання плошчы храматаграмы ГХ і вынікаў спектраў МС (табліца 2). Для ЭК As асноўнымі выяўленымі злучэннямі былі дыалілдысульфід і дыалілтрысульфід; для ЭК Mp асноўнымі выяўленымі злучэннямі былі карвон і ліманен, для ЭК Em асноўнымі выяўленымі злучэннямі былі эўдэсмол і эўкаліптол; для ЭК Os асноўнымі выяўленымі злучэннямі былі эўгенол і метылэўгенол, а для ЭК Cl асноўнымі выяўленымі злучэннямі былі эўгенол і α-пінен (малюнак 1, дадатковыя малюнкі 5–8, дадатковая табліца 1–5).
Вынікі мас-спектрометрыі асноўных тэрпеноідаў выбраных эфірных алеяў (A-дыялілдысульфід; B-дыялілтрысульфід; C-эўгенол; D-метылэўгенол; E-лімонен; F-араматычны цэперон; G-α-пінен; H-цынеол; R-эўдамол).
Усяго дзевяць злучэнняў (дыялілдысульфід, дыялілтрысульфід, эўгенол, метылэўгенол, карвон, ліманен, эўкаліптол, эўдэсмол, α-пінен) былі ідэнтыфікаваны як эфектыўныя злучэнні, якія з'яўляюцца асноўнымі кампанентамі ЭА, і былі асобна біялагічна пратэставаны супраць Aedes aegypti на лічынкавых стадыях. Злучэнне эўдэсмол мела найвышэйшую ларвіцыдную актыўнасць са значэннем LC50 2,25 ppm пасля 24 гадзін уздзеяння. Таксама было выяўлена, што злучэнні дыялілдысульфід і дыялілтрысульфід таксама маюць патэнцыйны ларвіцыдны эфект, са сярэднімі сублятальнымі дозамі ў дыяпазоне 10-20 ppm. Умераная ларвіцыдная актыўнасць зноў назіралася для злучэнняў эўгенолу, ліманену і эўкаліптолу са значэннямі LC50 63,35 ppm, 139,29 ppm і 181,33 ppm пасля 24 гадзін адпаведна (табліца 3). Аднак нават пры самых высокіх дозах значнага ларвіцыднага патэнцыялу метылэўгенолу і карвону не было выяўлена, таму значэнні LC50 не былі разлічаны (табліца 3). Сінтэтычны ларвіцыд Тэмефос меў сярэднюю смяротную канцэнтрацыю 0,43 праміле супраць Aedes aegypti на працягу 24 гадзін уздзеяння (табліца 3, дадатковая табліца 6).
Сем злучэнняў (дыялілдысульфід, дыялілтрысульфід, эўкаліптол, α-пінен, эўдэсмол, лімонен і карвон) былі вызначаны як асноўныя злучэнні эфектыўнага ЭА і былі пратэставаны асобна супраць дарослых егіпецкіх камароў Aedes. Згодна з рэгрэсійным аналізам Probit, эўдэсмол прадэманстраваў найбольшы патэнцыял са значэннем LC50 1,82 ppm, за ім ішоў эўкаліптол са значэннем LC50 17,60 ppm пры 24-гадзінным перыядзе ўздзеяння. Астатнія пяць пратэставаных злучэнняў былі ўмерана шкоднымі для дарослых з значэннем LC50 ад 140,79 да 737,01 ppm (табліца 3). Сінтэтычны арганафосфарны малатыён быў менш эфектыўным, чым эўдэсмол, і больш эфектыўным, чым астатнія шэсць злучэнняў, са значэннем LC50 5,44 ppm на працягу 24-гадзіннага перыяду ўздзеяння (табліца 3, дадатковая табліца 6).
Сем магутных вядучых злучэнняў і арганафосфараат тамефасат былі адабраны для распрацоўкі бінарных камбінацый іх доз LC50 у суадносінах 1:1. Усяго было падрыхтавана і пратэставана 28 бінарных камбінацый на іх ларвіцыдную эфектыўнасць супраць Aedes aegypti. Дзевяць камбінацый аказаліся сінергічнымі, 14 камбінацый - антаганістычнымі, а пяць камбінацый не былі ларвіцыднымі. Сярод сінергічных камбінацый найбольш эфектыўнай была камбінацыя дыалілдысульфіду і тэмафолу, прычым праз 24 гадзіны назіралася 100% смяротнасць (табліца 4). Падобным чынам, сумесі ліманену з дыалілдысульфідам і эўгенолу з тыметфосам паказалі добры патэнцыял з назіранай смяротнасцю лічынак 98,3% (табліца 5). Астатнія 4 камбінацыі, а менавіта эўдэсмол плюс эўкаліптол, эўдэсмол плюс лімонен, эўкаліптол плюс альфа-пінен, альфа-пінен плюс тэмафос, таксама паказалі значную ларвіцыдную эфектыўнасць, прычым назіраныя паказчыкі смяротнасці перавышалі 90%. Чаканы ўзровень смяротнасці складае каля 60-75% (табліца 4). Аднак спалучэнне ліманену з α-піненам або эўкаліптам прадэманстравала антаганістычныя рэакцыі. Аналагічным чынам, было выяўлена, што сумесі Тэмефосу з эўгенолам або эўкаліптам, або эўдэсмолам, або дыалілтрысульфідам аказваюць антаганістычны эфект. Антаганістычным дзеяннем ларвіцыднае дзеянне аказвае спалучэнне дыалілдысульфіду і дыалілтрысульфіду, а таксама спалучэнне любога з гэтых злучэнняў з эўдэсмолам або эўгенолам. Таксама паведамлялася пра антаганізм пры спалучэнні эўдэсмолу з эўгенолам або α-піненам.
З усіх 28 бінарных сумесяў, пратэставаных на кіслотную актыўнасць у дарослых асобін, 7 камбінацый былі сінергічнымі, 6 не мелі ніякага эфекту, а 15 былі антаганістычнымі. Сумесі эўдэсмолу з эўкаліптам і ліманену з карвонам аказаліся больш эфектыўнымі, чым іншыя сінергічныя камбінацыі, з узроўнем смяротнасці праз 24 гадзіны 76% і 100% адпаведна (табліца 5). Было заўважана, што малатыён праяўляе сінергічны эфект з усімі камбінацыямі злучэнняў, акрамя ліманену і дыалілтрысульфіду. З іншага боку, быў выяўлены антаганізм паміж дыалілдысульфідам і дыалілтрысульфідам і камбінацыяй любога з іх з эўкаліптам, або эўкаліптолам, або карвонам, або ліманенам. Падобным чынам, камбінацыі α-пінену з эўдэсмолам або ліманенам, эўкаліптолу з карвонам або ліманенам і ліманену з эўдэсмолам або малатыёнам праявілі антаганістычны ларвіцыдны эфект. Для астатніх шасці камбінацый не было выяўлена істотнай розніцы паміж чаканай і назіранай смяротнасцю (табліца 5).
На падставе сінергічных эфектаў і сублятальных доз была ў канчатковым выніку адабрана і далей праверана іх ларвіцыдная таксічнасць супраць вялікай колькасці камароў Aedes aegypti. Вынікі паказалі, што назіраная смяротнасць лічынак пры выкарыстанні бінарных камбінацый эўгенол-лімонен, дыялілдысульфід-лімонен і дыялілдысульфід-цімфос склала 100%, у той час як чаканая смяротнасць лічынак склала 76,48%, 72,16% і 63,4% адпаведна (табліца 6). Камбінацыя ліманену і эўдэсмолу была адносна менш эфектыўнай, прычым смяротнасць лічынак склала 88% на працягу 24-гадзіннага перыяду ўздзеяння (табліца 6). Увогуле, чатыры выбраныя бінарныя камбінацыі таксама прадэманстравалі сінергічны ларвіцыдны эфект супраць Aedes aegypti пры ўжыванні ў вялікіх маштабах (табліца 6).
Для дарослага цыдальнага біяаналізу былі адабраны тры сінергічныя камбінацыі з мэтай кантролю вялікіх папуляцый дарослых насякомых Aedes aegypti. Каб выбраць камбінацыі для тэставання на буйных калоніях насякомых, мы спачатку засяродзіліся на двух найлепшых сінергічных камбінацыях тэрпенаў, а менавіта карвон плюс ліманен і эўкаліптол плюс эўдэсмол. Па-другое, найлепшая сінергічная камбінацыя была адабрана з камбінацыі сінтэтычнага арганафасфату малатыёну і тэрпеноідаў. Мы лічым, што камбінацыя малатыёну і эўдэсмола з'яўляецца найлепшай камбінацыяй для тэставання на буйных калоніях насякомых з-за найвышэйшай назіранай смяротнасці і вельмі нізкіх значэнняў LC50 інгрэдыентаў-кандыдатаў. Малатыён праяўляе сінергізм у спалучэнні з α-піненам, дыалілдысульфідам, эўкаліптам, карвонам і эўдэсмолам. Але калі паглядзець на значэнні LC50, эўдэсмол мае найменшае значэнне (2,25 праміле). Разлічаныя значэнні LC50 малатыёну, α-пінену, дыалілдысульфіду, эўкаліптолу і карвону склалі 5,4, 716,55, 166,02, 17,6 і 140,79 праміле адпаведна. Гэтыя значэнні паказваюць, што камбінацыя малатыёну і эўдэсмолу з'яўляецца аптымальнай з пункту гледжання дазоўкі. Вынікі паказалі, што камбінацыі карвону плюс ліманену і эўдэсмолу плюс малатыён мелі 100% назіраную смяротнасць у параўнанні з чаканай смяротнасцю ад 61% да 65%. Іншая камбінацыя, эўдэсмол плюс эўкаліптол, паказала смяротнасць 78,66% пасля 24 гадзін уздзеяння ў параўнанні з чаканай смяротнасцю 60%. Усе тры выбраныя камбінацыі прадэманстравалі сінергічны эфект нават пры ўжыванні ў вялікіх маштабах супраць дарослых Aedes aegypti (табліца 6).
У гэтым даследаванні асобныя раслінныя эфірныя алеі, такія як Mp, As, Os, Em і Cl, прадэманстравалі шматабяцальны смяротны эфект на лічынкавыя і дарослыя стадыі Aedes aegypti. Эфірныя алеі Mp мелі найвышэйшую ларвіцыдную актыўнасць са значэннем LC50 0,42 ppm, за імі ішлі ЭФ As, Os і Em са значэннем LC50 менш за 50 ppm праз 24 гадзіны. Гэтыя вынікі адпавядаюць папярэднім даследаванням камароў і іншых двухкрылых мух 10,11,12,13,14. Нягледзячы на тое, што ларвіцыдная актыўнасць Cl ніжэйшая, чым у іншых эфірных алеяў, са значэннем LC50 163,65 ppm праз 24 гадзіны, яго патэнцыял для дарослых асобін найвышэйшы са значэннем LC50 23,37 ppm праз 24 гадзіны. ЭФ Mp, As і Em таксама прадэманстравалі добры алервіцыдны патэнцыял са значэннямі LC50 у дыяпазоне 100–120 ppm пры 24 гадзінах уздзеяння, але былі адносна ніжэйшымі за іх ларвіцыдную эфектыўнасць. З іншага боку, ЭО Os прадэманстраваў нязначны алерцыдны эфект нават пры найвышэйшай тэрапеўтычнай дозе. Такім чынам, вынікі паказваюць, што таксічнасць аксіду этылену для раслін можа адрознівацца ў залежнасці ад стадыі развіцця камароў15. Яна таксама залежыць ад хуткасці пранікнення ЭО ў арганізм насякомага, іх узаемадзеяння са спецыфічнымі мэтавымі ферментамі і дэтоксікацыйнай здольнасці камара на кожнай стадыі развіцця16. Вялікая колькасць даследаванняў паказала, што асноўнае кампанентнае злучэнне з'яўляецца важным фактарам біялагічнай актыўнасці аксіду этылену, паколькі яно складае большую частку агульнай колькасці злучэнняў3,12,17,18. Такім чынам, мы разгледзелі два асноўныя злучэнні ў кожным ЭО. На падставе вынікаў ГХ-МС дыялілдысульфід і дыялілтрысульфід былі вызначаны як асноўныя злучэнні ЭО As, што адпавядае папярэднім паведамленням19,20,21. Нягледзячы на тое, што ў папярэдніх паведамленнях паказвалася, што ментол быў адным з яго асноўных злучэнняў, карвон і ліманен зноў былі вызначаны як асноўныя злучэнні Mp EO22,23. Профіль складу Os EO паказаў, што асноўнымі злучэннямі з'яўляюцца эўгенол і метылэўгенол, што падобна да высноў папярэдніх даследчыкаў16,24. Эўкаліптол і эўкаліптол былі пазначаны як асноўныя злучэнні, якія прысутнічаюць у алеі лісця Em, што адпавядае высновам некаторых даследчыкаў25,26, але супярэчыць высновам Олаладэ і інш.27. Дамінаванне цынеолу і α-пінену назіралася ў эфірным алеі мелалеўкі, што падобна да папярэдніх даследаванняў28,29. Паведамлялася пра ўнутрывідавыя адрозненні ў складзе і канцэнтрацыі эфірных алеяў, здабытых з аднаго і таго ж віду раслін у розных месцах, якія таксама назіраліся ў гэтым даследаванні, і на якія ўплываюць геаграфічныя ўмовы росту раслін, час збору ўраджаю, стадыя развіцця або ўзрост расліны, з'яўленне хематыпаў і г.д.22,30,31,32. Затым былі набыты ключавыя ідэнтыфікаваныя злучэнні і пратэставаны на іх ларвіцыдны эфект і ўздзеянне на дарослых камароў Aedes aegypti. Вынікі паказалі, што ларвіцыдная актыўнасць дыалілдысульфіду была параўнальная з актыўнасцю неачышчанага EO As. Але актыўнасць дыалілтрысульфіду вышэйшая, чым у EO As. Гэтыя вынікі падобныя да вынікаў, атрыманых Кімбарысам і інш.33 на Culex philippines. Аднак гэтыя два злучэнні не праявілі добрай аўтацыднай актыўнасці супраць камароў-мішэняў, што адпавядае вынікам Плата-Руэды і інш.34 на Tenebrio molitor. Os EO эфектыўны супраць лічынкавай стадыі Aedes aegypti, але не супраць дарослай стадыі. Было ўстаноўлена, што ларвіцыдная актыўнасць асноўных асобных злучэнняў ніжэйшая, чым у неачышчанага Os EO. Гэта сведчыць пра ролю іншых злучэнняў і іх узаемадзеянне ў неачышчаным аксіде этылену. Метылэўгенол сам па сабе мае нязначную актыўнасць, тады як эўгенол сам па сабе мае ўмераную ларвіцыдную актыўнасць. Гэтая выснова пацвярджае, з аднаго боку,35,36, а з другога боку, супярэчыць высновам папярэдніх даследчыкаў37,38. Розніца ў функцыянальных групах эўгенолу і метылеўгенолу можа прыводзіць да рознай таксічнасці для аднаго і таго ж насякомага-мішэні39. Было выяўлена, што ліманен валодае ўмеранай ларвіцыднай актыўнасцю, у той час як эфект карвону быў нязначным. Аналагічна, адносна нізкая таксічнасць ліманену для дарослых насякомых і высокая таксічнасць карвону пацвярджаюць вынікі некаторых папярэдніх даследаванняў40, але супярэчаць іншым41. Наяўнасць падвойных сувязей як ва ўнутрыцыклічных, так і ў экзацыклічных пазіцыях можа павялічыць перавагі гэтых злучэнняў як ларвіцыдаў3,41, у той час як карвон, які з'яўляецца кетонам з ненасычанымі альфа- і бэта-вугляродамі, можа праяўляць больш высокі патэнцыял таксічнасці для дарослых42. Аднак індывідуальныя характарыстыкі ліманену і карвону значна ніжэйшыя за агульную Mp EO (табліца 1, табліца 3). Сярод правераных тэрпеноідаў было выяўлена, што эўдэсмол валодае найбольшай ларвіцыднай і дарослай актыўнасцю са значэннем LC50 ніжэй за 2,5 ppm, што робіць яго перспектыўным злучэннем для барацьбы з камарамі Aedes. Яго эфектыўнасць лепшая, чым у ўсяго EO Em, хоць гэта не адпавядае высновам Чэнга і інш.40. Эўдэсмол — гэта сесквітэрпен з двума ізапрэнавымі адзінкамі, які менш лятучы, чым аксігенаваныя монатэрпены, такія як эўкаліпт, і таму мае большы патэнцыял у якасці пестыцыду. Сам эўкаліптол мае большую актыўнасць у дарослых, чым у ларвіцыдных умовах, і вынікі папярэдніх даследаванняў як пацвярджаюць, так і абвяргаюць гэта37,43,44. Сама па сабе актыўнасць амаль параўнальная з актыўнасцю ўсяго EO Cl. Іншы біцыклічны монатэрпен, α-пінен, мае меншы эфект у дарослых умовах на Aedes aegypti, чым ларвіцыдны эфект, што супрацьлегла эфекту поўнага EO Cl. На агульную інсектыцыдную актыўнасць тэрпеноідаў уплываюць іх ліпафільнасць, лятучасць, вугляроднае галінаванне, плошча праекцыі, плошча паверхні, функцыянальныя групы і іх становішча45,46. Гэтыя злучэнні могуць дзейнічаць, разбураючы клеткавыя назапашванні, блакуючы дыхальную актыўнасць, перарываючы перадачу нервовых імпульсаў і г.д.47 Сінтэтычны арганафасфат Тэмефос аказаўся найбольшай ларвіцыднай актыўнасцю са значэннем LC50 0,43 праміле, што адпавядае дадзеным Лека-Уталы48. Паведамлялася, што актыўнасць сінтэтычнага арганафасфату малатыёну ў дарослых асобінах склала 5,44 праміле. Нягледзячы на тое, што гэтыя два арганафасфаты паказалі спрыяльныя рэакцыі супраць лабараторных штамаў Aedes aegypti, устойлівасць камароў да гэтых злучэнняў была выяўлена ў розных частках свету49. Аднак падобных паведамленняў аб развіцці ўстойлівасці да раслінных лекаў не было знойдзена50. Такім чынам, раслінныя прэпараты разглядаюцца як патэнцыйная альтэрнатыва хімічным пестыцыдам у праграмах барацьбы з пераносчыкамі.
Ларвацыдны эфект быў правераны на 28 бінарных камбінацыях (1:1), падрыхтаваных з магутных тэрпеноідаў і тэрпеноідаў з тыметфосам, і 9 камбінацый аказаліся сінергічнымі, 14 антаганістычнымі і 5 антаганістычнымі. Эфекту не назіралася. З іншага боку, у біялагічным аналізе на патэнцыю ў дарослых асобінах 7 камбінацый аказаліся сінергічнымі, 15 камбінацый — антаганістычнымі, а 6 камбінацый, як паведамлялася, не мелі ніякага эфекту. Прычынай таго, што пэўныя камбінацыі выклікаюць сінергічны эфект, можа быць тое, што кандыдаты ўзаемадзейнічаюць адначасова ў розных важных шляхах, або паслядоўнае інгібіраванне розных ключавых ферментаў пэўнага біялагічнага шляху51. Было ўстаноўлена, што камбінацыя ліманену з дыалілдысульфідам, эўкаліптам або эўгенолам аказвае сінергічны эфект як у малых, так і ў вялікіх маштабах прымянення (табліца 6), у той час як яго камбінацыя з эўкаліптам або α-піненам аказвае антаганістычны эфект на лічынак. У сярэднім ліманен, відаць, з'яўляецца добрым сінергістам, магчыма, з-за наяўнасці метыльных груп, добрага пранікнення ў рагавы пласт і іншага механізму дзеяння52,53. Раней паведамлялася, што ліманен можа выклікаць таксічныя эфекты, пранікаючы праз кутыкулы насякомых (кантактная таксічнасць), уплываючы на стрававальную сістэму (антыфідэнтальнае дзеянне) або дыхальную сістэму (фумігацыйная актыўнасць), 54 у той час як фенілпрапаноіды, такія як эўгенол, могуць уплываць на метабалічныя ферменты 55. Такім чынам, камбінацыі злучэнняў з рознымі механізмамі дзеяння могуць павялічыць агульны смяротны эфект сумесі. Было ўстаноўлена, што эўкаліптол дзейнічае сінергічна з дыалілдысульфідам, эўкаліптам або α-піненам, але іншыя камбінацыі з іншымі злучэннямі былі альбо неларвіцыднымі, альбо антаганістычнымі. Раннія даследаванні паказалі, што эўкаліптол валодае інгібіруючай актыўнасцю ў дачыненні да ацэтылхалінестэразы (AChE), а таксама да рэцэптараў актаміну і ГАМК 56. Паколькі цыклічныя монатэрпены, эўкаліптол, эўгенол і г.д. могуць мець той жа механізм дзеяння, што і іх нейратаксічная актыўнасць, 57 тым самым мінімізуючы іх сумесны эфект праз узаемнае інгібіраванне. Аналагічным чынам, было ўстаноўлена, што спалучэнне Тэмефосу з дыалілдысульфідам, α-піненам і ліманенам мае сінергічны эфект, што пацвярджае папярэднія паведамленні аб сінергічным эфекце паміж расліннымі прадуктамі і сінтэтычнымі арганафасфатамі58.
Было ўстаноўлена, што спалучэнне эўдэсмола і эўкаліптолу аказвае сінергічны эфект на лічынкавую і дарослае стадыі Aedes aegypti, магчыма, з-за іх розных механізмаў дзеяння, абумоўленых рознымі хімічнымі структурамі. Эўдэсмол (сесквітэрпен) можа ўплываць на дыхальную сістэму 59, а эўкаліптол (монатэрпен) можа ўплываць на ацэтылхалінестэразу 60. Сумеснае ўздзеянне інгрэдыентаў на два ці больш мэтавых участкаў можа ўзмацніць агульны смяротны эфект камбінацыі. У біялагічных аналізах на дарослыя асобіны было ўстаноўлена, што малатыён праяўляе сінергію з карвонам, эўкаліптолам, дыалілдысульфідам або α-піненам, што сведчыць аб яго сінергічным уздзеянні з даданнем ліманену і ды-1. Добрыя сінергічныя кандыдаты ў якасці алерцыдаў для ўсяго партфеля тэрпенавых злучэнняў, за выключэннем алілтрысульфіду. Тангам і Кацірэсан 61 таксама паведамілі пра падобныя вынікі сінергічнага эфекту малатыёну з расліннымі экстрактамі. Гэты сінергічны адказ можа быць выкліканы камбінаваным таксічным уздзеяннем малатыёну і фітахімічных рэчываў на ферменты дэтоксікацыі насякомых. Арганафасфаты, такія як малатыён, звычайна дзейнічаюць шляхам інгібіравання эстэраз цытахрому P450 і монааксігеназ 62, 63, 64. Такім чынам, спалучэнне малатыёну з гэтымі механізмамі дзеяння і тэрпенаў з рознымі механізмамі дзеяння можа ўзмацніць агульны смяротны эфект на камароў.
З іншага боку, антаганізм паказвае, што выбраныя злучэнні менш актыўныя ў камбінацыі, чым кожнае злучэнне паасобку. Прычынай антаганізму ў некаторых камбінацыях можа быць тое, што адно злучэнне змяняе паводзіны іншага злучэння, змяняючы хуткасць ўсмоктвання, размеркавання, метабалізму або вывядзення. Раннія даследчыкі лічылі гэта прычынай антаганізму ў камбінацыях лекаў. Малекулы Магчымы механізм 65. Аналагічна, магчымыя прычыны антаганізму могуць быць звязаны з падобнымі механізмамі дзеяння, канкурэнцыяй складовых злучэнняў за адзін і той жа рэцэптар або мэтавы сайт. У некаторых выпадках можа таксама адбывацца неканкурэнтнае інгібіраванне мэтавага бялку. У гэтым даследаванні два арганічныя злучэнні серы, дыалілдысульфід і дыалілтрысульфід, праявілі антаганістычныя эфекты, магчыма, з-за канкурэнцыі за адзін і той жа мэтавы сайт. Аналагічна, гэтыя два злучэнні серы праявілі антаганістычныя эфекты і не мелі эфекту пры спалучэнні з эўдэсмолам і α-піненам. Эўдэсмол і альфа-пінен маюць цыклічную прыроду, тады як дыалілдысульфід і дыалілтрысульфід маюць аліфатычную прыроду. Зыходзячы з хімічнай структуры, камбінацыя гэтых злучэнняў павінна павялічваць агульную смяротную актыўнасць, паколькі іх мэтавыя ўчасткі звычайна розныя34,47, але эксперыментальна мы выявілі антаганізм, які можа быць звязаны з роляй гэтых злучэнняў у некаторых невядомых арганізмах in vivo. сістэмы ў выніку ўзаемадзеяння. Падобным чынам, камбінацыя цынеолу і α-пінену выклікала антаганістычныя рэакцыі, хоць даследчыкі раней паведамлялі, што гэтыя два злучэнні маюць розныя мішэні дзеяння47,60. Паколькі абодва злучэнні з'яўляюцца цыклічнымі монатэрпенамі, могуць існаваць некаторыя агульныя мэтавыя ўчасткі, якія могуць канкураваць за звязванне і ўплываць на агульную таксічнасць вывучаных камбінаторных пар.
На падставе значэнняў LC50 і назіранай смяротнасці былі выбраны дзве найлепшыя сінергічныя камбінацыі тэрпенаў, а менавіта пары карвон + ліманен і эўкаліптол + эўдэсмол, а таксама сінтэтычны арганафосфарны малатыён з тэрпенамі. Аптымальнае сінергічнае спалучэнне злучэнняў малатыён + эўдэсмол было пратэставана ў біялагічным аналізе на дарослых інсектыцыдах. Мэтавае ўздзеянне — вялікія калоніі насякомых, каб пацвердзіць, ці могуць гэтыя эфектыўныя камбінацыі працаваць супраць вялікай колькасці асобін на адносна вялікіх прасторах экспазіцыі. Усе гэтыя камбінацыі дэманструюць сінергічны эфект супраць вялікіх рояў насякомых. Падобныя вынікі былі атрыманы для аптымальнай сінергічнай ларвіцыднай камбінацыі, пратэставанай супраць вялікіх папуляцый лічынак Aedes aegypti. Такім чынам, можна сказаць, што эфектыўнае сінергічнае ларвіцыднае і далвіцыднае спалучэнне раслінных злучэнняў ЭО з'яўляецца моцным кандыдатам супраць існуючых сінтэтычных хімічных рэчываў і можа быць дадаткова выкарыстана для кантролю папуляцый Aedes aegypti. Аналагічна, эфектыўныя камбінацыі сінтэтычных ларвіцыдаў або далвіцыдаў з тэрпенамі таксама могуць быць выкарыстаны для зніжэння доз тыметфосу або малатыёну, якія ўводзяцца камарам. Гэтыя магутныя сінергічныя камбінацыі могуць даць рашэнні для будучых даследаванняў эвалюцыі лекавай устойлівасці камароў Aedes.
Яйкі Aedes aegypti былі сабраны ў Рэгіянальным медыцынскім даследчым цэнтры, Дыбругарх, Індыйскай рады медыцынскіх даследаванняў і захоўваліся пры кантраляванай тэмпературы (28 ± 1 °C) і вільготнасці (85 ± 5%) на кафедры заалогіі Універсітэта Гаўхаці ў наступных умовах: Апісаны арыволі і інш. Пасля вылуплення лічынак кармілі лічынкавым кормам (парашок для сабачага печыва і дрожджы ў суадносінах 3:1), а дарослых асобін кармілі 10% растворам глюкозы. Пачынаючы з 3-га дня пасля з'яўлення, дарослым самкам камароў дазвалялі смактаць кроў альбіносаў-пацукоў. Замочыце фільтравальную паперу ў вадзе ў шклянцы і змясціце яе ў клетку для адкладкі яек.
Абраныя ўзоры раслін, а менавіта лісце эўкаліпта (Myrtaceae), базілік святы (Lamiaceae), мята (Lamiaceae), чайны ліст (Myrtaceae) і цыбуліны аліума (Amaryllidaceae). Сабраныя ў Гувахаці і ідэнтыфікаваныя кафедрай батанікі Універсітэта Гаўхаці. Сабраныя ўзоры раслін (500 г) падвяргалі гідрадыстыляцыі з выкарыстаннем апарата Клевенджа на працягу 6 гадзін. Экстрагаваны эфірны спірт збіралі ў чыстыя шкляныя флаконы і захоўвалі пры тэмпературы 4°C для далейшага вывучэння.
Ларвіцыдную таксічнасць вывучалі з выкарыстаннем нязначна мадыфікаваных стандартных працэдур Сусветнай арганізацыі аховы здароўя 67. У якасці эмульгатара выкарыстоўвалі ДМСО. Кожная канцэнтрацыя ЭО спачатку тэставалі пры 100 і 1000 праміле, падвяргаючы ўздзеянню 20 лічынак у кожным паўтарэнні. На падставе вынікаў быў ужыты дыяпазон канцэнтрацый, і смяротнасць рэгістравалася ад 1 гадзіны да 6 гадзін (з інтэрвалам у 1 гадзіну), а таксама праз 24 гадзіны, 48 гадзін і 72 гадзіны пасля апрацоўкі. Сублятальныя канцэнтрацыі (ЛК50) вызначалі праз 24, 48 і 72 гадзіны ўздзеяння. Кожная канцэнтрацыя аналізавалася ў трох паўторах разам з адным адмоўным кантролем (толькі вада) і адным станоўчым кантролем (вада, апрацаваная ДМСО). Калі адбываецца акукленне і больш за 10% лічынак кантрольнай групы гіне, эксперымент паўтараюць. Калі ўзровень смяротнасці ў кантрольнай групе складае ад 5 да 10%, выкарыстоўваюць карэкцыйную формулу Эбата 68.
Метад, апісаны Рамарам і інш. 69, быў выкарыстаны для біялагічнага аналізу на дарослых камароў Aedes aegypti з выкарыстаннем ацэтону ў якасці растваральніка. Кожны ЭА спачатку тэставалі на дарослых камароў Aedes aegypti ў канцэнтрацыях 100 і 1000 ppm. Наносілі 2 мл кожнага прыгатаванага раствора на лік Ватмана. 1 кавалак фільтравальнай паперы (памерам 12 х 15 см2) і давалі ацэтону выпарыцца на працягу 10 хвілін. Фільтравальную паперу, апрацаваную толькі 2 мл ацэтону, выкарыстоўвалі ў якасці кантролю. Пасля выпарэння ацэтону апрацаваную фільтравальную паперу і кантрольную фільтравальную паперу змяшчалі ў цыліндрычную трубку (глыбінёй 10 см). Дзесяць камароў ва ўзросце 3-4 дзён, якія не сілкуюцца крывёю, перасаджвалі ў тры повторы кожнай канцэнтрацыі. На падставе вынікаў папярэдніх выпрабаванняў тэставалі розныя канцэнтрацыі выбраных алеяў. Смяротнасць фіксавалася праз 1 гадзіну, 2 гадзіны, 3 гадзіны, 4 гадзіны, 5 гадзін, 6 гадзін, 24 гадзіны, 48 гадзін і 72 гадзіны пасля выпуску камара. Разлічыце значэнні LC50 для часу ўздзеяння 24 гадзіны, 48 гадзін і 72 гадзіны. Калі смяротнасць кантрольнай партыі перавышае 20%, паўтарыце ўвесь тэст. Аналагічна, калі смяротнасць у кантрольнай групе перавышае 5%, адкарэктуйце вынікі для апрацаваных узораў, выкарыстоўваючы формулу Эбата68.
Для аналізу складовых злучэнняў абраных эфірных алеяў былі праведзены газавая храматаграфія (Agilent 7890A) і мас-спектрометрыя (Accu TOF GCv, Jeol). ГХ быў абсталяваны FID-дэтэктарам і капілярнай калонкай (HP5-MS). У якасці газу-носьбіта выкарыстоўваўся гелій, хуткасць патоку складала 1 мл/мін. Праграма GC усталёўвае для Allium sativum канцэнтрацыю 10:80-1M-8-220-5M-8-270-9M, а для Ocimum Sainttum — 10:80-3M-8-200-3M-10-275-1M-5–280, для мяты — 10:80-1M-8-200-5M-8-275-1M-5-280, для эўкаліпта — 20,60-1M-10-200-3M-30-280, а для чырвонага колеру — 10:60-1M-8-220-5M-8-270-3M.
Асноўныя злучэнні кожнага ЭА былі ідэнтыфікаваны на аснове працэнтнай плошчы, разлічанай па выніках ГХ-храматаграмы і мас-спектрометрыі (са спасылкай на базу дадзеных стандартаў NIST 70).
Два асноўныя злучэнні ў кожным эфірным алеі былі адабраны на аснове вынікаў ГХ-МС і набыты ў Sigma-Aldrich з чысцінёй 98–99% для далейшых біялагічных аналізаў. Злучэнні былі правераны на ларвіцыдную і дарослаю эфектыўнасць супраць Aedes aegypti, як апісана вышэй. Найбольш часта выкарыстоўваныя сінтэтычныя ларвіцыды тамефасат (Sigma Aldrich) і прэпарат для дарослых асобін малатыён (Sigma Aldrich) былі прааналізаваны для параўнання іх эфектыўнасці з абранымі злучэннямі эфірнага алею, прытрымліваючыся той жа працэдуры.
Бінарныя сумесі выбраных тэрпенавых злучэнняў і тэрпенавых злучэнняў плюс камерцыйныя арганафасфаты (тылефос і малатыён) былі падрыхтаваны шляхам змешвання дозы LC50 кожнага кандыдата ў суадносінах 1:1. Падрыхтаваныя камбінацыі былі пратэставаны на лічынкавых і дарослых стадыях Aedes aegypti, як апісана вышэй. Кожны біялагічны аналіз быў праведзены ў трох паўторах для кожнай камбінацыі і ў трох паўторах для асобных злучэнняў, якія прысутнічаюць у кожнай камбінацыі. Гібель мэтавых насякомых фіксавалася праз 24 гадзіны. Разлічыце чаканы ўзровень смяротнасці для бінарнай сумесі, выкарыстоўваючы наступную формулу.
дзе E = чаканы ўзровень смяротнасці камароў Aedes aegypti ў адказ на бінарную камбінацыю, г.зн. злучэнне (A + B).
Эфект кожнай бінарнай сумесі быў пазначаны як сінергічны, антаганістычны або адсутнасць эфекту на аснове значэння χ2, разлічанага метадам, апісаным Pavla52. Разлічыце значэнне χ2 для кожнай камбінацыі, выкарыстоўваючы наступную формулу.
Эфект камбінацыі вызначаўся як сінергічны, калі разлічанае значэнне χ2 было большым за таблічнае значэнне для адпаведных ступеней свабоды (95% даверны інтэрвал), і калі назіраная смяротнасць перавышала чаканую смяротнасць. Аналагічна, калі разлічанае значэнне χ2 для любой камбінацыі перавышае таблічнае значэнне з некаторымі ступенямі свабоды, але назіраная смяротнасць ніжэйшая за чаканую смяротнасць, лячэнне лічыцца антаганістычным. А калі ў любой камбінацыі разлічанае значэнне χ2 меншае за таблічнае значэнне ў адпаведных ступенях свабоды, камбінацыя лічыцца неэфектыўнай.
Для тэставання на вялікай колькасці насякомых былі адабраны тры-чатыры патэнцыйна сінергічныя камбінацыі (100 лічынак і 50 лічынак з ларвіцыднай і дарослай актыўнасцю). Дарослыя асобіны) дзейнічаюць, як апісана вышэй. Разам са сумесямі, асобныя злучэнні, якія прысутнічаюць у выбраных сумесях, таксама былі пратэставаны на роўнай колькасці лічынак і дарослых асобін Aedes aegypti. Суадносіны камбінацый складаюць адну частку дозы LC50 аднаго злучэння-кандыдата і частку дозы LC50 іншага кампанента. У біялагічным аналізе актыўнасці на дарослых асобін выбраныя злучэнні растваралі ў растваральніку ацэтоне і наносілі на фільтравальную паперу, загорнутую ў цыліндрычны пластыкавы кантэйнер аб'ёмам 1300 см3. Ацэтон выпарвалі на працягу 10 хвілін, пасля чаго дарослыя асобіны вызвалялі. Аналагічна, у біялагічным аналізе на ларвіцыдную актыўнасць дозы злучэнняў-кандыдатаў LC50 спачатку растваралі ў роўных аб'ёмах ДМСО, а затым змешвалі з 1 літрам вады, якая захоўвалася ў пластыкавых кантэйнерах аб'ёмам 1300 см3, пасля чаго вызвалялі лічынак.
Імавернасны аналіз 71 зарэгістраванага паказчыка смяротнасці быў праведзены з выкарыстаннем праграм SPSS (версія 16) і Minitab для разліку значэнняў LC50.
Час публікацыі: 1 ліпеня 2024 г.