Шырокае выкарыстанне сінтэтычных пестыцыдаў прывяло да шматлікіх праблем, у тым ліку да з'яўлення ўстойлівых арганізмаў, дэградацыі навакольнага асяроддзя і шкоды для здароўя чалавека.Такім чынам, новы мікробпестыцыдыбяспечныя для здароўя чалавека і навакольнага асяроддзя вельмі неабходныя.У гэтым даследаванні для ацэнкі таксічнасці для лічынак камароў (Culex quinquefasciatus) і тэрмітаў (Odontotermes obesus) выкарыстоўваўся рамналіпідны біясурфактант, выраблены Enterobacter cloacae SJ2.Вынікі паказалі, што ўзровень смяротнасці паміж курсамі лячэння быў залежны ад дозы.Значэнне LC50 (50% смяротная канцэнтрацыя) праз 48 гадзін для біясурфактантаў з лічынак тэрмітаў і камароў было вызначана з дапамогай метаду падганяння крывой нелінейнай рэгрэсіі.Вынікі паказалі, што 48-гадзінныя значэнні LC50 (95% даверны інтэрвал) ларвіцыднай і антытэрмітнай актыўнасці біясурфактанта складалі 26,49 мг/л (дыяпазон ад 25,40 да 27,57) і 33,43 мг/л (дыяпазон ад 31,09 да 35,68) адпаведна.Па дадзеных гістапаталагічнага даследавання апрацоўка біясурфактантамі выклікала сур'ёзныя пашкоджанні тканін арганэл лічынак і тэрмітаў.Вынікі гэтага даследавання паказваюць, што мікробны біясурфактант, выраблены Enterobacter cloacae SJ2, з'яўляецца выдатным і патэнцыйна эфектыўным інструментам для кантролю Cx.quinquefasciatus і O. obesus.
Трапічныя краіны адчуваюць вялікую колькасць хвароб, якія перадаюцца камарамі1.Актуальнасць хвароб, якія перадаюцца камарамі, шырока распаўсюджана.Штогод больш за 400 000 чалавек паміраюць ад малярыі, а некаторыя буйныя гарады перажываюць эпідэміі такіх сур'ёзных захворванняў, як денге, жоўтая ліхаманка, чикунгунья і Зіка.2 Хваробы, якія перадаюцца вектарамі, звязаны з кожным шостым заражэннем ва ўсім свеце, прычым найбольшую колькасць узбуджальнікаў выклікаюць камары. значныя справы3 ,4.Culex, Anopheles і Aedes - тры роды камароў, якія найбольш часта асацыююцца з перадачай хваробы5.Распаўсюджанасць ліхаманкі денге, інфекцыі, якая перадаецца камарамі Aedes aegypti, павялічылася за апошняе дзесяцігоддзе і ўяўляе значную пагрозу грамадскаму здароўю4,7,8.Па дадзеных Сусветнай арганізацыі аховы здароўя (СААЗ), больш за 40% насельніцтва свету падвяргаецца рызыцы захварэць ліхаманкай денге, прычым штогод у больш чым 100 краінах выяўляецца 50-100 мільёнаў новых выпадкаў захворвання.Ліхаманка денге стала сур'ёзнай праблемай грамадскага аховы здароўя, паколькі яе захворванне павялічылася ва ўсім свеце12,13,14.Anopheles gambiae, шырока вядомы як афрыканскі камар Anopheles, з'яўляецца найбольш важным пераносчыкам малярыі чалавека ў трапічных і субтрапічных рэгіёнах15.Вірус Заходняга Ніла, энцэфаліт Сэнт-Луіса, японскі энцэфаліт і вірусныя інфекцыі коней і птушак перадаюцца камарамі Culex, якіх часта называюць звычайнымі хатнімі камарамі.Акрамя таго, яны таксама з'яўляюцца пераносчыкамі бактэрыяльных і паразітарных захворванняў16.У свеце існуе больш за 3000 відаў тэрмітаў, і яны існуюць больш за 150 мільёнаў гадоў17.Большасць шкоднікаў жывуць у глебе і сілкуюцца драўнінай і вырабамі з дрэва, якія змяшчаюць цэлюлозу.Індыйскі тэрміт Odontotermes obesus з'яўляецца важным шкоднікам, які наносіць сур'ёзную шкоду важным культурам і дрэвам на плантацыях18.У сельскагаспадарчых раёнах заражэнне тэрмітамі на розных этапах можа нанесці велізарны эканамічны ўрон розным сельскагаспадарчым культурам, пародам дрэў і будаўнічым матэрыялам.Тэрміты таксама могуць выклікаць праблемы са здароўем чалавека19.
Праблема ўстойлівасці да мікраарганізмаў і шкоднікаў у сучаснай фармацэўтычнай і сельскагаспадарчай галінах складаная20,21.Такім чынам, абедзве кампаніі павінны шукаць новыя эканамічна эфектыўныя антымікробныя сродкі і бяспечныя біяпестыцыды.Цяпер даступныя сінтэтычныя пестыцыды, якія, як было паказана, з'яўляюцца інфекцыйнымі і адпужваюць нямэтавых карысных насякомых22.У апошнія гады даследаванні біясурфактантаў пашырыліся за кошт іх прымянення ў розных галінах прамысловасці.Біясурфактанты вельмі карысныя і жыццёва важныя ў сельскай гаспадарцы, рэкультывацыі глебы, здабычы нафты, выдаленні бактэрый і насякомых, а таксама ў харчовай прамысловасці23,24.Біяпавярхоўна-актыўныя рэчывы або мікробныя павярхоўна-актыўныя рэчывы - гэта біяпавярхоўна-актыўныя рэчывы, якія ўтвараюцца мікраарганізмамі, такімі як бактэрыі, дрожджы і грыбкі, у прыбярэжных месцах пражывання і забруджаных нафтай раёнах25,26.Хімічна атрыманыя павярхоўна-актыўныя рэчывы і біяпавярхоўна-актыўныя рэчывы - гэта два тыпы, якія здабываюцца непасрэдна з прыроднага асяроддзя27.Розныя біяпавярхоўна-актыўныя рэчывы атрымліваюць з марскіх месцапражыванняў28,29.Таму навукоўцы шукаюць новыя тэхналогіі для вытворчасці биосурфактантов на аснове прыродных бактэрый30,31.Поспехі ў такіх даследаваннях дэманструюць важнасць гэтых біялагічных злучэнняў для аховы навакольнага асяроддзя32.Bacillus, Pseudomonas, Rhodococcus, Alcaligenes, Corynebacterium і гэтыя роды бактэрый з'яўляюцца добра вывучанымі прадстаўнікамі23,33.
Існуе мноства тыпаў біяпавярхоўна-актыўных рэчываў з шырокім спектрам прымянення34.Істотным перавагай гэтых злучэнняў з'яўляецца тое, што некаторыя з іх валодаюць антыбактэрыйнай, ларвицидной і інсектыцыдным актыўнасцю.Гэта азначае, што іх можна выкарыстоўваць у сельскагаспадарчай, хімічнай, фармацэўтычнай і касметычнай прамысловасці35,36,37,38.Паколькі біясурфактанты, як правіла, біяраскладальныя і карысныя для навакольнага асяроддзя, яны выкарыстоўваюцца ў комплексных праграмах барацьбы з шкоднікамі для абароны сельскагаспадарчых культур39.Такім чынам, атрыманы асноўныя веды аб ларвицидной і антитермитной актыўнасці мікробных биосурфактантов, прадукаваных Enterobacter cloacae SJ2.Мы даследавалі смяротнасць і гісталагічныя змены пры ўздзеянні розных канцэнтрацый рамнолипидных биосурфактантов.Акрамя таго, мы ацанілі шырока выкарыстоўваную камп'ютэрную праграму Quantitative Structure-Activity (QSAR) Экалагічная структура-актыўнасць (ECOSAR) для вызначэння вострай таксічнасці для мікраводарасцей, дафній і рыб.
У гэтым даследаванні была праверана антытэрмітная актыўнасць (таксічнасць) ачышчаных біяпавярхоўна-актыўных рэчываў у розных канцэнтрацыях ад 30 да 50 мг/мл (з інтэрвалам 5 мг/мл) супраць індыйскіх тэрмітаў, O. obesus і чацвёртага віду.Лічынкі стадыі Сх.Лічынкі камароў quinquefasciatus.Канцэнтрацыі біясурфактанта LC50 на працягу 48 гадзін супраць O. obesus і Cx.C. пасленовых.Лічынкі камароў былі ідэнтыфікаваныя з дапамогай метаду падганяння крывой нелінейнай рэгрэсіі.Вынікі паказалі, што смяротнасць ад тэрмітаў павялічвалася з павелічэннем канцэнтрацыі биосурфактанта.Вынікі паказалі, што біясурфактант валодае ларвіцыднай актыўнасцю (малюнак 1) і антытэрмітнай актыўнасцю (малюнак 2), з 48-гадзіннымі значэннямі LC50 (95% дзі) 26,49 мг/л (ад 25,40 да 27,57) і 33,43 мг/л. l (мал. 31.09 да 35.68) адпаведна (табл. 1).З пункту гледжання вострай таксічнасці (48 гадзін) біясурфактант класіфікуецца як «шкодны» для доследных арганізмаў.Біясурфактант, выраблены ў гэтым даследаванні, паказаў выдатную ларвіцыдную актыўнасць са 100% смяротнасцю на працягу 24-48 гадзін пасля ўздзеяння.
Разлічыце значэнне LC50 для ларвіцыднай актыўнасці.Падгонка крывой нелінейнай рэгрэсіі (суцэльная лінія) і 95% даверны інтэрвал (заштрыхаваная вобласць) для адноснай смяротнасці (%).
Разлічыце значэнне LC50 для антытэрмітнай актыўнасці.Падгонка крывой нелінейнай рэгрэсіі (суцэльная лінія) і 95% даверны інтэрвал (заштрыхаваная вобласць) для адноснай смяротнасці (%).
У канцы эксперыменту пад мікраскопам назіралі марфалагічныя змены і анамаліі.Марфалагічныя змены назіраліся ў кантрольнай і апрацаванай групах пры 40-кратным павелічэнні.Як паказана на малюнку 3, парушэнне росту адбылося ў большасці лічынак, апрацаваных біясурфактантамі.На малюнку 3а паказаны звычайны Cx.quinquefasciatus, малюнак 3b паказвае анамальны Cx.Выклікае пяць лічынак нематод.
Уплыў сублетальных (LC50) доз биосурфактантов на развіццё лічынак Culex quinquefasciatus.Здымак светлавой мікраскапіі (а) нармальнага Cx пры 40-кратным павелічэнні.quinquefasciatus (b) Анамальны Cx.Выклікае пяць лічынак нематод.
У дадзеным даследаванні гістологіческое даследаванне апрацаваных лічынак (мал. 4) і тэрмітаў (мал. 5) выявіла некалькі анамалій, уключаючы памяншэнне вобласці жывата і пашкоджанне цягліц, эпітэліяльных слаёў і скуры.сярэдняя кішка.Гісталогія выявіла механізм інгібіруючай актыўнасці биосурфактанта, выкарыстанага ў дадзеным даследаванні.
Гістапаталогіі нармальных неапрацаваных лічынак Cx 4-й стадыі.лічынкі quinquefasciatus (кантроль: (a,b)) і апрацаваныя биосурфактантом (апрацоўка: (c,d)).Стрэлкі паказваюць апрацаваны эпітэлій кішачніка (epi), ядра (n) і мышцы (mu).Штрых = 50 мкм.
Гістапаталогіі нармальнага неапрацаванага O. obesus (кантроль: (a,b)) і апрацаванага біясурфактантам (лячэнне: (c,d)).Стрэлкамі пазначаны кішачны эпітэлій (epi) і мышцы (mu) адпаведна.Штрых = 50 мкм.
У гэтым даследаванні ECOSAR выкарыстоўваўся для прагназавання вострай таксічнасці рамналіпідных біясурфактантаў для першасных вытворцаў (зялёныя водарасці), асноўных спажыўцоў (вадзяных блох) і другасных спажыўцоў (рыб).Гэтая праграма выкарыстоўвае складаныя колькасныя мадэлі злучэнняў структуры і актыўнасці для ацэнкі таксічнасці на аснове малекулярнай структуры.Мадэль выкарыстоўвае праграмнае забеспячэнне структуры-актыўнасці (SAR) для разліку вострай і доўгатэрміновай таксічнасці рэчываў для водных відаў.У прыватнасці, у табліцы 2 прыведзены ацэначныя сярэднія смяротныя канцэнтрацыі (LC50) і сярэднія эфектыўныя канцэнтрацыі (EC50) для некалькіх відаў.Меркаваная таксічнасць была падзелена на чатыры ўзроўні з выкарыстаннем Глабальнай гарманізаванай сістэмы класіфікацыі і маркіроўкі хімічных рэчываў (табліца 3).
Барацьба з трансмісіўнымі хваробамі, асабліва штамамі камароў і камароў Aedes.Егіпцяне, цяпер цяжкая праца 40,41,42,43,44,45,46.Хоць некаторыя хімічна даступныя пестыцыды, такія як пірэтроіды і арганафасфаты, у пэўнай ступені карысныя, яны ўяўляюць значную небяспеку для здароўя чалавека, у тым ліку дыябету, рэпрадуктыўных расстройстваў, неўралагічных расстройстваў, рака і рэспіраторных захворванняў.Больш за тое, з часам гэтыя казуркі могуць стаць да іх устойлівымі13,43,48.Такім чынам, эфектыўныя і экалагічна чыстыя меры біялагічнай барацьбы стануць больш папулярным метадам барацьбы з камарамі49,50.Benelli51 выказаў здагадку, што ранняя барацьба з камарамі-пераносчыкамі будзе больш эфектыўнай у гарадскіх раёнах, але яны не рэкамендавалі выкарыстоўваць ларвіцыды ў сельскай мясцовасці52.Том і іншыя 53 таксама выказалі здагадку, што барацьба з камарамі на іх няспелых стадыях была б бяспечнай і простай стратэгіяй, таму што яны больш адчувальныя да агентаў барацьбы 54 .
Вытворчасць біясурфактанта магутным штамам (Enterobacter cloacae SJ2) паказала стабільную і шматспадзеўную эфектыўнасць.Наша папярэдняе даследаванне паказала, што Enterobacter cloacae SJ2 аптымізуе вытворчасць биосурфактанта з дапамогай фізіка-хімічных параметраў26.Згодна з іх даследаваннем, аптымальнымі ўмовамі для вытворчасці біясурфактанта патэнцыйным изолятом E. cloacae былі інкубацыя на працягу 36 гадзін, перамешванне пры 150 абаротаў у хвіліну, pH 7,5, 37 °C, салёнасць 1 ppt, 2% глюкозы ў якасці крыніцы вугляроду, 1% дрожджаў .экстракт быў выкарыстаны ў якасці крыніцы азоту для атрымання 2,61 г / л биосурфактанта.Акрамя таго, біясурфактанты былі ахарактарызаваны з дапамогай ТСХ, FTIR і MALDI-TOF-MS.Гэта пацвердзіла, што рамналіпід з'яўляецца біясурфактантам.Глікаліпідныя біясурфактанты з'яўляюцца найбольш інтэнсіўна вывучаным класам іншых тыпаў біясурфактантаў55.Яны складаюцца з вугляводнай і ліпіднай частак, у асноўным ланцугоў тоўстых кіслот.Сярод гликолипидов асноўнымі прадстаўнікамі з'яўляюцца рамнолипид і софоролипид56.Рамналіпіды ўтрымліваюць два фрагменты рамнозы, звязаныя з мона- або ды-β-гідраксідэканавай кіслатой 57 .Выкарыстанне рамналіпідаў у медыцынскай і фармацэўтычнай прамысловасці добра ўстаноўлена 58 , у дадатак да іх нядаўняга выкарыстання ў якасці пестыцыдаў 59 .
Узаемадзеянне биосурфактанта з гідрафобнай вобласцю дыхальнага сіфона дазваляе вадзе праходзіць праз яго устьичную паражніну, павялічваючы тым самым кантакт лічынак з водным асяроддзем.Наяўнасць біясурфактантаў ўплывае і на трахею, даўжыня якой блізкая да паверхні, што палягчае лічынкам выпаўзанне на паверхню і дыханне.У выніку павярхоўнае нацяжэнне вады памяншаецца.Паколькі лічынкі не могуць прымацавацца да паверхні вады, яны падаюць на дно акварыума, парушаючы гідрастатычны ціск, што прыводзіць да празмерных выдаткаў энергіі і гібелі ад утаплення38,60.Падобныя вынікі былі атрыманы Ghribi61, дзе біясурфактант, выраблены Bacillus subtilis, праявіў ларвіцыдную актыўнасць супраць Ephestia kuehniella.Аналагічным чынам, ларвицидная актыўнасць Cx.Das і Mukherjee23 таксама ацанілі ўплыў цыклічных липопептидов на лічынкі quinquefasciatus.
Вынікі гэтага даследавання тычацца ларвицидной актыўнасці рамнолипидных биосурфактантов супраць Cx.Знішчэнне камароў quinquefasciatus супадае з раней апублікаванымі вынікамі.Напрыклад, выкарыстоўваюцца биосурфактанты на аснове сурфактыну, якія вырабляюцца рознымі бактэрыямі роду Bacillus.і Pseudomonas spp.У некаторых ранніх справаздачах64,65,66 паведамлялася пра актыўнасць ліпапептыдных біясурфактантаў з Bacillus subtilis23 па знішчэнні лічынак.Дзіпалі і інш.63 выявілі, што рамналіпідны біясурфактант, вылучаны з Stenotropomonas maltophilia, валодае магутнай ларвіцыднай актыўнасцю ў канцэнтрацыі 10 мг/л.Сільва і інш.67 паведамілі аб ларвицидной актыўнасці рамнолипидного биосурфактанта супраць Ae ў канцэнтрацыі 1 г/л.Aedes aegypti.Канакдандэ і інш.68 паведамілі, што ліпапептыдныя біясурфактанты, якія вырабляюцца Bacillus subtilis, выклікалі агульную смяротнасць у лічынак Culex і тэрмітаў з ліпафільнай фракцыяй эўкаліпта.Аналагічным чынам Masendra et al.69 паведамляюць пра смяротнасць працоўных мурашак (Cryptotermes cynocephalus Light.) 61,7% у ліпафільных н-гексане і EtOAc фракцыях сырога экстракта E.
Parthipan і інш.70 паведамілі аб інсектыцыдным выкарыстанні ліпапептыдных біясурфактантаў, якія вырабляюцца Bacillus subtilis A1 і Pseudomonas stutzeri NA3, супраць Anopheles Stephensi, пераносчыка малярыйнага паразіта Plasmodium.Яны заўважылі, што лічынкі і лялячкі выжывалі даўжэй, мелі меншы перыяд яйцекладкі, былі стэрыльнымі і мелі меншую працягласць жыцця пры апрацоўцы рознымі канцэнтрацыямі біясурфактантаў.Назіраныя значэнні LC50 біясурфактанта A1 B. subtilis складалі 3,58, 4,92, 5,37, 7,10 і 7,99 мг/л для розных лічынкавых станаў (г.зн. лічынак I, II, III, IV і стадыі лялячак) адпаведна.Для параўнання, біясурфактанты для стадый лічынак I-IV і стадый лялячак Pseudomonas stutzeri NA3 складалі адпаведна 2,61, 3,68, 4,48, 5,55 і 6,99 мг/л.Лічыцца, што запаволеная феналогія выжылых лічынак і лялячак з'яўляецца вынікам значных фізіялагічных і метабалічных парушэнняў, выкліканых апрацоўкай інсектыцыдамі71.
Штам Wickerhamomyces anomalus CCMA 0358 вырабляе биосурфактант са 100% ларвицидной актыўнасцю супраць камароў Aedes.aegypti 24-гадзінны інтэрвал 38 быў вышэй, чым паведамлялася Silva et al.Было паказана, што біясурфактант, выраблены з сінегнойнай палачкі з выкарыстаннем сланечнікавага алею ў якасці крыніцы вугляроду, знішчае 100% лічынак на працягу 48 гадзін 67 .Abinaya et al.72 і Pradhan et al.73 таксама прадэманстравалі ларвіцыдны або інсектыцыдны эфект павярхоўна-актыўных рэчываў, вырабленых некалькімі изолятамі роду Bacillus.Раней апублікаванае даследаванне Senthil-Nathan et al.выявілі, што 100% лічынак камароў, якія апынуліся ў раслінных лагунах, верагодна, загінуць.74.
Ацэнка сублетальных уздзеянняў інсектыцыдаў на біялогію насякомых мае вырашальнае значэнне для інтэграваных праграм барацьбы з шкоднікамі, таму што сублетальныя дозы/канцэнтрацыі не забіваюць насякомых, але могуць паменшыць папуляцыю насякомых у будучых пакаленнях, парушаючы біялагічныя характарыстыкі10.Siqueira et al 75 назіралі поўную ларвіцыдную актыўнасць (100% смяротнасць) рамналіпіднага биосурфактанта (300 мг/мл) пры тэставанні ў розных канцэнтрацыях ад 50 да 300 мг/мл.Лічынкавая стадыя штамаў Aedes aegypti.Яны прааналізавалі ўплыў часу да смерці і сублетальных канцэнтрацый на выжыванне лічынак і плавальную актыўнасць.Акрамя таго, яны назіралі зніжэнне хуткасці плавання пасля 24-48 гадзін ўздзеяння сублетальных канцэнтрацый биосурфактанта (напрыклад, 50 мг/мл і 100 мг/мл).Мяркуецца, што яды, якія маюць перспектыўныя сублетальныя ролі, больш эфектыўныя ў прычыненні шматразовага пашкоджання адкрытым шкоднікам76.
Гісталагічныя назіранні нашых вынікаў паказваюць, што біясурфактанты, якія ўтвараюцца Enterobacter cloacae SJ2, значна змяняюць тканіны лічынак камароў (Cx. quinquefasciatus) і тэрмітаў (O. obesus).Падобныя анамаліі выклікалі прэпараты базиликового алею ў Ан.gambiaes.s і An.арабіка былі апісаны Ochola77.Kamaraj et al.78 таксама апісаў тыя ж марфалагічныя анамаліі ў An.Лічынкі Стэфані падвергліся ўздзеянню наначасціц золата.Vasantha-Srinivasan et al.79 таксама паведамілі, што эфірны алей пастуховай сумкі сур'ёзна пашкодзіў камеру і эпітэліяльныя пласты Aedes albopictus.Aedes aegypti.Raghavendran et al паведамілі, што лічынкі камароў апрацоўвалі 500 мг/мл экстракта міцэлію мясцовага грыба Penicillium.Ae паказваюць сур'ёзныя гісталагічныя пашкоджанні.aegypti і Cx.Смяротнасць 80. Раней Abinaya et al.Вывучаны лічынкі чацвёртай стадыі An.Стэфансі і Аэ.aegypti выявілі шматлікія гісталагічныя змены ў Aedes aegypti, апрацаваных экзапаліцукрыдамі B. licheniformis, у тым ліку сляпой кішкі страўніка, атрафію цягліц, пашкоджанне і дэзарганізацыю гангліяў нервовага канатика72.Па дадзеных Raghavendran et al., пасля апрацоўкі экстрактам міцэлію P. daleae клеткі сярэдняй кішкі доследных камароў (лічынкі 4-й стадыі) паказалі набраканне прасвету кішачніка, памяншэнне міжклеткавага змесціва і ядзерную дэгенерацыю81.Такія ж гісталагічныя змены назіраліся ў лічынак камароў, апрацаваных экстрактам лісця эхінацеі, што паказвае на інсектыцыдны патэнцыял апрацаваных злучэнняў50.
Выкарыстанне праграмнага забеспячэння ECOSAR атрымала міжнароднае прызнанне82.Сучасныя даследаванні паказваюць, што вострая таксічнасць біяпавярхоўна-актыўных рэчываў ECOSAR для мікраводарасцей (C. vulgaris), рыб і вадзяных блох (D. magna) адносіцца да катэгорыі «таксічнасці», вызначанай Арганізацыяй Аб'яднаных Нацый83.Мадэль экалагічнасці ECOSAR выкарыстоўвае SAR і QSAR для прагназавання вострай і доўгатэрміновай таксічнасці рэчываў і часта выкарыстоўваецца для прагназавання таксічнасці арганічных забруджвальных рэчываў82,84.
Парафармальдэгід, натрый-фасфатны буфер (pH 7,4) і ўсе іншыя хімічныя рэчывы, якія выкарыстоўваліся ў гэтым даследаванні, былі набыты ў HiMedia Laboratories, Індыя.
Вытворчасць біясурфактанта ажыццяўлялася ў колбах Эрленмейера аб'ёмам 500 мл, якія змяшчалі 200 мл стэрыльнай асяроддзя Бушнела Хааса з даданнем 1% сырой нафты ў якасці адзінай крыніцы вугляроду.Прекультуру Enterobacter cloacae SJ2 (1,4 × 104 КОЕ/мл) засявалі і культывавалі на арбітальным шейкере пры 37°C, 200 абаротаў у хвіліну на працягу 7 дзён.Пасля інкубацыйнага перыяду біясурфактант экстрагавалі цэнтрыфугаваннем культуральнай асяроддзя пры 3400×g на працягу 20 хвілін пры 4°C, а атрыманы супернатант выкарыстоўвалі для скрынінга.Працэдуры аптымізацыі і характарыстыка біяпавярхоўна-актыўных рэчываў былі ўзяты з нашага папярэдняга даследавання26.
Лічынкі Culex quinquefasciatus былі атрыманы з Цэнтра перадавых даследаванняў марской біялогіі (CAS), Паланчыпетай, Таміл Наду (Індыя).Лічынкі вырошчвалі ў пластыкавых кантэйнерах, напоўненых дэіянізаванай вадой пры 27 ± 2°C і светлавым перыядзе 12:12 (святло:цемра).Лічынак камароў скормліваюць 10% растворам глюкозы.
Лічынкі Culex quinquefasciatus выяўленыя ў адкрытых і неабароненых сэптыках.Выкарыстоўвайце стандартныя рэкамендацыі па класіфікацыі для ідэнтыфікацыі і культывавання лічынак у лабараторыі85.Ларвіцыдныя выпрабаванні праводзіліся ў адпаведнасці з рэкамендацыямі Сусветнай арганізацыі аховы здароўя 86 .Ш.Лічынкі чацвёртай стадыі quinquefasciatus збіралі ў закрытыя прабіркі групамі па 25 мл і 50 мл з паветраным зазорам у дзве траціны іх ёмістасці.Біясурфактант (0–50 мг/мл) дабаўлялі ў кожную прабірку асобна і захоўвалі пры 25 °C.У кантрольнай прабірцы выкарыстоўвалася толькі дыстыляваная вада (50 мл).Мёртвымі лічыліся лічынкі, якія не выяўлялі прыкмет плавання на працягу інкубацыйнага перыяду (12-48 гадзін) 87 .Разлічыце працэнт гібелі лічынак з дапамогай ураўнення.(1)88.
Сямейства Odontotermitidae уключае індыйскага тэрміта Odontotermes obesus, знойдзенага ў гнілых бярвеннях сельскагаспадарчага гарадка (Універсітэт Аннамалай, Індыя).Праверце гэты біясурфактант (0–50 мг/мл), выкарыстоўваючы звычайныя працэдуры, каб вызначыць, ці з'яўляецца ён шкодным.Пасля сушкі ў ламінарным патоку паветра на працягу 30 хвілін кожную палоску ватмана пакрывалі биосурфактантом ў канцэнтрацыі 30, 40 або 50 мг/мл.Папярэдне пакрытыя і непакрытыя папяровыя палоскі былі пратэставаны і параўнаны ў цэнтры чашкі Петры.Кожная чашка Петры змяшчае каля трыццаці актыўных тэрмітаў O. obesus.Кантрольным і доследным тэрмітам у якасці крыніцы ежы давалі мокрую паперу.Усе пласціны захоўвалі пры пакаёвай тэмпературы на працягу ўсяго інкубацыйнага перыяду.Тэрміты гінулі праз 12, 24, 36 і 48 гадзін89,90.Затым ураўненне 1 было выкарыстана для ацэнкі працэнта смяротнасці тэрмітаў пры розных канцэнтрацыях биосурфактанта.(2).
Узоры захоўвалі на лёдзе і запакоўвалі ў мікрапрабіркі, якія змяшчалі 100 мл 0,1 М натрый-фасфатнага буфера (pH 7,4), і адпраўлялі ў Цэнтральную лабараторыю паталогіі аквакультуры (CAPL) Цэнтра аквакультуры імя Раджыва Гандзі (RGCA).Гісталагічная лабараторыя, Сіркалі, Майіладутурай.Раён, Тамілнад, Індыя для далейшага аналізу.Узоры неадкладна фіксавалі ў 4% парафармальдэгіду пры 37 ° С на працягу 48 гадзін.
Пасля фазы фіксацыі матэрыял тры разы прамывалі 0,1 М натрый-фасфатным буферам (pH 7,4), паэтапна абязводжвалі ў этаноле і замочвалі ў смале LEICA на 7 дзён.Затым рэчыва змяшчаюць у пластыкавую форму, напоўненую смалой і полімерызатарам, а затым змяшчаюць у духоўку, нагрэтую да 37 ° C, пакуль блок, які змяшчае рэчыва, не будзе цалкам полимеризован.
Пасля полімерызацыі блокі разразалі з дапамогай мікратома LEICA RM2235 (Rankin Biomedical Corporation 10399 Enterprise Dr. Davisburg, MI 48350, ЗША) да таўшчыні 3 мм.Раздзелы згрупаваны на слайдах, па шэсць раздзелаў на слайдзе.Прэзентацыі сушылі пры пакаёвай тэмпературы, затым афарбоўвалі гематоксилином на працягу 7 мін і прамывалі праточнай вадой на працягу 4 мін.Акрамя таго, нанесці на скуру раствор эозина на 5 хвілін і змыць праточнай вадой на працягу 5 хвілін.
Вострая таксічнасць была прадказана з выкарыстаннем водных арганізмаў з розных трапічных узроўняў: 96-гадзінны LC50 для рыб, 48-гадзінны LC50 для D. magna і 96-гадзінны EC50 для зялёных водарасцей.Таксічнасць рамналіпідных биосурфактантов для рыб і зялёных водарасцяў ацэньвалася з дапамогай праграмнага забеспячэння ECOSAR версіі 2.2 для Windows, распрацаванага Агенцтвам па ахове навакольнага асяроддзя ЗША.(Даступна ў Інтэрнэце па адрасе https://www.epa.gov/tsca-screening-tools/ecological-struct-activity-relationships-ecosar-predictive-model).
Усе тэсты на ларвицидную і антитермитную актыўнасць праводзілі ў трох паўторах.Была праведзена нелінейная рэгрэсія (журнал зменных доза-адказ) дадзеных аб смяротнасці лічынак і тэрмітаў для разліку сярэдняй смяротнай канцэнтрацыі (LC50) з 95% даверным інтэрвалам, а крывыя канцэнтрацыі-адказу былі сфарміраваны з дапамогай Prism® (версія 8.0, GraphPad Software) Inc., ЗША) 84, 91.
Сапраўднае даследаванне раскрывае патэнцыял мікробных біясурфактантаў, якія вырабляюцца Enterobacter cloacae SJ2, у якасці ларвіцыдных і антытэрмітных сродкаў супраць камароў, і гэтая праца будзе спрыяць лепшаму разуменню механізмаў ларвіцыднага і антытэрмітнага дзеяння.Гісталагічныя даследаванні лічынак, апрацаваных биосурфактантами, паказалі пашкоджанне стрававальнага гасцінца, сярэдняй кішкі, кары галаўнога мозгу і гіперплазію эпітэліяльных клетак кішачніка.Вынікі: Таксікалагічная ацэнка антытэрмітнай і ларвіцыднай актыўнасці рамналіпіднага біясурфактанта, вырабленага Enterobacter cloacae SJ2, паказала, што гэты изолят з'яўляецца патэнцыяльным біяпестыцыдам для барацьбы з трансмісіўнымі хваробамі камароў (Cx quinquefasciatus) і тэрмітаў (O. obesus).Існуе неабходнасць разумення асноўнай экалагічнай таксічнасці біясурфактантаў і іх патэнцыйнага ўздзеяння на навакольнае асяроддзе.Гэта даследаванне забяспечвае навуковую аснову для ацэнкі экалагічнай рызыкі біясурфактантаў.
Час публікацыі: 9 красавіка 2024 г