Шырокае выкарыстанне сінтэтычных пестыцыдаў прывяло да шматлікіх праблем, у тым ліку да з'яўлення ўстойлівых арганізмаў, пагаршэння стану навакольнага асяроддзя і шкоды для здароўя чалавека. Таму новыя мікробныяпестыцыдыТэрмінова патрэбныя бяспечныя для здароўя чалавека і навакольнага асяроддзя прэпараты. У гэтым даследаванні для ацэнкі таксічнасці для лічынак камароў (Culex quinquefasciatus) і тэрмітаў (Odontotermes obesus) выкарыстоўваўся рамналіпідны біясурафталактат, які выпрацоўваецца Enterobacter cloacae SJ2. Вынікі паказалі, што паміж апрацоўкамі назіралася дозазалежная смяротнасць. Значэнне LC50 (50% смяротная канцэнтрацыя) праз 48 гадзін для біясурафталактатаў тэрмітаў і лічынак камароў было вызначана з выкарыстаннем метаду апраксімацыі крывой нелінейнай рэгрэсіі. Вынікі паказалі, што 48-гадзінныя значэнні LC50 (95% даверны інтэрвал) ларвіцыднай і антытэрмітнай актыўнасці біясурафталактата склалі 26,49 мг/л (дыяпазон ад 25,40 да 27,57) і 33,43 мг/л (дыяпазон ад 31,09 да 35,68) адпаведна. Згодна з гістапаталагічнай экспертызай, апрацоўка біясурафталактатамі выклікала сур'ёзныя пашкоджанні арганэл лічынак і тэрмітаў. Вынікі гэтага даследавання паказваюць, што мікробны біясурафтактант, які выпрацоўваецца Enterobacter cloacae SJ2, з'яўляецца выдатным і патэнцыйна эфектыўным сродкам для кантролю Cx, quinquefasciatus і O. obesus.
У трапічных краінах назіраецца вялікая колькасць захворванняў, якія пераносяцца камарамі1. Актуальнасць захворванняў, якія пераносяцца камарамі, шырока распаўсюджаная. Больш за 400 000 чалавек паміраюць ад малярыі штогод, а ў некаторых буйных гарадах назіраюцца эпідэміі сур'ёзных захворванняў, такіх як денге, жоўтая ліхаманка, чыкунгунья і вірус Зіка.2 Трансмісійныя захворванні звязаны з кожнай шостай інфекцыяй у свеце, прычым камары з'яўляюцца найбольш значнымі прычынамі захворванняў3,4. Culex, Anopheles і Aedes - гэта тры роды камароў, якія часцей за ўсё асацыююцца з перадачай захворванняў5. Распаўсюджанасць ліхаманкі денге, інфекцыі, якую перадаецца камаром Aedes aegypti, павялічылася за апошняе дзесяцігоддзе і ўяўляе значную пагрозу для грамадскага здароўя4,7,8. Паводле дадзеных Сусветнай арганізацыі аховы здароўя (СААЗ), больш за 40% насельніцтва свету знаходзіцца пад пагрозай ліхаманкі денге, прычым штогод у больш чым 100 краінах рэгіструецца 50-100 мільёнаў новых выпадкаў9,10,11. Ліхаманка денге стала сур'ёзнай праблемай грамадскага здароўя, паколькі яе распаўсюджанасць павялічылася ва ўсім свеце12,13,14. Anopheles gambiae, шырока вядомы як афрыканскі камар Anopheles, з'яўляецца найважнейшым пераносчыкам малярыі для чалавека ў трапічных і субтрапічных рэгіёнах15. Вірус Заходняга Ніла, энцэфаліт Сент-Луіса, японскі энцэфаліт і вірусныя інфекцыі коней і птушак пераносяцца 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 драўнянымі вырабамі, якія змяшчаюць цэлюлозу. Індыйскі тэрміт Odontotermes obesus з'яўляецца важным шкоднікам, які наносіць сур'ёзную шкоду важным сельскагаспадарчым культурам і дрэвам18. У сельскагаспадарчых раёнах заражэнне тэрмітамі на розных стадыях можа нанесці велізарную эканамічную шкоду розным сельскагаспадарчым культурам, відам дрэў і будаўнічым матэрыялам. Тэрміты таксама могуць выклікаць праблемы са здароўем чалавека19.
Пытанне ўстойлівасці мікраарганізмаў і шкоднікаў у сучаснай фармацэўтычнай і сельскагаспадарчай галінах з'яўляецца складаным20,21. Таму абедзвюм кампаніям варта шукаць новыя эканамічна эфектыўныя антымікробныя прэпараты і бяспечныя біяпестыцыды. У цяперашні час даступныя сінтэтычныя пестыцыды, якія, як было паказана, з'яўляюцца інфекцыйнымі і адпужваюць карысных насякомых, якія не з'яўляюцца мэтавай мэтай22. У апошнія гады даследаванні біяпавярхоўна-актыўных рэчываў пашырыліся дзякуючы іх ужыванню ў розных галінах прамысловасці. Біяпавярхоўна-актыўныя рэчывы 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 хімічныя рэчывы, якія выпрацоўваюцца мікраарганізмамі, такімі як бактэрыі, дрожджы і грыбы, у прыбярэжных асяроддзях пражывання і забруджаных нафтай раёнах25,26. Хімічна атрыманыя павярхоўна-актыўныя рэчывы і біяпавярхоўна-актыўныя рэчывы - гэта два тыпы, якія атрымліваюць непасрэдна з прыроднага асяроддзя27. Розныя біяпавярхоўна-актыўныя рэчывы атрымліваюць з марскіх асяроддзяў пражывання28,29. Таму навукоўцы шукаюць новыя тэхналогіі для вытворчасці біяпавярхоўна-актыўных рэчываў на аснове натуральных бактэрый30,31. Дасягненні ў такіх даследаваннях дэманструюць важнасць гэтых біялагічных злучэнняў для аховы навакольнага асяроддзя32. Bacillus, Pseudomonas, Rhodococcus, Alcaligenes, Corynebacterium і гэтыя бактэрыяльныя роды з'яўляюцца добра вывучанымі прадстаўнікамі23,33.
Існуе мноства тыпаў біяпавярхоўна-актыўных рэчываў з шырокім спектрам прымянення34. Істотнай перавагай гэтых злучэнняў з'яўляецца тое, што некаторыя з іх валодаюць антыбактэрыйнай, ларвіцыднай і інсектыцыднай актыўнасцю. Гэта азначае, што яны могуць выкарыстоўвацца ў сельскагаспадарчай, хімічнай, фармацэўтычнай і касметычнай прамысловасці35,36,37,38. Паколькі біяпавярхоўна-актыўныя рэчывы, як правіла, біяраскладальныя і экалагічна бяспечныя, яны выкарыстоўваюцца ў інтэграваных праграмах барацьбы са шкоднікамі для абароны сельскагаспадарчых культур39. Такім чынам, былі атрыманы базавыя веды аб ларвіцыднай і антытэрмітнай актыўнасці мікробных біяпавярхоўна-актыўных рэчываў, якія выпрацоўваюцца Enterobacter cloacae SJ2. Мы даследавалі смяротнасць і гісталагічныя змены пры ўздзеянні розных канцэнтрацый рамналіпідных біяпавярхоўна-актыўных рэчываў. Акрамя таго, мы ацанілі шырока выкарыстоўваную камп'ютэрную праграму колькаснай структуры-актыўнасці (QSAR) пад назвай Ecological Structure-Activity (ECOSAR) для вызначэння вострай таксічнасці для мікраводарасцей, дафній і рыб.
У гэтым даследаванні была праверана антытэрмітная актыўнасць (таксічнасць) ачышчаных біяпавярхоўна-актыўных рэчываў пры розных канцэнтрацыях ад 30 да 50 мг/мл (з інтэрваламі 5 мг/мл) супраць індыйскіх тэрмітаў, O. obesus і чацвёртага віду. Ацэнка. Лічынкі Cx. Лічынкі камароў quinquefasciatus. Канцэнтрацыі LC50 біяпавярхоўна-актыўных рэчываў на працягу 48 гадзін супраць O. obesus і Cx. C. solanacearum. Лічынкі камароў былі ідэнтыфікаваны з дапамогай метаду апраксімацыі крывой нелінейнай рэгрэсіі. Вынікі паказалі, што смяротнасць тэрмітаў павялічваецца са павелічэннем канцэнтрацыі біяпавярхоўна-актыўных рэчываў. Вынікі паказалі, што біясурафтанктыў валодаў ларвіцыднай актыўнасцю (малюнак 1) і антытэрмітнай актыўнасцю (малюнак 2), са значэннямі LC50 на працягу 48 гадзін (95% ДІ) 26,49 мг/л (ад 25,40 да 27,57) і 33,43 мг/л (мал. 31,09 да 35,68) адпаведна (табліца 1). З пункту гледжання вострай таксічнасці (48 гадзін) біясурафтанктыў класіфікуюцца як «шкодныя» для правераных арганізмаў. Біясурфактанты, атрыманыя ў гэтым даследаванні, прадэманстравалі выдатную ларвіцыдную актыўнасць са 100% смяротнасцю на працягу 24-48 гадзін пасля ўздзеяння.
Разлічыце значэнне LC50 для ларвіцыднай актыўнасці. Апраксімацыя крывой нелінейнай рэгрэсіі (суцэльная лінія) і 95% даверны інтэрвал (заштрыхаваная вобласць) для адноснай смяротнасці (%).
Разлічыце значэнне LC50 для супрацьтэрмітнай актыўнасці. Апраксімацыя 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 назіралася ў большасці лічынак, апрацаваных біяпавярхоўна-актыўнымі рэчывамі. На малюнку 3а паказаны нармальны Cx. quinquefasciatus, на малюнку 3b — анамальны Cx. Выклікае пяць лічынак нематод.
Уплыў сублятальных (LC50) доз біяпавярхоўна-актыўных рэчываў на развіццё лічынак Culex quinquefasciatus. Светлавая мікраскапія (а) нармальнага Cx пры павелічэнні 40×. quinquefasciatus (b) Анамальны Cx. Выклікае пяць лічынак нематод.
У дадзеным даследаванні гісталагічнае даследаванне апрацаваных лічынак (мал. 4) і тэрмітаў (мал. 5) выявіла некалькі анамалій, у тым ліку памяншэнне плошчы жывата і пашкоджанне мышцаў, эпітэліяльных слаёў і скуры. сярэдняй кішкі. Гісталогія выявіла механізм інгібіруючай актыўнасці біясурафактанту, які выкарыстоўваўся ў гэтым даследаванні.
Гістапаталогія нармальных неапрацаваных лічынак Cx 4-га ўзросту. Лічынкі quinquefasciatus (кантроль: (a, b)) і апрацаваныя біясурафтанктам (апрацоўка: (c, d)). Стрэлкі паказваюць апрацаваны кішачны эпітэлій (epi), ядры (n) і мышцы (mu). Слупок = 50 мкм.
Гістапаталогія нармальнага неапрацаванага O. obesus (кантроль: (a, b)) і апрацаванага біясурактантам (апрацоўка: (c, d)). Стрэлкі паказваюць кішачны эпітэлій (epi) і мышцы (mu) адпаведна. Слупок = 50 мкм.
У гэтым даследаванні ECOSAR быў выкарыстаны для прагназавання вострай таксічнасці біяпавярхоўна-актыўных рэчываў на аснове рамналіпідаў для першасных прадуцэнтаў (зялёных водарасцяў), першасных спажыўцоў (вадзяных блох) і другасных спажыўцоў (рыб). Гэтая праграма выкарыстоўвае складаныя колькасныя мадэлі структуры і актыўнасці злучэнняў для ацэнкі таксічнасці на аснове малекулярнай структуры. Мадэль выкарыстоўвае праграмнае забеспячэнне для структуры і актыўнасці (SAR) для разліку вострай і доўгатэрміновай таксічнасці рэчываў для водных відаў. У прыватнасці, у Табліцы 2 падсумаваны разліковыя сярэднія смяротныя канцэнтрацыі (LC50) і сярэднія эфектыўныя канцэнтрацыі (EC50) для некалькіх відаў. Меркаваная таксічнасць была класіфікавана па чатырох узроўнях з выкарыстаннем Глабальна ўзгодненай сістэмы класіфікацыі і маркіроўкі хімічных рэчываў (Табліца 3).
Кантроль над трансмісійнымі хваробамі, асабліва над штамамі камароў і камароў Aedes. Егіпцянам цяпер цяжка працаваць 40,41,42,43,44,45,46. Нягледзячы на тое, што некаторыя хімічна даступныя пестыцыды, такія як пірэтроіды і арганафасфаты, у пэўнай ступені карысныя, яны ўяўляюць значную рызыку для здароўя чалавека, у тым ліку дыябет, рэпрадуктыўныя парушэнні, неўралагічныя засмучэнні, рак і рэспіраторныя захворванні. Больш за тое, з часам гэтыя насякомыя могуць стаць да іх устойлівымі 13,43,48. Такім чынам, эфектыўныя і экалагічна чыстыя меры біялагічнай барацьбы стануць больш папулярным метадам барацьбы з камарамі 49,50. Бенелі 51 выказаў здагадку, што ранняя барацьба з камарамі-пераносчыкамі будзе больш эфектыўнай у гарадскіх раёнах, але яны не рэкамендавалі выкарыстоўваць ларвіцыды ў сельскай мясцовасці 52. Том і інш. 53 таксама выказалі здагадку, што барацьба з камарамі на іх няспелых стадыях будзе бяспечнай і простай стратэгіяй, паколькі яны больш адчувальныя да кантралюючых агентаў 54.
Вытворчасць біяпавярхоўна-актыўнага рэчыва магутным штамам (Enterobacter cloacae SJ2) прадэманстравала стабільную і перспектыўную эфектыўнасць. У нашым папярэднім даследаванні паведамлялася, што Enterobacter cloacae SJ2 аптымізуе вытворчую біяпавярхоўна-актыўную рэчыву з выкарыстаннем фізіка-хімічных параметраў26. Згодна з іх даследаваннем, аптымальнымі ўмовамі для вытворчыцы біяпавярхоўна-актыўнага рэчыва патэнцыйным ізалятам E. cloacae былі інкубацыя на працягу 36 гадзін, перамешванне пры 150 аб/мін, pH 7,5, 37 °C, салёнасць 1 ppt, 2% глюкозы ў якасці крыніцы вугляроду, 1% дрожджаў. Экстракт выкарыстоўваўся ў якасці крыніцы азоту для атрымання 2,61 г/л біяпавярхоўна-актыўнага рэчыва. Акрамя таго, біяпавярхоўна-актыўныя рэчывы былі ахарактарызаваны з дапамогай TLC, FTIR і MALDI-TOF-MS. Гэта пацвердзіла, што рамналіпід з'яўляецца біяпавярхоўна-актыўным рэчывам. Глікаліпідныя біяпавярхоўна-актыўныя рэчывы з'яўляюцца найбольш інтэнсіўна вывучаным класам іншых тыпаў біяпавярхоўна-актыўных рэчываў55. Яны складаюцца з вугляводных і ліпідных частак, галоўным чынам ланцугоў тоўстых кіслот. Сярод глікаліпідаў асноўнымі прадстаўнікамі з'яўляюцца рамналіпід і сафараліпід56. Рамналіпіды ўтрымліваюць два рамнозныя фрагменты, звязаныя з мона- або ды-β-гідраксідэканавай кіслатой 57. Выкарыстанне рамналіпідаў у медыцынскай і фармацэўтычнай прамысловасці добра вядома 58, акрамя іх нядаўняга выкарыстання ў якасці пестыцыдаў 59.
Узаемадзеянне біяпавярхоўна-актыўнага рэчыва з гідрафобнай вобласцю дыхальнага сіфона дазваляе вадзе праходзіць праз яго вусцейную поласць, тым самым павялічваючы кантакт лічынак з водным асяроддзем. Прысутнасць біяпавярхоўна-актыўных рэчываў таксама ўплывае 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 рэзервуара, парушаючы гідрастатычны ціск, што прыводзіць да празмерных выдаткаў энергіі і гібелі ад утаплення38,60. Падобныя вынікі былі атрыманы Ghribi61, дзе біяпавярхоўна-актыўны рэчыва, якое выпрацоўваецца Bacillus subtilis, праявіла ларвіцыдную актыўнасць супраць Ephestia kuehniella. Падобным чынам, ларвіцыдная актыўнасць Cx. Das і Mukherjee23 таксама ацэньвала ўплыў цыклічных ліпапептыдаў на лічынак quinquefasciatus.
Вынікі гэтага даследавання тычацца ларвіцыднай актыўнасці рамналіпідных біяпавярхоўна-актыўных рэчываў супраць Cx. Знішчэнне камароў quinquefasciatus адпавядае раней апублікаваным вынікам. Напрыклад, выкарыстоўваюцца біяпавярхоўна-актыўныя рэчывы на аснове павярхоўна-актыўных рэчываў, якія выпрацоўваюцца рознымі бактэрыямі роду Bacillus і Pseudomonas spp. У некаторых ранніх паведамленнях64,65,66 паведамлялася аб актыўнасці ліпапептыдных біяпавярхоўна-актыўных рэчываў з Bacillus subtilis23 па знішчэнні лічынак. Deepali і інш.63 выявілі, што рамналіпідны біяпавярхоўна-актыўны рэчыва, вылучанае з Stenotropomonas maltophilia, валодае магутнай ларвіцыднай актыўнасцю ў канцэнтрацыі 10 мг/л. Silva і інш.67 паведамілі аб ларвіцыднай актыўнасці рамналіпіднага біяпавярхоўна-актыўных рэчываў супраць Ae ў канцэнтрацыі 1 г/л. Aedes aegypti. Kanakdande і інш. У 68 паведамілі, што ліпапептыдныя біяпавярхоўна-актыўныя рэчывы, якія выпрацоўваюцца Bacillus subtilis, выклікалі агульную смяротнасць лічынак Culex і тэрмітаў з ліпафільнай фракцыяй Eucalyptus. Падобным чынам, Масендра і інш. 69 паведамілі пра смяротнасць рабочых мурашак (Cryptotermes cynocephalus Light.) на ўзроўні 61,7% у ліпафільнай н-гексанавай і EtOAc фракцыях неачышчанага экстракта E.
Партыпан і інш.70 паведамілі пра інсектыцыднае выкарыстанне ліпапептыдных біяпавярхоўна-актыўных рэчываў, якія выпрацоўваюцца Bacillus subtilis A1 і Pseudomonas stutzeri NA3, супраць Anopheles Stephensi, пераносчыка малярыйнага паразіта Plasmodium. Яны назіралі, што лічынкі і лялячкі выжывалі даўжэй, мелі карацейшыя перыяды адкладкі яйкаклетак, былі стэрыльнымі і мелі карацейшую працягласць жыцця пры апрацоўцы рознымі канцэнтрацыямі біяпавярхоўна-актыўных рэчываў. Назіраныя значэнні LC50 біяпавярхоўна-актыўнага рэчыва B. subtilis A1 складалі 3,58, 4,92, 5,37, 7,10 і 7,99 мг/л для розных лічынкавых стадый (г.зн. лічынак I, II, III, IV і стадый лялячкі) адпаведна. Для параўнання, біяпавярхоўна-актыўныя рэчывы для лічынкавых стадый I-IV і стадый лялячкі Pseudomonas stutzeri NA3 складалі 2,61, 3,68, 4,48, 5,55 і 6,99 мг/л адпаведна. Лічыцца, што запаволеная феналогія выжыўшых лічынак і кукалак з'яўляецца вынікам значных фізіялагічных і метабалічных парушэнняў, выкліканых апрацоўкай інсектыцыдамі71.
Штам Wickerhamomyces anomalus CCMA 0358 выпрацоўвае біяпавярхоўна-актыўны рэчыва са 100% ларвіцыднай актыўнасцю супраць камароў Aedes. 24-гадзінны інтэрвал aegypti 38 быў вышэйшым, чым паведамлялася Сільвай і інш. Было паказана, што біяпавярхоўна-актыўны рэчыва, атрыманае з Pseudomonas aeruginosa з выкарыстаннем сланечнікавага алею ў якасці крыніцы вугляроду, знішчае 100% лічынак на працягу 48 гадзін 67. Абіная і інш.72 і Прадхан і інш.73 таксама прадэманстравалі ларвіцыдны або інсектыцыдны эфект павярхоўна-актыўных рэчываў, якія выпрацоўваюцца некалькімі ізалятамі роду Bacillus. Раней апублікаванае даследаванне Сенціл-Натана і інш. паказала, што 100% лічынак камароў, якія падвяргаліся ўздзеянню раслінных лагун, верагодна гінулі. 74.
Ацэнка сублятальнага ўздзеяння інсектыцыдаў на біялогію насякомых мае вырашальнае значэнне для праграм інтэграванай барацьбы са шкоднікамі, паколькі сублятальныя дозы/канцэнтрацыі не забіваюць насякомых, але могуць скараціць папуляцыі насякомых у будучых пакаленнях, парушаючы біялагічныя характарыстыкі10. Сікейра і інш.75 назіралі поўную ларвіцыдную актыўнасць (100% смяротнасць) рамналіпіднага біяпавярхоўна-актыўнага рэчыва (300 мг/мл) пры выпрабаванні розных канцэнтрацый ад 50 да 300 мг/мл. Лічынкавая стадыя штамаў Aedes aegypti. Яны прааналізавалі ўплыў часу да смерці і сублятальных канцэнтрацый на выжывальнасць лічынак і актыўнасць плавання. Акрамя таго, яны назіралі зніжэнне хуткасці плавання пасля 24-48 гадзін уздзеяння сублятальных канцэнтрацый біяпавярхоўна-актыўнага рэчыва (напрыклад, 50 мг/мл і 100 мг/мл). Лічыцца, што яды, якія маюць перспектыўныя сублятальныя функцыі, больш эфектыўныя ў нанясенні множнай шкоды шкоднікам, якія падвяргаліся ўздзеянню76.
Гісталагічныя назіранні нашых вынікаў паказваюць, што біяпавярхоўна-актыўныя рэчывы, якія выпрацоўваюцца Enterobacter cloacae SJ2, значна змяняюць тканіны лічынак камароў (Cx. quinquefasciatus) і тэрмітаў (O. obesus). Падобныя анамаліі былі выкліканы прэпаратамі базілікавага алею ў An. gambiaes.s і An. arabica, як апісаў Очола77. Камарадж і інш.78 таксама апісалі тыя ж марфалагічныя анамаліі ў An. Лічынкі Стэфані падвяргаліся ўздзеянню наначасціц золата. Васанта-Срынівасан і інш.79 таксама паведамілі, што эфірны алей пастуховай сумкі моцна пашкодзіў камеру і эпітэліяльныя пласты Aedes albopictus. Aedes aegypti. Рагхавендран і інш. паведамілі, што лічынкі камароў былі апрацаваны міцэліяльным экстрактам мясцовага грыба Penicillium у канцэнтрацыі 500 мг/мл. Ae паказваюць сур'ёзныя гісталагічна пашкоджанні. aegypti і Cx. Узровень смяротнасці 80. Раней Абіная і інш. вывучалі лічынкі чацвёртага ўзросту An. Стэфансі і Ae. aegypti выявілі шматлікія гісталагічныя змены ў Aedes aegypti, апрацаваных экзаполіцукрыдамі B. licheniformis, у тым ліку сляпую кішку страўніка, атрафію цягліц, пашкоджанне і дэзарганізацыю гангліяў нервовых спінак72. Паводле Рагхавендрана і інш., пасля апрацоўкі экстрактам міцэлію P. daleae клеткі сярэдняй кішкі тэставаных камароў (лічынкі 4-га ўзросту) прадэманстравалі ацёк кішачнага прасвету, змяншэнне міжклеткавага змесціва і ядзерную дэгенерацыю81. Такія ж гісталагічныя змены назіраліся ў лічынак камароў, апрацаваных экстрактам лісця эхінацеі, што сведчыць аб інсектыцыдным патэнцыяле апрацаваных злучэнняў50.
Выкарыстанне праграмнага забеспячэння ECOSAR атрымала міжнароднае прызнанне82. Сучасныя даследаванні паказваюць, што вострая таксічнасць біяпавярхоўна-актыўных рэчываў ECOSAR для мікраводарасцяў (C. vulgaris), рыб і вадзяных блох (D. magna) падпадае пад катэгорыю «таксічнасці», вызначаную Арганізацыяй Аб'яднаных Нацый83. Мадэль экатаксічнасці ECOSAR выкарыстоўвае SAR і QSAR для прагназавання вострай і доўгатэрміновай таксічнасці рэчываў і часта выкарыстоўваецца для прагназавання таксічнасці арганічных забруджвальнікаў82,84.
Парафармальдэгід, натрыйфасфатны буфер (pH 7,4) і ўсе іншыя хімічныя рэчывы, якія выкарыстоўваліся ў гэтым даследаванні, былі набыты ў HiMedia Laboratories, Індыя.
Вытворчасць біяпавярхоўна-актыўных рэчываў праводзілася ў колбах Эрленмейера аб'ёмам 500 мл, якія змяшчалі 200 мл стэрыльнага асяроддзя Бушнела-Хааса з даданнем 1% сырой нафты ў якасці адзінай крыніцы вугляроду. Папярэднюю культуру Enterobacter cloacae SJ2 (1,4 × 104 КУА/мл) інакулявалі і культывавалі на арбітальным шейкеры пры тэмпературы 37°C, 200 аб/мін на працягу 7 дзён. Пасля інкубацыйнага перыяду біяпавярхоўна-актыўныя рэчывы экстрагавалі цэнтрыфугаваннем культуральнага асяроддзя пры 3400×g на працягу 20 хвілін пры 4°C, а атрыманы супернатант выкарыстоўвалі для скрынінгу. Працэдуры аптымізацыі і характарыстыкі біяпавярхоўна-актыўных рэчываў былі ўзятыя з нашага папярэдняга даследавання26.
Лічынкі Culex quinquefasciatus былі атрыманы з Цэнтра перспектыўных даследаванняў марской біялогіі (CAS), Паланчыпетай, Тамілнад (Індыя). Лічынак вырошчвалі ў пластыкавых кантэйнерах, напоўненых дэіянізаванай вадой, пры тэмпературы 27 ± 2°C і фотаперыядзе 12:12 (святло:цемра). Лічынак камароў кармілі 10% растворам глюкозы.
Лічынкі Culex quinquefasciatus былі знойдзены ў адкрытых і неабароненых септыках. Выкарыстоўвайце стандартныя рэкамендацыі па класіфікацыі для ідэнтыфікацыі і культывавання лічынак у лабараторыі85. Выпрабаванні на ларвіцыд праводзіліся ў адпаведнасці з рэкамендацыямі Сусветнай арганізацыі аховы здароўя86. SH. Лічынкі чацвёртага ўзросту quinquefasciatus збіралі ў закрытыя прабіркі групамі па 25 мл і 50 мл з паветраным зазорам у дзве траціны ад іх ёмістасці. Біяпавярхоўна-актыўны рэчыва (0–50 мг/мл) дадавалі ў кожную прабірку асобна і захоўвалі пры тэмпературы 25 °C. У кантрольнай прабірцы выкарыстоўвалі толькі дыстыляваную ваду (50 мл). Мёртвымі лічынкамі лічыліся тыя, якія не праяўлялі прыкмет плавання на працягу інкубацыйнага перыяду (12–48 гадзін)87. Разлічыце працэнт смяротнасці лічынак, выкарыстоўваючы ўраўненне. (1)88.
Сямейства Odontotermitidae ўключае індыйскага тэрміта Odontotermes obesus, якога можна знайсці ў гнілых бярвеннях на тэрыторыі сельскагаспадарчага кампуса (Універсітэт Анамалай, Індыя). Праверце гэты біяпавярхоўна-актыўны рэчыва (0–50 мг/мл) з выкарыстаннем звычайных працэдур, каб вызначыць, ці з'яўляецца ён шкодным. Пасля сушкі ў ламінарным патоку паветра на працягу 30 хвілін кожную палоску паперы ватмана пакрывалі біяпавярхоўна-актыўным рэчывам у канцэнтрацыі 30, 40 або 50 мг/мл. Папярэдне пакрытыя і непакрытыя папяровыя палоскі тэставалі і параўноўвалі ў цэнтры чашкі Петры. Кожная чашка Петры змяшчае каля трыццаці актыўных тэрмітаў O. obesus. Кантрольным і тэставым тэрмітам давалі вільготную паперу ў якасці крыніцы ежы. Усе чашкі захоўваліся пры пакаёвай тэмпературы на працягу ўсяго інкубацыйнага перыяду. Тэрміты гінулі праз 12, 24, 36 і 48 гадзін89,90. Затым для ацэнкі працэнта смяротнасці тэрмітаў пры розных канцэнтрацыях біяпавярхоўна-актыўных рэчываў выкарыстоўвалі раўнанне 1. (2).
Узоры захоўвалі на лёдзе і спакавалі ў мікрапрабіркі, якія змяшчалі 100 мл 0,1 М фасфатнага буфера натрыю (pH 7,4), і адпраўлялі ў Цэнтральную лабараторыю паталогіі аквакультуры (CAPL) Цэнтра аквакультуры імя Раджыва Гандзі (RGCA), гісталагічная лабараторыя, Сіркалi, акруга Маіладутурай, Тамілнад, Індыя, для далейшага аналізу. Узоры неадкладна фіксавалі ў 4% парафармальдэгіде пры тэмпературы 37°C на працягу 48 гадзін.
Пасля фазы фіксацыі матэрыял тройчы прамывалі 0,1 М натрыйфасфатным буферам (pH 7,4), паэтапна абязводжвалі ў этаноле і замочвалі ў смале LEICA на працягу 7 дзён. Затым рэчыва змяшчалі ў пластыкавую форму, запоўненую смалой і палімерызатарам, а затым змяшчалі ў печ, нагрэтую да 37°C, да поўнай палімерызацыі блока, які змяшчае рэчыва.
Пасля палімерызацыі блокі былі разрэзаны з дапамогай мікратома LEICA RM2235 (Rankin Biomedical Corporation 10,399 Enterprise Dr. Davisburg, MI 48,350, ЗША) да таўшчыні 3 мм. Зрэзы згрупаваны на прадметных шклах па шэсць зрэзаў на прадметнае шкло. Скрынкі высушылі пры пакаёвай тэмпературы, затым афарбавалі гематаксілінам на працягу 7 хвілін і прамылі праточнай вадой на працягу 4 хвілін. Акрамя таго, на скуру нанеслі раствор эазіну на 5 хвілін і прамылі праточнай вадой на працягу 5 хвілін.
Вострая таксічнасць была прагназавана з выкарыстаннем водных арганізмаў з розных трапічных узроўняў: 96-гадзінная LC50 для рыб, 48-гадзінная LC50 для D. magna і 96-гадзінная EC50 для зялёных водарасцяў. Таксічнасць рамналіпідных біяпавярхоўна-актыўных рэчываў для рыб і зялёных водарасцяў была ацэненая з выкарыстаннем 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 ларвіцыдную і антытэрмітную актыўнасць былі праведзены ў трох паўторах. Для разліку сярэдняй смяротнай канцэнтрацыі (LC50) з 95% даверным інтэрвалам была праведзена нелінейная рэгрэсія (лагарыфм доза-рэактыўных зменных) дадзеных аб смяротнасці лічынак і тэрмітаў, а крывыя канцэнтрацыя-рэакцыя былі пабудаваныя з выкарыстаннем праграмы Prism® (версія 8.0, GraphPad Software) Inc., ЗША) 84, 91.
Гэта даследаванне раскрывае патэнцыял мікробных біяпавярхоўна-актыўных рэчываў, якія выпрацоўваюцца Enterobacter cloacae SJ2, як ларвіцыдных і антытэрмітных сродкаў супраць камароў, і гэтая праца будзе спрыяць лепшаму разуменню механізмаў ларвіцыднага і антытэрмітнага дзеяння. Гісталагічныя даследаванні лічынак, апрацаваных біяпавярхоўна-актыўнымі рэчывамі, паказалі пашкоджанне стрававальнага тракту, сярэдняй кішкі, кары галаўнога мозгу і гіперплазію кішачных эпітэліяльных клетак. Вынікі: Таксікалагічная ацэнка антытэрмітнай і ларвіцыднай актыўнасці рамналіпіднага біяпавярхоўна-актыўнага рэчыва, якое выпрацоўваецца Enterobacter cloacae SJ2, паказала, што гэты ізалят з'яўляецца патэнцыйным біяпестыцыдам для барацьбы з трансмісіўнымі хваробамі камароў (Cx quinquefasciatus) і тэрмітаў (O. obesus). Існуе неабходнасць разумення асноўнай таксічнасці біяпавярхоўна-актыўных рэчываў для навакольнага асяроддзя і іх патэнцыйнага ўздзеяння на навакольнае асяроддзе. Гэта даследаванне забяспечвае навуковую аснову для ацэнкі рызыкі біяпавярхоўна-актыўных рэчываў для навакольнага асяроддзя.
Час публікацыі: 09 красавіка 2024 г.