Për në mënyrë efektivekontrolloni mushkonjatdhe për të zvogëluar incidencën e sëmundjeve që ato bartin, nevojiten alternativa strategjike, të qëndrueshme dhe miqësore me mjedisin ndaj pesticideve kimike.Ne vlerësuam vaktet e farave nga disa Brassicaceae (familja Brassica) si një burim i izotiocianateve me origjinë bimore të prodhuara nga hidroliza enzimatike e glukozinolateve biologjikisht joaktive për përdorim në kontrollin e Aedes Egjiptiane (L., 1762).Mielli i farave me pesë yndyrë (Brassica juncea (L) Czern., 1859, Lepidium sativum L., 1753, Sinapis alba L., 1753, Thlaspi arvense L., 1753 dhe Thlaspi arvense - tre lloje kryesore të inaktivizimit termik dhe enzimës kimike produkte Për të përcaktuar toksicitetin (LC50) të alilit izotiocianatit, benzil izotiocianatit dhe 4-hidroksibenzilizotiocianatit ndaj larvave Aedes aegypti në ekspozim 24-orësh = 0.04 g/120 ml dH2O).Vlerat LC50 për mustardën, mustardën e bardhë dhe bishtin e kalit.mielli i farës ishte respektivisht 0.05, 0.08 dhe 0.05 krahasuar me alilin izotiocianat (LC50 = 19.35 ppm) dhe 4. -Hidroksibenzilizotiocianati (LC50 = 55.41 ppm) ishte më toksik për larvat se sa 200 mlO1 d.Këto rezultate janë në përputhje me prodhimin e miellit të farës së jonxhës.Efikasiteti më i lartë i estereve të benzilit korrespondon me vlerat e llogaritura LC50.Përdorimi i miellit të farës mund të sigurojë një metodë efektive të kontrollit të mushkonjave.efektiviteti i pluhurit të farës së kryqëzuar dhe përbërësve të tij kryesorë kimikë kundër larvave të mushkonjave dhe tregon se si përbërësit natyralë në pluhurin e farës kryqëzuese mund të shërbejnë si një larvicid premtues miqësor ndaj mjedisit për kontrollin e mushkonjave.
Sëmundjet e transmetuara nga vektorët e shkaktuar nga mushkonjat Aedes mbeten një problem i madh global i shëndetit publik.Incidenca e sëmundjeve të shkaktuara nga mushkonjat përhapet gjeografikisht1,2,3 dhe rishfaqet, duke çuar në shpërthime të sëmundjeve të rënda4,5,6,7.Përhapja e sëmundjeve midis njerëzve dhe kafshëve (p.sh., chikungunya, dengoja, ethet e Luginës së Rift, ethet e verdha dhe virusi Zika) është i paprecedentë.Vetëm ethet e Dengës vendos rreth 3.6 miliardë njerëz në rrezik të infeksionit në tropikët, me rreth 390 milionë infeksione që ndodhin çdo vit, duke rezultuar në 6,100-24,300 vdekje në vit8.Rishfaqja dhe shpërthimi i virusit Zika në Amerikën e Jugut ka tërhequr vëmendjen mbarëbotërore për shkak të dëmtimit të trurit që shkakton tek fëmijët e lindur nga gra të infektuara2.Kremer et al 3 parashikojnë se diapazoni gjeografik i mushkonjave Aedes do të vazhdojë të zgjerohet dhe se deri në vitin 2050, gjysma e popullsisë së botës do të rrezikohet nga infektimi nga arboviruset që transmetohen nga mushkonjat.
Me përjashtim të vaksinave të zhvilluara së fundmi kundër dengës dhe etheve të verdha, vaksinat kundër shumicës së sëmundjeve të transmetuara nga mushkonjat nuk janë zhvilluar ende9,10,11.Vaksinat janë ende të disponueshme në sasi të kufizuara dhe përdoren vetëm në provat klinike.Kontrolli i vektorëve të mushkonjave duke përdorur insekticide sintetike ka qenë një strategji kryesore për të kontrolluar përhapjen e sëmundjeve të transmetuara nga mushkonjat12,13.Edhe pse pesticidet sintetike janë efektive në vrasjen e mushkonjave, përdorimi i vazhdueshëm i pesticideve sintetike ndikon negativisht në organizmat jo të synuar dhe ndot mjedisin14,15,16.Akoma më alarmante është tendenca e rritjes së rezistencës së mushkonjave ndaj insekticideve kimike17,18,19.Këto probleme të lidhura me pesticidet kanë përshpejtuar kërkimin për alternativa efektive dhe miqësore me mjedisin për të kontrolluar vektorët e sëmundjeve.
Bimë të ndryshme janë zhvilluar si burime fitopesticidesh për kontrollin e dëmtuesve20,21.Substancat bimore janë përgjithësisht miqësore me mjedisin, sepse ato janë të biodegradueshme dhe kanë toksicitet të ulët ose të papërfillshëm ndaj organizmave jo të synuar si gjitarët, peshqit dhe amfibët20,22.Preparatet bimore janë të njohura për prodhimin e një sërë përbërjesh bioaktive me mekanizma të ndryshëm veprimi për të kontrolluar në mënyrë efektive fazat e ndryshme të jetës së mushkonjave23,24,25,26.Komponimet me origjinë bimore si vajrat esencialë dhe përbërës të tjerë aktivë bimorë kanë fituar vëmendjen dhe kanë hapur rrugën për mjete inovative për të kontrolluar vektorët e mushkonjave.Vajrat esencialë, monoterpenet dhe sesquiterpenet veprojnë si repelentë, parandalues ushqyes dhe vikide27,28,29,30,31,32,33.Shumë vajra bimore shkaktojnë vdekjen e larvave të mushkonjave, pupave dhe të rriturve34,35,36, duke prekur sistemin nervor, respirator, endokrin dhe sistemet e tjera të rëndësishme të insekteve37.
Studimet e fundit kanë dhënë njohuri mbi përdorimin e mundshëm të bimëve të mustardës dhe farave të tyre si një burim i komponimeve bioaktive.Mielli i farave të sinapit është testuar si një biofumigant38,39,40,41 dhe është përdorur si një amendament i tokës për shtypjen e barërave të këqija42,43,44 dhe kontrollin e patogjenëve të bimëve që vijnë nga toka45,46,47,48,49,50, ushqimin e bimëve.nematodat 41,51, 52, 53, 54 dhe dëmtuesit 55, 56, 57, 58, 59, 60. Aktiviteti fungicid i këtyre pluhurave të farës i atribuohet komponimeve mbrojtëse të bimëve të quajtura izotiocianate38,42,60.Në bimë, këto komponime mbrojtëse ruhen në qelizat bimore në formën e glukozinolateve jo-bioaktive.Megjithatë, kur bimët dëmtohen nga ushqimi i insekteve ose infeksioni patogjen, glukozinolatet hidrolizohen nga myrosinase në izotiocianate bioaktive55,61.Izotiocianatet janë komponime të paqëndrueshme të njohura se kanë aktivitet antimikrobik dhe insekticid me spektër të gjerë, dhe struktura, aktiviteti biologjik dhe përmbajtja e tyre ndryshojnë shumë midis specieve Brassicaceae42,59,62,63.
Megjithëse izotiocianatet që rrjedhin nga mielli i farave të mustardës dihet se kanë aktivitet insekticid, mungojnë të dhënat mbi aktivitetin biologjik kundër vektorëve të artropodëve të rëndësishëm mjekësorë.Studimi ynë ekzaminoi aktivitetin larvicidal të katër pluhurave të farave të çyndyrosura kundër mushkonjave Aedes.Larvat e Aedes aegypti.Qëllimi i studimit ishte të vlerësonte përdorimin e tyre të mundshëm si biopesticide miqësore me mjedisin për kontrollin e mushkonjave.Tre përbërës kryesorë kimikë të miellit të farës, alili izotiocianati (AITC), benzil izotiocianati (BITC) dhe 4-hidroksibenzilizotiocianati (4-HBITC) u testuan gjithashtu për të testuar aktivitetin biologjik të këtyre përbërësve kimikë në larvat e mushkonjave.Ky është raporti i parë për të vlerësuar efektivitetin e katër pluhurave të farave të lakrës dhe përbërësve të tyre kryesorë kimikë kundër larvave të mushkonjave.
Kolonitë laboratorike të Aedes aegypti (shtamimi Rockefeller) u mbajtën në 26°C, lagështi relative 70% (RH) dhe 10:14 orë (L:D fotoperioda).Femrat e çiftëzuara u vendosën në kafaze plastike (lartësia 11 cm dhe diametri 9,5 cm) dhe ushqeheshin nëpërmjet një sistemi të ushqyerjes me shishe duke përdorur gjak të citruar të gjedhit (HemoStat Laboratories Inc., Dixon, CA, USA).Ushqyerja me gjak u krye si zakonisht duke përdorur një furnizues membranor me shumë xhami (Chemglass, Life Sciences LLC, Vineland, NJ, USA) i lidhur me një tub uji qarkullues (HAAKE S7, Thermo-Scientific, Waltham, MA, USA) me temperaturë kontrolli 37 °C.Shtrijeni një film të Parafilmit M në pjesën e poshtme të çdo dhome ushqimi xhami (sipërfaqja 154 mm2).Çdo ushqyes u vendos më pas në rrjetën e sipërme që mbulonte kafazin që përmban femrën çiftëzuese.Përafërsisht 350-400 μl gjak gjedhi u shtuan në një gyp ushqyes qelqi duke përdorur një pipetë Pasteur (Fishebrand, Fisher Scientific, Waltham, MA, SHBA) dhe krimbat e rritur u lanë të kullonin për të paktën një orë.Femrave shtatzëna iu dha më pas një solucion saharozë 10% dhe u lanë të vendosnin vezë në letër filtri të lagësht të veshur në gota individuale sufleje ultra të qarta (madhësia 1,25 ml oz, Dart Container Corp., Mason, MI, USA).kafaz me ujë.Vendosni letrën filtri që përmban vezë në një qese të mbyllur (SC Johnsons, Racine, WI) dhe ruajeni në 26°C.Vezët u çelën dhe përafërsisht 200-250 larva u rritën në tabaka plastike që përmbanin një përzierje ushqimi lepuri (ZuPreem, Premium Natural Products, Inc., Mission, KS, USA) dhe pluhur mëlçie (MP Biomedicals, LLC, Solon, OH, SHBA).dhe fileto peshku (TetraMin, Tetra GMPH, Meer, Gjermani) në një raport 2:1:1.Larvat e fundit të moshës së tretë u përdorën në analizat tona biologjike.
Materiali i farës së bimëve të përdorur në këtë studim është marrë nga burimet e mëposhtme komerciale dhe qeveritare: Brassica juncea ( mustardë kafe-ari i Paqësorit) dhe Brassica juncea ( mustardë e bardhë - Ari Ida) nga Kooperativa e Fermerëve të Paqësorit Northwest, Shteti Uashington, SHBA;(Garden Cress) nga Kelly Seed and Hardware Co., Peoria, IL, USA dhe Thlaspi arvense (Field Pennycress-Elisabeth) nga USDA-ARS, Peoria, IL, SHBA;Asnjë nga farat e përdorura në studim nuk u trajtua me pesticide.I gjithë materiali farë u përpunua dhe u përdor në këtë studim në përputhje me rregulloret lokale dhe kombëtare dhe në përputhje me të gjitha rregulloret përkatëse vendore dhe kombëtare.Ky studim nuk ekzaminoi varietetet e bimëve transgjenike.
Farat Brassica juncea (PG), Alfalfa (Ls), mustardë e bardhë (IG), Thlaspi arvense (DFP) u bluan në një pluhur të imët duke përdorur një mulli ultracentrifugal Retsch ZM200 (Retsch, Haan, Gjermani) i pajisur me një rrjetë 0.75 mm dhe inox. rotor çeliku, 12 dhëmbë, 10,000 rpm (Tabela 1).Pluhuri i farës së bluar u transferua në një këllëf letre dhe u yndyros me heksan në një aparat Soxhlet për 24 orë.Një nën-kampion i mustardës fushore të çyndyrosur u trajtua me nxehtësi në 100 °C për 1 orë për të denatyruar myrosinazën dhe për të parandaluar hidrolizën e glukozinolateve për të formuar izotiocianate biologjikisht aktive.Pluhuri i farës së bishtit të kalit i trajtuar me nxehtësi (DFP-HT) u përdor si një kontroll negativ duke denatyruar myrosinazën.
Përmbajtja e glukozinolatit në miellin e farës së pa yndyrë u përcaktua në tre kopje duke përdorur kromatografinë e lëngshme me performancë të lartë (HPLC) sipas një protokolli të publikuar më parë 64 .Shkurtimisht, 3 ml metanol iu shtuan një kampioni prej 250 mg të pluhurit të farës së yndyrosur.Çdo mostër u sonikua në një banjë uji për 30 minuta dhe u la në errësirë në 23°C për 16 orë.Një sasi prej 1 mL e shtresës organike u filtrua më pas përmes një filtri 0.45 μm në një kampionim automatik.Duke funksionuar në një sistem Shimadzu HPLC (dy pompa LC 20AD; autosampler SIL 20A; degazues DGU 20As; detektor SPD-20A UV-VIS për monitorim në 237 nm; dhe modul autobusi komunikimi CBM-20A), u përcaktua përmbajtja e glukozinolatit të farës. në tre kopje.duke përdorur versionin 1.25 të softuerit Shimadzu LC Solution (Shimadzu Corporation, Columbia, MD, USA).Kolona ishte një kolonë me fazë të kundërt C18 Inertsil (250 mm × 4,6 mm; RP C-18, ODS-3, 5u; GL Sciences, Torrance, CA, USA).Kushtet fillestare të fazës lëvizëse u vendosën në 12% metanol/88% 0.01 M hidroksid tetrabutillamoniumi në ujë (TBAH; Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, SHBA) me një shpejtësi rrjedhjeje prej 1 mL/min.Pas injektimit të 15 μl kampion, kushtet fillestare u ruajtën për 20 minuta dhe më pas raporti i tretësit u rregullua në 100% metanol, me një kohë totale të analizës së mostrës prej 65 minutash.Një kurbë standarde (bazuar në nM/mAb) u krijua nga hollimet serike të standardeve të sinapinës, glukozinolatit dhe myrosinës së sapopërgatitur (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA) për të vlerësuar përmbajtjen e squfurit në miellin e farës së ndotur.glukozinolatet.Përqendrimet e glukozinolatit në mostra u testuan në një Agilent 1100 HPLC (Agilent, Santa Clara, CA, USA) duke përdorur versionin OpenLAB CDS ChemStation (C.01.07 SR2 [255]) të pajisur me të njëjtën kolonë dhe duke përdorur një metodë të përshkruar më parë.U përcaktuan përqendrimet e glukozinolatit;të jetë i krahasueshëm ndërmjet sistemeve HPLC.
Izotiocianati alilik (94%, i qëndrueshëm) dhe benzil izotiocianati (98%) u blenë nga Fisher Scientific (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA).4-Hydroksibenzilizotiocianati u ble nga ChemCruz (Santa Cruz Biotechnology, CA, USA).Kur hidrolizohen në mënyrë enzimatike nga myrosinaza, glukozinolatet, glukozinolatet dhe glukozinolatet formojnë përkatësisht alilin izotiocianat, benzil izotiocianat dhe 4-hidroksibenzilizotiocianat.
Bioanalizimet laboratorike janë kryer sipas metodës së Muturi et al.32 me modifikime.Në studim u përdorën pesë ushqime të farave me pak yndyrë: DFP, DFP-HT, IG, PG dhe Ls.Njëzet larva u vendosën në një gotë me tre drejtime 400 mL (VWR International, LLC, Radnor, PA, USA) që përmbante 120 mL ujë të deionizuar (dH2O).Shtatë përqendrime të miellit të farave u testuan për toksicitetin e larvave të mushkonjave: 0.01, 0.02, 0.04, 0.06, 0.08, 0.1 dhe 0.12 g miell farash/120 ml dH2O për miellin e farës DFP, DFP-HPGT, IG dhe IG.Bioanalizimet paraprake tregojnë se mielli i farës së yndyrshëm Ls është më toksik se katër miellrat e tjerë të farave të testuara.Prandaj, ne rregulluam shtatë përqendrimet e trajtimit të miellit të farës Ls në përqendrimet e mëposhtme: 0.015, 0.025, 0.035, 0.045, 0.055, 0.065 dhe 0.075 g/120 mL dH2O.
Një grup kontrolli i patrajtuar (dH20, pa shtojcë miell farash) u përfshi për të vlerësuar vdekshmërinë normale të insekteve në kushtet e analizës.Analizat biologjike toksikologjike për çdo vakt farë përfshinin tre gota të përsëritura me tre pjerrësi (20 larva të moshës së tretë të vonë për gotë), për një total prej 108 shishe.Kontejnerët e trajtuar u ruajtën në temperaturën e dhomës (20-21°C) dhe vdekshmëria e larvave u regjistrua gjatë 24 dhe 72 orëve të ekspozimit të vazhdueshëm ndaj përqendrimeve të trajtimit.Nëse trupi dhe shtojcat e mushkonjave nuk lëvizin kur shpohen ose preken me një shpatull të hollë çeliku inox, larvat e mushkonjave konsiderohen të vdekura.Larvat e ngordhura zakonisht mbeten të palëvizshme në një pozicion dorsal ose bark në fund të enës ose në sipërfaqen e ujit.Eksperimenti u përsërit tri herë në ditë të ndryshme duke përdorur grupe të ndryshme larvash, për një total prej 180 larvash të ekspozuara ndaj çdo përqendrimi trajtimi.
Toksiciteti i AITC, BITC dhe 4-HBITC ndaj larvave të mushkonjave u vlerësua duke përdorur të njëjtën procedurë biovlerësimi, por me trajtime të ndryshme.Përgatitni 100,000 ppm tretësira për çdo kimikat duke shtuar 100 µL të kimikatit në 900 µL etanol absolut në një tub centrifuge 2 ml dhe duke tundur për 30 sekonda për t'u përzier plotësisht.Përqendrimet e trajtimit u përcaktuan bazuar në analizat tona paraprake bio, të cilat zbuluan se BITC ishte shumë më toksik se AITC dhe 4-HBITC.Për të përcaktuar toksicitetin, 5 përqendrime të BITC (1, 3, 6, 9 dhe 12 ppm), 7 përqendrime të AITC (5, 10, 15, 20, 25, 30 dhe 35 ppm) dhe 6 përqendrime të 4-HBITC (15 , 15, 20, 25, 30 dhe 35 ppm).30, 45, 60, 75 dhe 90 ppm).Trajtimi i kontrollit është injektuar me 108 μL etanol absolut, i cili është i barabartë me vëllimin maksimal të trajtimit kimik.Analizat biologjike u përsëritën si më sipër, duke ekspozuar gjithsej 180 larva për përqendrim trajtimi.Vdekshmëria e larvave u regjistrua për çdo përqendrim të AITC, BITC dhe 4-HBITC pas 24 orësh ekspozimi të vazhdueshëm.
Analiza probit e 65 të dhënave të vdekshmërisë të lidhura me dozën u krye duke përdorur softuerin Polo (Polo Plus, LeOra Software, versioni 1.0) për të llogaritur 50% përqendrim vdekjeprurës (LC50), 90% përqendrim vdekjeprurës (LC90), pjerrësi, koeficientin e dozës vdekjeprurëse dhe 95 % përqendrimi vdekjeprurës.bazuar në intervalet e besueshmërisë për raportet e dozës vdekjeprurëse për kurbat e përqendrimit të log-transformuar dhe dozë-vdekshmërisë.Të dhënat e vdekshmërisë bazohen në të dhënat e kombinuara të përsëritura të 180 larvave të ekspozuara ndaj çdo përqendrimi trajtimi.Analizat probabilistike janë kryer veçmas për çdo miell farë dhe çdo komponent kimik.Bazuar në intervalin e besueshmërisë 95% të raportit të dozës vdekjeprurëse, toksiciteti i miellit të farës dhe përbërësve kimikë ndaj larvave të mushkonjave u konsiderua të ishte dukshëm i ndryshëm, kështu që një interval besimi që përmban një vlerë prej 1 nuk ishte dukshëm i ndryshëm, P = 0.0566.
Rezultatet e HPLC për përcaktimin e glukozinolateve kryesore në miellrat e farave të çyndyrosura DFP, IG, PG dhe Ls janë renditur në Tabelën 1. Glukosinolatet kryesore në miellin e farës së testuar ndryshonin me përjashtim të DFP dhe PG, të cilat të dyja përmbanin glukozinolate myrosinase.Përmbajtja e myrosininës në PG ishte më e lartë se në DFP, përkatësisht 33,3 ± 1,5 dhe 26,5 ± 0,9 mg/g.Pluhuri i farës Ls përmbante 36,6 ± 1,2 mg/g glukoglikon, ndërsa pluhuri i farës IG përmbante 38,0 ± 0,5 mg/g sinapinë.
Larvat e Ae.Mushkonjat Aedes aegypti u vranë kur trajtoheshin me miell farërash të ndotur, megjithëse efektiviteti i trajtimit ndryshonte në varësi të specieve bimore.Vetëm DFP-NT nuk ishte toksik për larvat e mushkonjave pas 24 dhe 72 orëve të ekspozimit (Tabela 2).Toksiciteti i pluhurit aktiv të farës u rrit me rritjen e përqendrimit (Fig. 1A, B).Toksiciteti i miellit të farës ndaj larvave të mushkonjave ndryshonte ndjeshëm bazuar në CI 95% të raportit të dozës vdekjeprurëse të vlerave LC50 në vlerësimet 24-orëshe dhe 72-orëshe (Tabela 3).Pas 24 orësh, efekti toksik i miellit të farës Ls ishte më i madh se trajtimet e tjera të miellit të farës, me aktivitetin më të lartë dhe toksicitetin maksimal për larvat (LC50 = 0.04 g/120 ml dH2O).Larvat ishin më pak të ndjeshme ndaj DFP në 24 orë në krahasim me trajtimet me pluhur të farës IG, Ls dhe PG, me vlera LC50 përkatësisht 0,115, 0,04 dhe 0,08 g/120 ml dH2O, të cilat ishin statistikisht më të larta se vlera LC50.0,211 g/120 ml dH2O (Tabela 3).Vlerat LC90 të DFP, IG, PG dhe Ls ishin përkatësisht 0.376, 0.275, 0.137 dhe 0.074 g/120 ml dH2O (Tabela 2).Përqendrimi më i lartë i DPP ishte 0.12 g/120 ml dH2O.Pas 24 orësh vlerësimi, vdekshmëria mesatare e larvave ishte vetëm 12%, ndërsa vdekshmëria mesatare e larvave IG dhe PG arriti përkatësisht 51% dhe 82%.Pas 24 orësh vlerësimi, vdekshmëria mesatare e larvave për përqendrimin më të lartë të trajtimit të miellit të farës Ls (0.075 g/120 ml dH2O) ishte 99% (Fig. 1A).
Lakoret e vdekshmërisë u vlerësuan nga përgjigja e dozës (Probit) e Ae.Larvat egjiptiane (larvat e instarit të tretë) në përqendrimin e miellit të farës 24 orë (A) dhe 72 orë (B) pas trajtimit.Vija me pika përfaqëson LC50 të trajtimit të miellit të farës.DFP Thlaspi arvense, DFP-HT Heat Thlaspi arvense, IG Sinapsis alba (Ida Gold), PG Brassica juncea (Arti i Paqësorit), Ls Lepidium sativum.
Në vlerësimin 72-orësh, vlerat LC50 të miellit të farave DFP, IG dhe PG ishin përkatësisht 0,111, 0,085 dhe 0,051 g/120 ml dH2O.Pothuajse të gjitha larvat e ekspozuara ndaj miellit të farës Ls vdiqën pas 72 orësh ekspozimi, kështu që të dhënat e vdekshmërisë nuk ishin në përputhje me analizën Probit.Krahasuar me miellin e farërave të tjera, larvat ishin më pak të ndjeshme ndaj trajtimit të miellit të farës DFP dhe kishin vlera statistikisht më të larta LC50 (Tabela 2 dhe 3).Pas 72 orësh, vlerat LC50 për trajtimet e miellit të farave DFP, IG dhe PG u vlerësuan të ishin përkatësisht 0,111, 0,085 dhe 0,05 g/120 ml dH2O.Pas 72 orësh vlerësimi, vlerat LC90 të pluhurave të farave DFP, IG dhe PG ishin përkatësisht 0,215, 0,254 dhe 0,138 g/120 ml dH2O.Pas 72 orësh vlerësimi, vdekshmëria mesatare e larvave për trajtimet e miellit të farave DFP, IG dhe PG në një përqendrim maksimal prej 0,12 g/120 ml dH2O ishte përkatësisht 58%, 66% dhe 96% (Fig. 1B).Pas vlerësimit 72 orësh, mielli i farës PG u zbulua se ishte më toksik se mielli i farave IG dhe DFP.
Izotiocianatet sintetike, izotiocianati alilik (AITC), izotiocianati i benzilit (BITC) dhe 4-hidroksibenzilizotiocianati (4-HBITC) mund të vrasin në mënyrë efektive larvat e mushkonjave.Në 24 orë pas trajtimit, BITC ishte më toksik për larvat me një vlerë LC50 prej 5.29 ppm krahasuar me 19.35 ppm për AITC dhe 55.41 ppm për 4-HBITC (Tabela 4).Krahasuar me AITC dhe BITC, 4-HBITC ka toksicitet më të ulët dhe një vlerë më të lartë LC50.Ka dallime të rëndësishme në toksicitetin e larvave të mushkonjave të dy izotiocianateve kryesore (Ls dhe PG) në miellin më të fuqishëm të farës.Toksiciteti i bazuar në raportin e dozës vdekjeprurëse të vlerave LC50 midis AITC, BITC dhe 4-HBITC tregoi një ndryshim statistikor të tillë që CI 95% e raportit të dozës vdekjeprurëse LC50 nuk përfshinte vlerën 1 (P = 0.05, Tabela 4).Përqendrimet më të larta të BITC dhe AITC u vlerësuan të vrasin 100% të larvave të testuara (Figura 2).
Lakoret e vdekshmërisë u vlerësuan nga përgjigja e dozës (Probit) e Ae.24 orë pas trajtimit, larvat egjiptiane (larvat e instarit të 3-të) arritën përqendrimet e izotiocianateve sintetike.Vija me pika përfaqëson LC50 për trajtimin me izotiocianate.Benzil izotiocianat BITC, alili izotiocianat AITC dhe 4-HBITC.
Përdorimi i biopesticideve bimore si agjentë të kontrollit të vektorit të mushkonjave është studiuar prej kohësh.Shumë bimë prodhojnë kimikate natyrore që kanë aktivitet insekticid37.Komponimet e tyre bioaktive ofrojnë një alternativë tërheqëse ndaj insekticideve sintetike me potencial të madh në kontrollin e dëmtuesve, përfshirë mushkonjat.
Bimët e sinapit rriten si kulturë për farat e tyre, përdoren si erëz dhe burim vaji.Kur vaji i mustardës nxirret nga farat ose kur mustarda nxirret për t'u përdorur si biokarburant, 69 nënprodukti është mielli i farave të çyndyrosur.Ky miell farash ruan shumë nga përbërësit e tij natyrorë biokimikë dhe enzimat hidrolitike.Toksiciteti i këtij mielli të farës i atribuohet prodhimit të izotiocianateve55,60,61.Izotiocianatet formohen nga hidroliza e glukozinolateve nga enzima myrosinase gjatë hidratimit të miellit të farës38,55,70 dhe dihet se kanë efekte fungicide, baktericid, nematicidale dhe insekticide, si dhe veti të tjera, duke përfshirë efektet ndijore kimike dhe vetitë kimioterapeutike62,61, 70.Disa studime kanë treguar se bimët e mustardës dhe mielli i farave veprojnë në mënyrë efektive si tymosës kundër dëmtuesve të tokës dhe ushqimeve të ruajtura57,59,71,72.Në këtë studim, ne vlerësuam toksicitetin e miellit me katër fara dhe tre produkteve të tij bioaktive AITC, BITC dhe 4-HBITC ndaj larvave të mushkonjave Aedes.Aedes aegypti.Shtimi i miellit të farës direkt në ujin që përmban larvat e mushkonjave pritet të aktivizojë proceset enzimatike që prodhojnë izotiocianate që janë toksike për larvat e mushkonjave.Ky biotransformim u demonstrua pjesërisht nga aktiviteti larvicidal i vëzhguar i miellit të farës dhe humbja e aktivitetit insekticid kur mielli i farës së mustardës xhuxh u trajtua me nxehtësi përpara përdorimit.Trajtimi termik pritet të shkatërrojë enzimat hidrolitike që aktivizojnë glukozinolatet, duke parandaluar kështu formimin e izotiocianateve bioaktive.Ky është studimi i parë që konfirmon vetitë insekticide të pluhurit të farës së lakrës kundër mushkonjave në një mjedis ujor.
Ndër pluhurat e farës së testuar, pluhuri i farës së lakërishtës (Ls) ishte më toksiku, duke shkaktuar vdekshmëri të lartë të Aedes albopictus.Larvat e Aedes aegypti u përpunuan vazhdimisht për 24 orë.Tre pluhurat e mbetura të farave (PG, IG dhe DFP) kishin aktivitet më të ngadaltë dhe ende shkaktuan vdekshmëri të konsiderueshme pas 72 orësh trajtim të vazhdueshëm.Vetëm mielli i farës Ls përmbante sasi të konsiderueshme të glukozinolateve, ndërsa PG dhe DFP përmbanin myrosinase dhe IG përmbanin glukozinolat si glukozinolat kryesore (Tabela 1).Glukotropeolina hidrolizohet në BITC dhe sinalbina hidrolizohet në 4-HBITC61,62.Rezultatet tona të bioanalizimit tregojnë se si mielli i farës Ls ashtu edhe BITC sintetike janë shumë toksike për larvat e mushkonjave.Komponenti kryesor i miellit të farave PG dhe DFP është glukozinolati i myrosinase, i cili hidrolizohet në AITC.AITC është efektiv në vrasjen e larvave të mushkonjave me një vlerë LC50 prej 19.35 ppm.Krahasuar me AITC dhe BITC, izotiocianati 4-HBITC është më pak toksiku për larvat.Megjithëse AITC është më pak toksik se BITC, vlerat e tyre LC50 janë më të ulëta se shumë vajra esencialë të testuar në larvat e mushkonjave32,73,74,75.
Pluhuri ynë i farës së kryqëzuar për përdorim kundër larvave të mushkonjave përmban një glukozinolate kryesore, që përbën mbi 98-99% të totalit të glukozinolateve të përcaktuara nga HPLC.U zbuluan sasi gjurmë të glukozinolateve të tjera, por nivelet e tyre ishin më pak se 0.3% e totalit të glukozinolateve.Pluhuri i farës së lakërishtës (L. sativum) përmban glukozinolate dytësore (sinigrin), por përqindja e tyre është 1% e totalit të glukozinolateve dhe përmbajtja e tyre është ende e parëndësishme (rreth 0,4 mg/g pluhur farë).Megjithëse PG dhe DFP përmbajnë të njëjtin glukozinolat kryesor (myrosin), aktiviteti larvicidal i vakteve të farave të tyre ndryshon ndjeshëm për shkak të vlerave të tyre LC50.Ndryshon në toksicitet ndaj mykut pluhur.Shfaqja e larvave Aedes aegypti mund të jetë për shkak të ndryshimeve në aktivitetin e myrosinazës ose stabilitetin midis dy ushqimeve të farës.Aktiviteti i mirosinazës luan një rol të rëndësishëm në biodisponibilitetin e produkteve të hidrolizës si izotiocianatet në bimët Brassicaceae76.Raportet e mëparshme nga Pocock et al.77 dhe Wilkinson et al.78 kanë treguar se ndryshimet në aktivitetin dhe stabilitetin e myrosinazës mund të shoqërohen gjithashtu me faktorë gjenetikë dhe mjedisorë.
Përmbajtja e pritshme e izotiocianatit bioaktive u llogarit në bazë të vlerave LC50 të çdo mielli të farës në 24 dhe 72 orë (Tabela 5) për krahasim me aplikimet kimike përkatëse.Pas 24 orësh, izotiocianatet në miellin e farës ishin më toksike se komponimet e pastra.Vlerat LC50 të llogaritura në bazë të pjesëve për milion (ppm) të trajtimeve të farës izotiocianate ishin më të ulëta se vlerat LC50 për aplikimet BITC, AITC dhe 4-HBITC.Ne vëzhguam larvat që konsumonin peletat e miellit të farës (Figura 3A).Rrjedhimisht, larvat mund të marrin ekspozim më të përqendruar ndaj izotiocianateve toksike duke gëlltitur peletat e miellit të farës.Kjo ishte më e dukshme në trajtimet e vaktit të farës IG dhe PG në ekspozimin 24-orësh, ku përqendrimet e LC50 ishin përkatësisht 75% dhe 72% më të ulëta se trajtimet e pastërta AITC dhe 4-HBITC.Trajtimet Ls dhe DFP ishin më toksike se izotiocianati i pastër, me vlerat e LC50 përkatësisht 24% dhe 41% më të ulëta.Larvat në trajtimin e kontrollit u pupën me sukses (Fig. 3B), ndërsa shumica e larvave në trajtimin e miellit të farës nuk u pupësuan dhe zhvillimi i larvave u vonua ndjeshëm (Fig. 3B,D).Në Spodopteralitura, izotiocianatet shoqërohen me vonesë të rritjes dhe me vonesë zhvillimi79.
Larvat e Ae.Mushkonjat Aedes aegypti u ekspozuan vazhdimisht ndaj pluhurit të farës Brassica për 24-72 orë.(A) Larvat e ngordhura me grimca të miellit të farës në pjesët e gojës (të rrethuara);(B) Trajtimi i kontrollit (dH20 pa miell farash të shtuar) tregon se larvat rriten normalisht dhe fillojnë të pupëzohen pas 72 orësh (C, D) Larvat e trajtuara me miell farash;mielli i farës tregoi ndryshime në zhvillim dhe nuk u pupësua.
Ne nuk kemi studiuar mekanizmin e efekteve toksike të izotiocianateve në larvat e mushkonjave.Megjithatë, studimet e mëparshme në milingonat e kuqe të zjarrit (Solenopsis invicta) kanë treguar se frenimi i glutathione S-transferazës (GST) dhe esterazës (EST) është mekanizmi kryesor i bioaktivitetit të izotiocianatit dhe AITC, edhe në aktivitet të ulët, mund të pengojë gjithashtu aktivitetin e GST. .milingonat e kuqe të importuara të zjarrit në përqendrime të ulëta.Doza është 0,5 µg/ml80.Në të kundërt, AITC frenon acetilkolinesterazën në kërpudhat e misrit të rritur (Sitophilus zeamais)81.Studime të ngjashme duhet të kryhen për të sqaruar mekanizmin e aktivitetit të izotiocianatit në larvat e mushkonjave.
Ne përdorim trajtimin DFP të inaktivuar nga nxehtësia për të mbështetur propozimin që hidroliza e glukozinolateve të bimëve për të formuar izotiocianate reaktive shërben si një mekanizëm për kontrollin e larvave të mushkonjave me miellin e farës së mustardës.Mielli i farës DFP-HT nuk ishte toksik në shkallën e aplikimit të testuar.Lafarga etj.82 raportuan se glukozinolatet janë të ndjeshme ndaj degradimit në temperatura të larta.Trajtimi termik pritet gjithashtu të denatyrojë enzimën e myrosinazës në miellin e farës dhe të parandalojë hidrolizën e glukozinolateve për të formuar izotiocianate reaktive.Kjo u konfirmua edhe nga Okunade et al.75 tregoi se myrosinase është e ndjeshme ndaj temperaturës, duke treguar se aktiviteti i myrosinase ishte plotësisht i çaktivizuar kur farat e mustardës, mustardës së zezë dhe rrënjëve të gjakut u ekspozuan ndaj temperaturave mbi 80 °.C. Këta mekanizma mund të rezultojnë në humbjen e aktivitetit insekticid të miellit të farës DFP të trajtuar me nxehtësi.
Kështu, mielli i farës së mustardës dhe tre izotiocianatet e tij kryesore janë toksike për larvat e mushkonjave.Duke pasur parasysh këto dallime midis miellit të farës dhe trajtimeve kimike, përdorimi i miellit të farës mund të jetë një metodë efektive për kontrollin e mushkonjave.Ekziston nevoja për të identifikuar formulimet e përshtatshme dhe sistemet efektive të shpërndarjes për të përmirësuar efikasitetin dhe qëndrueshmërinë e përdorimit të pluhurave të farës.Rezultatet tona tregojnë përdorimin e mundshëm të miellit të farës së mustardës si një alternativë ndaj pesticideve sintetike.Kjo teknologji mund të bëhet një mjet inovativ për kontrollin e vektorëve të mushkonjave.Për shkak se larvat e mushkonjave lulëzojnë në mjedise ujore dhe glukozinolatet e miellit të farës konvertohen në mënyrë enzimatike në izotiocianate aktive pas hidratimit, përdorimi i miellit të farës së mustardës në ujin e infektuar nga mushkonjat ofron një potencial të konsiderueshëm kontrolli.Megjithëse aktiviteti larvicid i izotiocianateve ndryshon (BITC > AITC > 4-HBITC), nevojiten më shumë kërkime për të përcaktuar nëse kombinimi i miellit të farës me glukozinolate të shumta rrit në mënyrë sinergjike toksicitetin.Ky është studimi i parë që demonstron efektet insekticidale të miellit të farave të kryqëzuara të çyndyrosur dhe të tre izotiocianateve bioaktive te mushkonjat.Rezultatet e këtij studimi hapin terren të ri duke treguar se mielli i farave të lakrës së yndyrshëm, një nënprodukt i nxjerrjes së vajit nga farat, mund të shërbejë si një agjent premtues larvicid për kontrollin e mushkonjave.Ky informacion mund të ndihmojë në zbulimin e mëtejshëm të agjentëve të biokontrollit të bimëve dhe zhvillimin e tyre si biopesticide të lira, praktike dhe miqësore me mjedisin.
Të dhënat e gjeneruara për këtë studim dhe analizat që rezultojnë janë në dispozicion nga autori përkatës me kërkesë të arsyeshme.Në përfundim të studimit u shkatërruan të gjitha materialet e përdorura në studim (insektet dhe mielli i farave).
Koha e postimit: 29 korrik 2024