За ефективноконтролирајте ги комарцитеи намалување на инциденцата на болестите што ги носат, потребни се стратешки, одржливи и еколошки алтернативи на хемиските пестициди.Ги проценивме оброците од семиња од одредени Brassicaceae (фамилија Brassica) како извор на изотиоцијанати добиени од растително потекло, произведени со ензимска хидролиза на биолошки неактивни глукозинолати за употреба во контролата на египетските Aedes (L., 1762).Оброк со пет обезмастени семиња (Brassica juncea (L) Czern., 1859, Lepidium sativum L., 1753, Sinapis alba L., 1753, Thlaspi arvense L., 1753 и Thlaspi arvense – три главни типа на термичка деактивација и ензимска деактивација производи За да се одреди токсичноста (LC50) на алил изотиоцијанат, бензил изотиоцијанат и 4-хидроксибензилизотиоцијанат за ларвите на Aedes aegypti при 24-часовна изложеност = 0,04 g/120 ml dH2O).Вредности на LC50 за сенф, бел сенф и конска опашка.брашно од семе беше 0,05, 0,08 и 0,05 соодветно во споредба со алил изотиоцијанат (LC50 = 19,35 ppm) и 4.Овие резултати се во согласност со производството на брашно од семе од луцерка.Поголемата ефикасност на бензил естерите одговара на пресметаните вредности на LC50.Користењето брашно од семки може да обезбеди ефикасен метод за контрола на комарците.ефективноста на прашокот од крстовидно семе и неговите главни хемиски компоненти против ларвите на комарците и покажува како природните соединенија во прав од крстовидно семе може да послужат како ветувачки еколошки ларвицид за контрола на комарците.
Векторските болести предизвикани од комарците Aedes остануваат главен глобален јавно здравствен проблем.Инциденцата на болестите што ги пренесуваат комарците се шири географски1,2,3 и повторно се појавува, што доведува до појава на тешки болести4,5,6,7.Ширењето на болести меѓу луѓето и животните (на пример, чикунгуња, денга, треска од долината Рифт, жолта треска и вирус Зика) е без преседан.Само денга треската става приближно 3,6 милијарди луѓе на ризик од инфекција во тропските предели, при што се проценува дека 390 милиони инфекции се случуваат годишно, што резултира со 6.100-24.300 смртни случаи годишно8.Повторното појавување и избувнувањето на вирусот Зика во Јужна Америка го привлече светското внимание поради оштетувањето на мозокот што го предизвикува кај децата родени од заразени жени2.Кремер и соработниците 3 предвидуваат дека географскиот опсег на комарците Aedes ќе продолжи да се шири и дека до 2050 година, половина од светската популација ќе биде изложена на ризик од инфекција со арбовируси што ги пренесуваат комарците.
Со исклучок на неодамна развиените вакцини против денга и жолта треска, вакцините против повеќето болести што ги пренесуваат комарците сè уште не се развиени9,10,11.Вакцините сè уште се достапни во ограничени количини и се користат само во клинички испитувања.Контролата на вектори на комарци со користење на синтетички инсектициди е клучна стратегија за контрола на ширењето на болестите што ги пренесуваат комарците12,13.Иако синтетичките пестициди се ефикасни во убивањето на комарците, континуираната употреба на синтетички пестициди негативно влијае на нецелните организми и ја загадува животната средина14,15,16.Уште поалармантен е трендот на зголемување на отпорноста на комарците на хемиски инсектициди17,18,19.Овие проблеми поврзани со пестицидите ја забрзаа потрагата по ефективни и еколошки алтернативи за контрола на векторите на болеста.
Различни растенија се развиени како извори на фитопестициди за контрола на штетници20,21.Растителните супстанции се генерално еколошки, бидејќи се биоразградливи и имаат мала или занемарлива токсичност за нецелните организми како што се цицачите, рибите и водоземците20,22.Познато е дека растителните препарати произведуваат различни биоактивни соединенија со различни механизми на дејство за ефикасно контролирање на различните животни фази на комарците23,24,25,26.Соединенијата од растително потекло, како што се есенцијалните масла и другите активни растителни состојки, привлекоа внимание и го отворија патот за иновативни алатки за контрола на векторите на комарци.Етеричните масла, монотерпените и сесквитерпените делуваат како репеленти, прехранбени средства за исхрана и убициди27,28,29,30,31,32,33.Многу растителни масла предизвикуваат смрт на ларви од комарци, кукли и возрасни34,35,36, што влијае на нервниот, респираторниот, ендокриниот и другите важни системи на инсектите37.
Неодамнешните студии дадоа увид во потенцијалната употреба на растенијата од синап и нивните семиња како извор на биоактивни соединенија.Оброкот од семето од синап е тестиран како биофумигант38,39,40,41 и се користи како дополнување на почвата за сузбивање на плевелот42,43,44 и контрола на патогени на растенијата кои се пренесуваат во почвата45,46,47,48,49,50, исхрана на растенијата.нематоди 41,51, 52, 53, 54 и штетници 55, 56, 57, 58, 59, 60. Фунгицидната активност на овие прашоци од семиња се припишува на растителните заштитни соединенија наречени изотиоцијанати38,42,60.Во растенијата, овие заштитни соединенија се складираат во растителните клетки во форма на небиоактивни глукозинолати.Меѓутоа, кога растенијата се оштетени од хранење со инсекти или патоген инфекција, глукозинолатите се хидролизираат со мирозиназа во биоактивни изотиоцијанати55,61.Изотиоцијанати се испарливи соединенија за кои е познато дека имаат антимикробна и инсектицидна активност со широк спектар, а нивната структура, биолошка активност и содржина варираат во голема мера меѓу видовите Brassicaceae42,59,62,63.
Иако е познато дека изотиоцијанати добиени од брашно од семе од синап имаат инсектицидна активност, недостасуваат податоци за биолошката активност против медицински важни вектори на членконоги.Нашата студија ја испитуваше ларвицидната активност на четири обезмастени прашоци од семиња против комарците Aedes.Ларви на Aedes aegypti.Целта на студијата беше да се оцени нивната потенцијална употреба како еколошки биопестициди за контрола на комарците.Три главни хемиски компоненти на брашното од семето, алил изотиоцијанат (AITC), бензил изотиоцијанат (BITC) и 4-хидроксибензилизотиоцијанат (4-HBITC) исто така беа тестирани за да се тестира биолошката активност на овие хемиски компоненти на ларви од комарци.Ова е прв извештај за евалуација на ефикасноста на четири прашоци од семки од зелка и нивните главни хемиски компоненти против ларви од комарци.
Лабораториските колонии на Aedes aegypti (сој на Рокфелер) се одржуваа на 26°C, 70% релативна влажност (RH) и 10:14 часа (L:D фотопериод).Спарените женки беа сместени во пластични кафези (висина 11 cm и дијаметар 9,5 cm) и се хранеа преку систем за хранење со шише користејќи цитратна говедска крв (HemoStat Laboratories Inc., Dixon, CA, USA).Хранењето со крв беше спроведено како и обично со помош на мембрански повеќестаклен хранител (Chemglass, Life Sciences LLC, Vineland, NJ, USA) поврзан со циркулациона цевка за водена бања (HAAKE S7, Thermo-Scientific, Waltham, MA, USA) со температура контрола на 37 °C.Истегнете филм од Parafilm M на дното на секоја комора за довод на стакло (површина 154 mm2).Секоја фидер потоа беше поставена на горната решетка што го покрива кафезот во кој се наоѓа женката за парење.Приближно 350-400 μl говедска крв беа додадени во инка за хранење стакло со помош на пастер пипета (Fishebrand, Fisher Scientific, Waltham, MA, САД) и на возрасните црви им беше дозволено да се исцедат најмалку еден час.На бремените женки потоа им беше даден 10% раствор на сахароза и им беше дозволено да положат јајца на влажна филтер-хартија обложена во поединечни ултра-чисти чаши за суфле (големина од 1,25 ml, Dart Container Corp., Mason, MI, САД).кафез со вода.Ставете филтер хартија што содржи јајца во затворена кеса (SC Johnsons, Racine, WI) и чувајте ја на 26°C.Јајцата беа изведени и приближно 200-250 ларви беа одгледани во пластични послужавници кои содржат мешавина од зајачко џвакање (ZuPreem, Premium Natural Products, Inc., Mission, KS, USA) и црн дроб во прав (MP Biomedicals, LLC, Solon, OH, САД).и филе од риба (TetraMin, Tetra GMPH, Meer, Германија) во сооднос 2:1:1.Ларвите од доцната трета фаза беа користени во нашите биоанализи.
Материјалот од растителен семе користен во оваа студија е добиен од следните комерцијални и владини извори: Brassica juncea (кафеав сенф-пацифичко злато) и Brassica juncea (бел сенф-Ида злато) од Пацифичката северозападна фармерска соработка, државата Вашингтон, САД;(Garden Cress) од Kelly Seed and Hardware Co., Peoria, IL, USA и Thlaspi arvense (Field Pennycress-Elisabeth) од USDA-ARS, Peoria, IL, САД;Ниту едно од семето користено во студијата не беше третирано со пестициди.Целиот семенски материјал беше обработен и користен во оваа студија во согласност со локалните и националните регулативи и во согласност со сите релевантни локални државни и национални регулативи.Оваа студија не ги испита трансгенските растителни сорти.
Семето Brassica juncea (PG), луцерка (Ls), бел сенф (IG), Thlaspi arvense (DFP) се мелени до ситен прав со помош на ултрацентрифугална мелница Retsch ZM200 (Retsch, Haan, Германија) опремена со мрежа од 0,75 mm и нерѓосувачки челичен ротор, 12 заби, 10.000 вртежи во минута (Табела 1).Прашокот од меленото семе беше префрлен во хартиена напрсток и обезмастена со хексан во апарат Сокслет 24 часа.Потпримерок од обезмастениот полски сенф беше термички обработен на 100 °C за 1 час за да се денатурира мирозиназата и да се спречи хидролиза на глукозинолатите за да се формираат биолошки активни изотиоцијанати.Топлински обработен прашок од семе од конска опашка (DFP-HT) се користеше како негативна контрола со денатурирање на мирозиназата.
Содржината на глукозинолат во обезмастениот оброк од семиња беше одредена во три примероци со користење на течна хроматографија со високи перформанси (HPLC) според претходно објавен протокол 64 .Накратко, 3 mL метанол се додадени во примерок од 250 mg од обезмастено семе во прав.Секој примерок беше сунциониран во водена бања 30 минути и оставен во мрак на 23°C 16 часа.Аликвотот од 1 mL од органскиот слој потоа се филтрира преку филтер од 0,45 μm во автосемплер.Работејќи на систем Shimadzu HPLC (две пумпи LC 20AD; SIL 20A авто-семплер; DGU 20As дегазиран; SPD-20A UV-VIS детектор за следење на 237 nm; и CBM-20A комуникациски магистрален модул), беше одредена содржината на глукозинолат во семето во три примероци.со користење на софтверот Shimadzu LC Solution верзија 1.25 (Shimadzu Corporation, Колумбија, MD, САД).Колоната беше C18 Inertsil колона со обратна фаза (250 mm × 4,6 mm; RP C-18, ODS-3, 5u; GL Sciences, Torrance, CA, САД).Почетните услови за мобилна фаза беа поставени на 12% метанол/88% 0,01 М тетрабутиламониум хидроксид во вода (TBAH; Сигма-Олдрич, Сент Луис, MO, САД) со брзина на проток од 1 mL/min.По инјектирање на 15 μl примерок, почетните услови се одржуваа 20 минути, а потоа односот на растворувачите беше прилагоден на 100% метанол, со вкупно време на анализа на примерокот од 65 минути.Стандардна крива (на основа на nM/mAb) беше генерирана со сериски разредувања на свежо подготвени стандарди за синапин, глукозинолат и мирозин (Sigma-Oldrich, St. Louis, MO, САД) за да се процени содржината на сулфур во обезмастениот оброк од семе.глукозинолати.Концентрациите на глукозинолат во примероците беа тестирани на Agilent 1100 HPLC (Agilent, Santa Clara, CA, USA) користејќи ја верзијата OpenLAB CDS ChemStation (C.01.07 SR2 [255]) опремена со истата колона и користејќи претходно опишан метод.Утврдени се концентрациите на глукозинолат;да бидат споредливи меѓу HPLC системи.
Алил изотиоцијанат (94%, стабилен) и бензил изотиоцијанат (98%) беа купени од Fisher Scientific (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, САД).4-хидроксибензилизотиоцијанат е купен од ChemCruz (Santa Cruz Biotechnology, CA, САД).Кога ензимски се хидролизираат со мирозиназа, глукозинолатите, глукозинолатите и глукозинолатите формираат алил изотиоцијанат, бензил изотиоцијанат и 4-хидроксибензилизотиоцијанат, соодветно.
Лабораториските биоанализи беа направени според методот на Muturi et al.32 со модификации.Во студијата беа користени пет храни со семиња со малку маснотии: DFP, DFP-HT, IG, PG и Ls.Дваесет ларви беа ставени во тринасочна чаша за еднократна употреба од 400 mL (VWR International, LLC, Radnor, PA, USA) која содржи 120 mL дејонизирана вода (dH2O).Седум концентрации на брашно од семиња беа тестирани за токсичност од ларви од комарци: 0,01, 0,02, 0,04, 0,06, 0,08, 0,1 и 0,12 g брашно од семки/120 ml dH2O за брашно од семиња DFP, DFP-HPGT, IG и IG.Прелиминарните биоанализи покажуваат дека обезмастеното брашно од семето Ls е потоксично од четирите други тестирани брашно од семиња.Затоа, ги приспособивме седумте концентрации на третман на брашно од семе од Ls на следните концентрации: 0,015, 0,025, 0,035, 0,045, 0,055, 0,065 и 0,075 g/120 mL dH2O.
Беше вклучена нетретирана контролна група (dH20, без додаток на брашно од семе) за да се процени нормалната смртност од инсекти во услови на анализа.Токсиколошките биоанализи за секој оброк од семиња опфатија три реплики чаши со три падини (20 ларви од доцна трета старост по чаша), за вкупно 108 вијали.Третираните контејнери беа складирани на собна температура (20-21°C) и смртноста на ларвите беше забележана во текот на 24 и 72 часа континуирана изложеност на концентрациите на третман.Ако телото и додатоците на комарецот не се поместуваат при пробивање или допир со тенка шпатула од нерѓосувачки челик, ларвите на комарецот се сметаат за мртви.Мртвите ларви обично остануваат неподвижни во дорзална или вентрална положба на дното на контејнерот или на површината на водата.Експериментот беше повторен три пати во различни денови користејќи различни групи ларви, за вкупно 180 ларви изложени на секоја концентрација на третман.
Токсичноста на AITC, BITC и 4-HBITC за ларвите на комарците беше проценета со користење на истата процедура на биоесеј, но со различни третмани.Подгответе раствори од 100.000 ppm за секоја хемикалија со додавање 100 µL од хемикалијата на 900 µL апсолутен етанол во цевче со центрифуга од 2 mL и протресете 30 секунди за да се измеша темелно.Концентрациите на третманот беа одредени врз основа на нашите прелиминарни биоанализи, кои покажаа дека BITC е многу потоксичен од AITC и 4-HBITC.За да се одреди токсичноста, 5 концентрации на BITC (1, 3, 6, 9 и 12 ppm), 7 концентрации на AITC (5, 10, 15, 20, 25, 30 и 35 ppm) и 6 концентрации на 4-HBITC (15 , 15, 20, 25, 30 и 35 ppm).30, 45, 60, 75 и 90 ppm).Контролниот третман беше инјектиран со 108 μL апсолутен етанол, што е еквивалентно на максималниот волумен на хемискиот третман.Биоанализите беа повторени како погоре, изложувајќи вкупно 180 ларви по концентрација на третман.Смртноста на ларвите беше забележана за секоја концентрација на AITC, BITC и 4-HBITC по 24 часа континуирана изложеност.
Пробитната анализа на 65 податоци за смртност поврзани со дозата беше изведена со користење на софтверот Polo (Polo Plus, LeOra Software, верзија 1.0) за да се пресмета 50% смртоносна концентрација (LC50), 90% смртоносна концентрација (LC90), наклон, коефициент на смртоносна доза и 95 % смртоносна концентрација.врз основа на интервали на доверба за сооднос на смртоносни дози за лог-трансформирана концентрација и криви на доза-морталитет.Податоците за смртност се засноваат на комбинирани реплика на податоци од 180 ларви изложени на секоја концентрација на третман.Веројатните анализи беа направени посебно за секој оброк од семки и секоја хемиска компонента.Врз основа на интервалот на доверливост од 95% на соодносот на смртоносната доза, токсичноста на брашното од семе и хемиските состојки за ларвите на комарците се сметаше за значително различна, така што интервалот на доверба што содржи вредност 1 не беше значително различен, P = 0,0566.
Резултатите од HPLC за определување на главните глукозинолати во брашно од обезмастени семиња DFP, IG, PG и Ls се наведени во Табела 1. Главните глукозинолати во тестираните брашно од семиња варираат со исклучок на DFP и PG, кои содржеле мирозиназа глукозинолати.Содржината на мирозинин во PG беше повисока отколку во DFP, 33,3 ± 1,5 и 26,5 ± 0,9 mg/g, соодветно.Прашокот од семето Ls содржеше 36,6 ± 1,2 mg/g глукогликон, додека IG семето во прав содржеше 38,0 ± 0,5 mg/g синапин.
Ларви на Ae.Комарците Aedes aegypti беа убиени кога беа третирани со обезмастено брашно од семиња, иако ефективноста на третманот варираше во зависност од растителниот вид.Само DFP-NT не беше токсичен за ларвите на комарците по 24 и 72 часа од изложувањето (Табела 2).Токсичноста на активниот прав од семето се зголемува со зголемување на концентрацијата (сл. 1А, Б).Токсичноста на брашното од семето на ларвите од комарци значително варира врз основа на 95% CI од односот на смртоносната доза на вредностите на LC50 при 24-часовни и 72-часовни проценки (Табела 3).По 24 часа, токсичниот ефект на брашно од семе од Ls беше поголем од другите третмани со брашно од семе, со најголема активност и максимална токсичност за ларвите (LC50 = 0,04 g/120 ml dH2O).Ларвите беа помалку чувствителни на DFP на 24 часа во споредба со третманите со IG, Ls и PG семе во прав, со вредности на LC50 од 0,115, 0,04 и 0,08 g/120 ml dH2O соодветно, кои беа статистички повисоки од вредноста на LC50.0,211 g/120 ml dH2O (Табела 3).Вредностите на LC90 на DFP, IG, PG и Ls беа 0,376, 0,275, 0,137 и 0,074 g/120 ml dH2O, соодветно (Табела 2).Највисоката концентрација на DPP беше 0,12 g/120 ml dH2O.По 24 часа проценка, просечната смртност на ларвите беше само 12%, додека просечната смртност на ларвите IG и PG достигна 51% и 82%, соодветно.По 24 часа евалуација, просечната смртност на ларвите за највисока концентрација на третман со брашно од семе од Ls (0,075 g/120 ml dH2O) беше 99% (сл. 1А).
Кривите на смртност беа проценети од одговорот на дозата (Probit) на Ae.Египетските ларви (ларви од трета фаза) до концентрацијата на брашно од семиња 24 часа (А) и 72 часа (Б) по третманот.Испрекината линија го претставува LC50 на третманот со брашно од семиња.DFP Thlaspi arvense, DFP-HT инактивиран со топлина Thlaspi arvense, IG Sinapsis alba (Ida Gold), PG Brassica juncea (пацифичко злато), Ls Lepidium sativum.
При 72-часовна евалуација, вредностите на LC50 на оброкот од семиња DFP, IG и PG беа 0,111, 0,085 и 0,051 g/120 ml dH2O, соодветно.Речиси сите ларви изложени на брашно од семе од Ls умреле по 72 часа изложеност, така што податоците за смртноста не биле во согласност со анализата на Пробит.Во споредба со други оброци од семиња, ларвите беа помалку чувствителни на третман со брашно од семе DFP и имаа статистички повисоки вредности на LC50 (Табели 2 и 3).По 72 часа, вредностите на LC50 за третманите со оброци од семиња DFP, IG и PG беа проценети на 0,111, 0,085 и 0,05 g/120 ml dH2O, соодветно.По 72 часа евалуација, вредностите на LC90 на прашоци од семе DFP, IG и PG беа 0,215, 0,254 и 0,138 g/120 ml dH2O, соодветно.По 72 часа евалуација, просечната смртност на ларвите за третманите со оброци од семиња DFP, IG и PG при максимална концентрација од 0,12 g/120 ml dH2O беше 58%, 66% и 96%, соодветно (сл. 1B).По 72-часовна евалуација, беше откриено дека оброкот од PG семе е потоксичен од оброкот од семето од IG и DFP.
Синтетичките изотиоцијанати, алил изотиоцијанат (AITC), бензил изотиоцијанат (BITC) и 4-хидроксибензилизотиоцијанат (4-HBITC) можат ефикасно да ги убијат ларвите на комарците.На 24 часа по третманот, BITC беше потоксичен за ларвите со вредност LC50 од 5,29 ppm во споредба со 19,35 ppm за AITC и 55,41 ppm за 4-HBITC (Табела 4).Во споредба со AITC и BITC, 4-HBITC има помала токсичност и повисока вредност LC50.Постојат значителни разлики во токсичноста на ларвите на комарците на двата главни изотиоцијанати (Ls и PG) во најмоќниот оброк од семиња.Токсичноста врз основа на односот на смртоносната доза на вредностите на LC50 помеѓу AITC, BITC и 4-HBITC покажа статистичка разлика, таква што 95% CI од односот на смртоносната доза LC50 не вклучува вредност од 1 (P = 0,05, Табела 4).Се проценува дека највисоките концентрации на BITC и AITC убиваат 100% од тестираните ларви (Слика 2).
Кривите на смртност беа проценети од одговорот на дозата (Probit) на Ae.24 часа по третманот, египетските ларви (ларви од трета фаза) достигнаа концентрации на синтетички изотиоцијанат.Испрекината линија го претставува LC50 за третман со изотиоцијанати.Бензил изотиоцијанат BITC, алил изотиоцијанат AITC и 4-HBITC.
Употребата на растителни биопестициди како агенси за контрола на вектори на комарци е долго време проучувана.Многу растенија произведуваат природни хемикалии кои имаат инсектицидна активност37.Нивните биоактивни соединенија обезбедуваат атрактивна алтернатива на синтетичките инсектициди со голем потенцијал во контролирањето на штетниците, вклучувајќи ги и комарците.
Растенијата од синап се одгледуваат како култура за нивните семиња, се користат како зачин и извор на масло.Кога маслото од синап се екстрахира од семето или кога сенфот се екстрахира за употреба како биогориво, 69 нуспроизводот е обезмастено брашно од семе.Овој оброк од семки задржува многу од неговите природни биохемиски компоненти и хидролитички ензими.Токсичноста на овој оброк од семе се припишува на производството на изотиоцијанати55,60,61.Изотиоцијанати се формираат со хидролиза на глукозинолати од ензимот мирозиназа за време на хидратација на брашно од семе38,55,70 и се познати по тоа што имаат фунгицидни, бактерицидни, нематицидни и инсектицидни ефекти, како и други својства вклучувајќи хемиски сензорни ефекти и хемотерапевтски својства62,61, 70.Неколку студии покажаа дека растенијата од синап и брашно од семиња делуваат ефикасно како фумиганти против штетниците на почвата и складираната храна57,59,71,72.Во оваа студија, ја проценивме токсичноста на брашното со четири семиња и неговите три биоактивни производи AITC, BITC и 4-HBITC за ларвите на комарците Aedes.Aedes aegypti.Додавањето брашно од семе директно во вода што содржи ларви од комарци се очекува да ги активира ензимските процеси кои произведуваат изотиоцијанати кои се токсични за ларвите на комарците.Оваа биотрансформација беше делумно докажана со набљудуваната ларвицидна активност на брашното од семето и губењето на инсектицидната активност кога оброкот од семе од џуџест синап беше термички обработен пред употреба.Се очекува термичката обработка да ги уништи хидролитичките ензими кои ги активираат глукозинолатите, со што ќе се спречи формирањето на биоактивни изотиоцијанати.Ова е прва студија која ги потврдува инсектицидните својства на прав од семе од зелка против комарци во водена средина.
Помеѓу тестираните прашоци од семе, прашокот од семе од крес (Ls) беше најтоксичен, предизвикувајќи висока смртност од Aedes albopictus.Ларвите на Aedes aegypti беа обработувани континуирано 24 часа.Останатите три прашоци од семе (PG, IG и DFP) имаа побавна активност и сепак предизвикаа значителна смртност по 72 часа континуиран третман.Само оброк од семе од Ls содржел значителни количини на глукозинолати, додека PG и DFP содржеле мирозиназа и IG содржеле глукозинолат како главен глукозинолат (Табела 1).Глукотропеолинот се хидролизира до BITC, а синалбинот се хидролизира до 4-HBITC61,62.Нашите резултати од биоанализа покажуваат дека и оброците од Ls семиња и синтетичкиот BITC се многу токсични за ларвите на комарците.Главната компонента на PG и DFP семенскиот оброк е мирозиназа глукозинолат, кој се хидролизира до AITC.AITC е ефикасен за убивање на ларви од комарци со вредност LC50 од 19,35 ppm.Во споредба со AITC и BITC, 4-HBITC изотиоцијанат е најмалку токсичен за ларвите.Иако AITC е помалку токсичен од BITC, нивните вредности на LC50 се пониски од многу есенцијални масла тестирани на ларви од комарци32,73,74,75.
Нашиот прав од крстовидно семе за употреба против ларви од комарци содржи еден главен глукозинолат, кој сочинува над 98-99% од вкупните глукозинолати како што е утврдено со HPLC.Беа откриени количини во трагови на други глукозинолати, но нивните нивоа беа помали од 0,3% од вкупните глукозинолати.Прашокот од семето на крес (L. sativum) содржи секундарни глукозинолати (синигрин), но нивниот сооднос е 1% од вкупните глукозинолати, а нивната содржина е сè уште незначителна (околу 0,4 mg/g прашок од семе).Иако PG и DFP го содржат истиот главен глукозинолат (мирозин), ларвицидната активност на нивните оброци од семиња значително се разликува поради нивните LC50 вредности.Се разликува по токсичност за прашкаста мувла.Појавата на ларвите на Aedes aegypti може да се должи на разликите во активноста на мирозиназата или стабилноста помеѓу двете храни со семиња.Активноста на мирозиназата игра важна улога во биорасположивоста на производите за хидролиза како што се изотиоцијанати во растенијата Brassicaceae76.Претходните извештаи од Покок и сор.77 и Вилкинсон и сор.78 покажаа дека промените во активноста и стабилноста на мирозиназата, исто така, може да бидат поврзани со генетски и еколошки фактори.
Очекуваната содржина на биоактивен изотиоцијанат беше пресметана врз основа на вредностите на LC50 на секој оброк од семе во 24 и 72 часа (Табела 5) за споредба со соодветните хемиски апликации.По 24 часа, изотиоцијаните во брашното од семки беа потоксични од чистите соединенија.Вредностите на LC50 пресметани врз основа на делови на милион (ppm) од третманите на семето со изотиоцијанат беа пониски од вредностите на LC50 за апликациите BITC, AITC и 4-HBITC.Набљудивме ларви кои консумираат пелети од семенски брашно (Слика 3А).Следствено, ларвите може да добијат поконцентрирана изложеност на токсични изотиоцијанати со внесување пелети од семенски оброк.Ова беше најочигледно во третманите со оброци од семиња IG и PG при 24-часовна изложеност, каде што концентрациите на LC50 беа 75% и 72% пониски од чистите третмани со AITC и 4-HBITC, соодветно.Третманите со Ls и DFP беа потоксични од чистиот изотиоцијанат, со вредности на LC50 24% и 41% пониски, соодветно.Ларвите во контролниот третман успешно се пупираа (сл. 3Б), додека повеќето ларви во третманот со брашно од семиња не се куклираа и развојот на ларвите беше значително одложен (сл. 3Б, Г).Во Spodopteralitura, изотиоцијанати се поврзани со ретардација на растот и доцнење во развојот79.
Ларви на Ae.Комарците Aedes aegypti беа континуирано изложени на прав од семето Brassica 24-72 часа.(А) Мртви ларви со честички од брашно од семе во устите (заокружени);(Б) Контролниот третман (dH20 без додаден брашно од семе) покажува дека ларвите растат нормално и почнуваат да се куклираат по 72 часа (C, D) Ларви третирани со брашно од семе;оброкот од семки покажал разлики во развојот и не се куклирал.
Не го проучувавме механизмот на токсичните ефекти на изотиоцијанати врз ларвите на комарците.Сепак, претходните студии кај црвените мравки (Solenopsis invicta) покажаа дека инхибицијата на глутатион S-трансферазата (GST) и естеразата (EST) е главниот механизам на биоактивноста на изотиоцијанат, а AITC, дури и при мала активност, исто така може да ја инхибира активноста на GST .црвени увезени огнени мравки во ниски концентрации.Дозата е 0,5 µg/ml80.Спротивно на тоа, AITC ја инхибира ацетилхолинестеразата кај возрасни пченкари (Sitophilus zeamais)81.Мора да се спроведат слични студии за да се разјасни механизмот на активноста на изотиоцијанат кај ларвите на комарците.
Ние користиме третман со DFP инактивиран со топлина за да го поддржиме предлогот дека хидролизата на растителните глукозинолати за да се формираат реактивни изотиоцијанати служи како механизам за контрола на ларвите на комарците со брашно од семе од синап.Оброкот од семето DFP-HT не беше токсичен според тестираните стапки на апликација.Лафарга и сор.82 објавија дека глукозинолатите се чувствителни на разградување на високи температури.Се очекува и термичката обработка да го денатурира ензимот мирозиназа во брашно од семе и да ја спречи хидролизата на глукозинолатите за да формира реактивни изотиоцијанати.Ова го потврдија и Окунаде и сор.75 покажа дека мирозиназата е температурно чувствителна, покажувајќи дека активноста на мирозиназата била целосно деактивирана кога семето од сенф, црн сенф и од крвни корени биле изложени на температури над 80°.В. Овие механизми може да резултираат со губење на инсектицидната активност на термички обработениот оброк од семе од DFP.
Така, оброкот од семе од синап и неговите три главни изотиоцијанати се токсични за ларвите на комарците.Со оглед на овие разлики помеѓу брашно од семе и хемиски третмани, употребата на брашно од семе може да биде ефективен метод за контрола на комарците.Постои потреба да се идентификуваат соодветни формулации и ефективни системи за испорака за да се подобри ефикасноста и стабилноста на употребата на прашоци од семиња.Нашите резултати укажуваат на потенцијална употреба на брашно од семе од синап како алтернатива на синтетичките пестициди.Оваа технологија би можела да стане иновативна алатка за контролирање на вектори на комарци.Бидејќи ларвите на комарците напредуваат во водни средини и глукозинолатите од семенскиот оброк се ензимски конвертирани во активни изотиоцијанати по хидратацијата, употребата на брашно од семе од синап во вода нападната од комарци нуди значителен потенцијал за контрола.Иако ларвицидната активност на изотиоцијанати варира (BITC > AITC > 4-HBITC), потребни се повеќе истражувања за да се утврди дали комбинирањето на брашно од семе со повеќе глукозинолати синергетски ја зголемува токсичноста.Ова е прва студија која ги демонстрира инсектицидните ефекти на обезмастените обезмастени семиња и три биоактивни изотиоцијанати врз комарците.Резултатите од оваа студија пробиваат нова основа со тоа што покажаа дека обезмастениот оброк од семки од зелка, нуспроизвод на екстракција на масло од семињата, може да послужи како ветувачки ларвициден агенс за контрола на комарците.Оваа информација може да помогне во понатамошното откривање на агенси за биоконтрола на растенијата и нивниот развој како евтини, практични и еколошки биопестициди.
Збирките на податоци генерирани за оваа студија и добиените анализи се достапни од соодветниот автор на разумно барање.На крајот на студијата, сите материјали користени во студијата (инсекти и брашно од семиња) беа уништени.
Време на објавување: 29 јули 2024 година