Al efikekontroli moskitojnkaj redukti la efikon de malsanoj kiujn ili portas, necesas strategiaj, daŭrigeblaj kaj ekologiemaj alternativoj al kemiaj insekticidoj.Ni taksis semajn manĝojn de certaj Brassicaceae (familio Brassica) kiel fonton de plantdevenaj izotiocianatoj produktitaj per enzima hidrolizo de biologie neaktivaj glukozinolatoj por uzo en la kontrolo de egiptaj Aedes (L., 1762).Kvin-malgrasigita semmanĝo ( Brassica juncea (L) Czern., 1859, Lepidium sativum L., 1753, Sinapis alba L., 1753, Thlaspi arvense L., 1753 kaj Thlaspi arvense - tri ĉefaj specoj de termika malaktivigo kaj enzima degenero Kemia produktoj Por determini toksecon (LC50) de alilizotiocianato, benzilizotiocianato kaj 4-hidroksibenzilisotiocianato al larvoj de Aedes aegypti ĉe 24-hora eksponiĝo = 0,04 g/120 ml dH2O).LC50-valoroj por mustardo, blanka mustardo kaj ĉevalvosto.sema manĝo estis 0,05, 0,08 kaj 0,05 respektive kompare kun alilizotiocianato (LC50 = 19,35 ppm) kaj 4. -Hydroxybenzylisothiocyanate (LC50 = 55,41 ppm) estis pli toksa al larvoj per 24 horoj post traktado respektive ol 24 ml dH.Ĉi tiuj rezultoj estas kongruaj kun la produktado de luzerno sema faruno.La pli alta efikeco de benzilesteroj egalrilatas al la kalkulitaj LC50-valoroj.Uzi seman manĝon povas provizi efikan metodon de kontrolo de moskitoj.la efikeco de krucifera sema pulvoro kaj ĝiaj ĉefaj kemiaj komponantoj kontraŭ moskitolarvoj kaj montras kiel la naturaj komponaĵoj en krucifera sema pulvoro povas servi kiel promesplena ekologie amika larvicido por moskito kontrolo.
Vektor-portitaj malsanoj kaŭzitaj de Aedes-moskitoj restas grava tutmonda popolsanproblemo.La incidenco de moskito-portitaj malsanoj disvastiĝas geografie1,2,3 kaj reaperas, kondukante al eksplodoj de severa malsano4,5,6,7.La disvastiĝo de malsanoj inter homoj kaj bestoj (ekz., ĉikungunjo, dengo, Rift Valley-febro, flava febro kaj Zika viruso) estas senprecedenca.Dengue sole metas proksimume 3,6 miliardojn da homoj en riskon de infekto en la tropikoj, kun ĉirkaŭ 390 milionoj da infektoj okazantaj ĉiujare, rezultigante 6,100-24,300 mortojn jare8.La reapero kaj eksplodo de la viruso Zika en Sudameriko altiris tutmondan atenton pro la cerba damaĝo, kiun ĝi kaŭzas ĉe infanoj naskitaj de infektitaj virinoj2.Kremer et al 3 antaŭdiras ke la geografia intervalo de Aedes-moskitoj daŭre disetendiĝos kaj ke ĝis 2050, duono de la monda populacio estos en risko de infekto de moskito-portitaj arbovirusoj.
Escepte de la lastatempe ellaboritaj vakcinoj kontraŭ dengo kaj flava febro, vakcinoj kontraŭ la plej multaj moskitaj malsanoj ankoraŭ ne estis evoluigitaj9,10,11.Vakcinoj daŭre estas haveblaj en limigitaj kvantoj kaj estas nur uzitaj en klinikaj provoj.Kontrolo de moskitaj vektoroj uzantaj sintezajn insekticidojn estis ŝlosila strategio por kontroli la disvastiĝon de moskitaj malsanoj12,13.Kvankam sintezaj insekticidoj estas efikaj por mortigi moskitojn, la daŭra uzo de sintezaj insekticidoj negative influas necelajn organismojn kaj poluas la medion14,15,16.Eĉ pli alarma estas la tendenco pliigi moskitajn reziston al kemiaj insekticidoj17,18,19.Tiuj problemoj asociitaj kun insekticidoj akcelis la serĉon de efikaj kaj ekologiemaj alternativoj por kontroli malsanvektorojn.
Diversaj plantoj estis evoluigitaj kiel fontoj de fitopesticidoj por plago regado20,21.Plantaj substancoj estas ĝenerale ekologiemaj ĉar ili estas biodiserigeblaj kaj havas malaltan aŭ nekonsiderindan toksecon al necelaj organismoj kiel mamuloj, fiŝoj kaj amfibioj20,22.Oni scias, ke herbaj preparoj produktas diversajn bioaktivajn komponaĵojn kun malsamaj agadmekanismoj por efike kontroli malsamajn vivstadiojn de moskitoj23,24,25,26.Plant-devenaj kunmetaĵoj kiel ekzemple esencaj oleoj kaj aliaj aktivaj plantaj ingrediencoj akiris atenton kaj pavimis la vojon por novigaj iloj por kontroli moskitajn vektorojn.Esencaj oleoj, monoterpenoj kaj seskviterpenoj funkcias kiel forpuŝrimedoj, nutraj malkuraĝigoj kaj ovicidoj27,28,29,30,31,32,33.Multaj vegetalaj oleoj kaŭzas la morton de moskitaj larvoj, pupoj kaj plenkreskuloj34,35,36, influante la nervan, spiran, endokrinan kaj aliajn gravajn sistemojn de insektoj37.
Lastatempaj studoj disponigis sciojn pri la ebla uzo de mustardplantoj kaj iliaj semoj kiel fonto de bioaktivaj kunmetaĵoj.Mustarda semo-manĝo estis testita kiel biofumigante38,39,40,41 kaj uzata kiel grunda amendo por fiherbosubpremado42,43,44 kaj kontrolo de grundoportitaj plantpatogenoj45,46,47,48,49,50, plantnutrado.nematodoj 41,51, 52, 53, 54 kaj plagoj 55, 56, 57, 58, 59, 60. La fungicida agado de tiuj sempulvoroj estas atribuita al plantprotektaj komponaĵoj nomataj isotiocianatoj38,42,60.En plantoj, ĉi tiuj protektaj komponaĵoj estas stokitaj en plantĉeloj en formo de ne-bioaktivaj glukozinolatoj.Tamen, kiam plantoj estas difektitaj de insekta nutrado aŭ patogena infekto, glukozinolatoj estas hidroligitaj de mirosinazo en bioaktivajn izotiocianatojn55,61.Izotiocianatoj estas volatilaj kunmetaĵoj konataj havi larĝspektran antimikroban kaj insekticidan agadon, kaj ilia strukturo, biologia agado kaj enhavo varias vaste inter Brassicaceae specioj42,59,62,63.
Kvankam izotiocianatoj derivitaj de mustardemfaruno povas havi insekticidan agadon, datenoj pri biologia agado kontraŭ medicine gravaj artropodvektoroj mankas.Nia studo ekzamenis la larvicidan agadon de kvar sengrasaj semaj pulvoroj kontraŭ Aedes-moskitoj.Larvoj de Aedes aegypti.La celo de la studo estis taksi ilian eblan uzon kiel ekologiemaj biopesticidoj por moskitokontrolo.Tri gravaj kemiaj komponentoj de la semmanĝo, alilizotiocianato (AITC), benzilizotiocianato (BITC), kaj 4-hidroksibenzilisotiocianato (4-HBITC) ankaŭ estis testitaj por testi la biologian agadon de tiuj kemiaj komponentoj sur moskitolarvoj.Ĉi tiu estas la unua raporto por taksi la efikecon de kvar brasiksemaj pulvoroj kaj iliaj ĉefaj kemiaj komponantoj kontraŭ moskitaj larvoj.
Laboratoriaj kolonioj de Aedes aegypti (Rockefeller-trostreĉiĝo) estis konservitaj je 26 °C, 70% relativa humideco (RH) kaj 10:14 h (L:D fotoperiodo).Parigitaj inoj estis loĝigitaj en plastaj kaĝoj (alteco 11 cm kaj diametro 9.5 cm) kaj manĝitaj per botela manĝsistemo uzanta citratitan bovan sangon (HemoStat Laboratories Inc., Dixon, CA, Usono).Sanga nutrado estis farita kiel kutime per membrano plurvitra manĝilo (Chemglass, Life Sciences LLC, Vineland, NJ, Usono) ligita al cirkulanta akvobantubo (HAAKE S7, Thermo-Scientific, Waltham, MA, Usono) kun temperaturo. kontroli 37 °C.Etendi filmon de Parafilm M sur la fundon de ĉiu vitra manĝĉambro (areo 154 mm2).Ĉiu manĝilo tiam estis metita sur la supran kradon kovrantan la kaĝon enhavantan la sekspariĝan inon.Proksimume 350–400 μl da bova sango estis aldonitaj al vitra manĝofunelo per Pasteur pipeto (Fisherbrand, Fisher Scientific, Waltham, MA, Usono) kaj la plenkreskaj vermoj estis permesitaj dreniĝi dum almenaŭ unu horo.Gravedaj inoj tiam ricevis 10%-sakrozosolvon kaj permesis demeti ovojn sur humida filtrila papero kovrita en individuaj ultra-klaraj suffleotasoj (1.25 fl oz grandeco, Dart Container Corp., Mason, MI, Usono).kaĝo kun akvo.Metu filtrilan paperon enhavantan ovojn en sigelitan sakon (SC Johnsons, Racine, WI) kaj konservu je 26 °C.La ovoj estis elovitaj kaj proksimume 200-250 larvoj estis breditaj en plastaj pletoj enhavantaj miksaĵon de kuniklo-ĉomo (ZuPreem, Premium Natural Products, Inc., Mission, KS, Usono) kaj hepata pulvoro (MP Biomedicals, LLC, Solon, OH, USONO).kaj fiŝofileo (TetraMin, Tetra GMPH, Meer, Germanio) en proporcio de 2:1:1.Larvoj de la malfrua tria etapo estis uzataj en niaj biotestoj.
Planta sema materialo uzita en ĉi tiu studo estis akirita de la sekvaj komercaj kaj registaraj fontoj: Brassica juncea (bruna mustardo-Pacifika Oro) kaj Brassica juncea (blanka mustardo-Ida Oro) de la Pacifika Nordokcidenta Farmers' Kooperativo, Vaŝingtona Ŝtato, Usono;(Garden Cress) de Kelly Seed and Hardware Co., Peoria, IL, Usono kaj Thlaspi arvense (Field Pennycress-Elisabeth) de USDA-ARS, Peoria, IL, Usono;Neniu el la semoj uzitaj en la studo estis traktita per insekticidoj.Ĉiu sema materialo estis prilaborita kaj uzata en ĉi tiu studo laŭ lokaj kaj naciaj regularoj kaj konforme al ĉiuj koncernaj lokaj ŝtataj kaj naciaj regularoj.Ĉi tiu studo ne ekzamenis transgenajn plantvariaĵojn.
Brassica juncea (PG), Luzerno (Ls), Blanka mustardo (IG), Thlaspi arvense (DFP) semoj estis muelitaj al bona pulvoro uzante Retsch ZM200 ultracentrifugan muelejon (Retsch, Haan, Germanio) provizitan per 0.75 mm maŝo kaj Neoksidebla. ŝtalrotoro, 12 dentoj, 10,000 rpm (Tabelo 1).La muelita sempulvoro estis transdonita al paperfingringo kaj malgrasigita kun heksano en Soxhlet-aparato dum 24 h.Subprovaĵo de sengrasita kampmustardo estis varme traktita je 100 °C dum 1 h por denaturigi mirosinazon kaj malhelpi hidrolizon de glukozinolatoj por formi biologie aktivajn izotiocianatojn.Varmotraktita ĉevalvosta sema pulvoro (DFP-HT) estis uzata kiel negativa kontrolo per denaturado de mirosinazo.
Glukosinolatenhavo de malgrasigita sema manĝo estis determinita triope per alt-efikeca likva kromatografio (HPLC) laŭ antaŭe publikigita protokolo 64 .Mallonge, 3 mL da metanolo estis aldonitaj al 250 mg specimeno de malgrasigita sema pulvoro.Ĉiu specimeno estis sonikita en akvobano dum 30 minutoj kaj lasita en la mallumo je 23 °C dum 16 horoj.1 mL alikvoto de la organika tavolo tiam estis filtrita tra 0.45 μm filtrilo en aŭtomatan samplilon.Funkciante per Shimadzu HPLC-sistemo (du LC 20AD-pumpiloj; SIL 20A aŭtosamplilo; DGU 20As degasigilo; SPD-20A UV-VIS-detektilo por monitorado ĉe 237 nm; kaj CBM-20A komunika busmodulo), la glukozinolatenhavo de semmanĝo estis determinita. triope.uzante Shimadzu LC Solution programaro versio 1.25 (Shimadzu Corporation, Columbia, MD, Usono).La kolono estis C18 Inertsil inversfaza kolono (250 mm × 4.6 mm; RP C-18, ODS-3, 5u; GL Sciences, Torrance, CA, Usono).Komencaj moveblaj fazaj kondiĉoj estis fiksitaj ĉe 12% metanolo/88% 0,01 M tetrabutilamonia hidroksido en akvo (TBAH; Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, Usono) kun flukvanto de 1 mL/min.Post injekto de 15 μl da specimeno, la komencaj kondiĉoj estis konservitaj dum 20 minutoj, kaj tiam la solva proporcio estis ĝustigita al 100% metanolo, kun totala specimena analiza tempo de 65 minutoj.Norma kurbo (nM/mAb bazita) estis generita per seriaj diluoj de ĵus pretaj sinapino, glukosinolato kaj mirosinnormoj (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, Usono) por taksi la sulfuran enhavon de sengrasita sema manĝo.glukosinolatoj.Glucosinolate-koncentriĝoj en la specimenoj estis testitaj sur Agilent 1100 HPLC (Agilent, Santa Clara, CA, Usono) uzante la OpenLAB CDS ChemStation-version (C.01.07 SR2 [255]) ekipita per la sama kolono kaj uzante antaŭe priskribitan metodon.Glukosinolato-koncentriĝoj estis determinitaj;esti komparebla inter HPLC-sistemoj.
Alilizotiocianato (94%, stabila) kaj benzilizotiocianato (98%) estis aĉetitaj de Fisher Scientific (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, Usono).4-Hydroxybenzylisothiocyanate estis aĉetita de ChemCruz (Santa Cruz Biotechnology, CA, Usono).Kiam enzime hidrolizate per mirosinazo, glukozinolatoj, glukozinolatoj, kaj glukozinolatoj formas alilizotiocianaton, benzilizotiocianaton, kaj 4-hidroksibenzilizotiocianaton, respektive.
Laboratoriaj biotestoj estis faritaj laŭ la metodo de Muturi et al.32 kun modifoj.Kvin malaltaj grasaj semoj estis uzataj en la studo: DFP, DFP-HT, IG, PG kaj Ls.Dudek larvoj estis metitaj en 400 mL unu-uza tridirekta beko (VWR International, LLC, Radnor, PA, Usono) enhavanta 120 mL dejonigitan akvon (dH2O).Sep semaj manĝokoncentriĝoj estis testitaj pri moskita larva tokseco: 0.01, 0.02, 0.04, 0.06, 0.08, 0.1 kaj 0.12 g semmanĝo/120 ml dH2O por DFP-semmanĝo, DFP-HT, IG kaj PG.Preparaj bioanalizoj indikas ke malgrasigita Ls-semfaruno estas pli toksa ol kvar aliaj semfarunoj testitaj.Tial ni alĝustigis la sep kuracajn koncentriĝojn de Ls-semo-manĝo al la sekvaj koncentriĝoj: 0.015, 0.025, 0.035, 0.045, 0.055, 0.065 kaj 0.075 g/120 mL dH2O.
Netraktita kontrolgrupo (dH20, neniu sema manĝaldono) estis inkluzivita por taksi normalan insektan mortecon sub analizkondiĉoj.Toksologiaj bioanalizoj por ĉiu semmanĝo inkludis tri kopiitajn tri-deklivajn kalikojn (20 malfruaj triastaraj larvoj per kaliko), por totalo de 108 fioloj.Trakitaj ujoj estis stokitaj ĉe ĉambra temperaturo (20-21 °C) kaj larva morteco estis registrita dum 24 kaj 72 horoj da kontinua ekspozicio al kuracaj koncentriĝoj.Se la korpo kaj alpendaĵoj de la moskito ne moviĝas kiam trapikita aŭ tuŝita per maldika rustorezistaŝtala spatelo, la moskitolarvoj estas konsideritaj mortaj.Mortaj larvoj kutime restas senmovaj en dorsa aŭ ventra pozicio ĉe la fundo de la ujo aŭ sur la surfaco de la akvo.La eksperimento estis ripetita tri fojojn en malsamaj tagoj uzante malsamajn grupojn de larvoj, por totalo de 180 larvoj elmontritaj al ĉiu traktadkoncentriĝo.
La tokseco de AITC, BITC, kaj 4-HBITC al moskitolarvoj estis taksita uzante la saman biotestproceduron sed kun malsamaj traktadoj.Preparu 100,000 ppm stokajn solvojn por ĉiu kemiaĵo aldonante 100 µL da la kemiaĵo al 900 µL da absoluta etanolo en 2-mL centrifugiltubon kaj skuante dum 30 sekundoj por miksi ĝisfunde.Traktaj koncentriĝoj estis determinitaj surbaze de niaj preparaj bioanalizoj, kiuj trovis BITC multe pli toksa ol AITC kaj 4-HBITC.Por determini toksecon, 5 koncentriĝoj de BITC (1, 3, 6, 9 kaj 12 ppm), 7 koncentriĝoj de AITC (5, 10, 15, 20, 25, 30 kaj 35 ppm) kaj 6 koncentriĝoj de 4-HBITC (15). , 15, 20, 25, 30 kaj 35 ppm).30, 45, 60, 75 kaj 90 ppm).La kontrola traktado estis injektita per 108 μL da absoluta etanolo, kio estas ekvivalenta al la maksimuma volumo de la kemia traktado.Bioanalizoj estis ripetitaj kiel supre, elmontrante totalon de 180 larvoj per traktadkoncentriĝo.Larva morteco estis registrita por ĉiu koncentriĝo de AITC, BITC, kaj 4-HBITC post 24 h da kontinua ekspozicio.
Probit-analizo de 65 doz-rilataj mortodatenoj estis farita per Polo-softvaro (Polo Plus, LeOra Software, versio 1.0) por kalkuli 50% mortigan koncentriĝon (LC50), 90% mortigan koncentriĝon (LC90), deklivon, mortigan dozkoeficienton, kaj 95. % mortiga koncentriĝo.surbaze de konfidaj intervaloj por mortigaj dozoproporcioj por log-transformita koncentriĝo kaj dozo-morteckurboj.Mortecdatenoj estas bazitaj sur kombinitaj kopiodatenoj de 180 larvoj eksponitaj al ĉiu terapiokoncentriĝo.Probablaj analizoj estis faritaj aparte por ĉiu semmanĝo kaj ĉiu kemia komponanto.Surbaze de la 95% konfidenca intervalo de la mortiga dozoproporcio, la tokseco de semmanĝo kaj kemiaj eroj al moskitaj larvoj estis konsideritaj signife malsama, do konfida intervalo enhavanta valoron de 1 ne estis signife malsama, P = 0.0566.
La HPLC-rezultoj por la determino de la plej gravaj glukozinolatoj en malgrasigitaj semfarunoj DFP, IG, PG kaj Ls estas listigitaj en Tabelo 1. La plej gravaj glukozinolatoj en la semfarunoj testitaj variis kun la escepto de DFP kaj PG, kiuj ambaŭ enhavis mirosinazglukozinolatojn.La enhavo de mirosino en PG estis pli alta ol en DFP, 33.3 ± 1.5 kaj 26.5 ± 0.9 mg/g, respektive.Ls-sema pulvoro enhavis 36.6 ± 1.2 mg/g glukoglikon, dum IG-sema pulvoro enhavis 38.0 ± 0.5 mg/g sinapino.
Larvoj de Ae.Aedes aegypti moskitoj estis senvivigitaj kiam traktitaj kun malgrasigita semmanĝo, kvankam la efikeco de la terapio variis dependi de la plantospecioj.Nur DFP-NT ne estis toksa al moskitolarvoj post 24 kaj 72 h da ekspozicio (Tablo 2).La tokseco de la aktiva sema pulvoro pliiĝis kun kreskanta koncentriĝo (Fig. 1A, B).La tokseco de semomanĝo al moskitaj larvoj signife variis surbaze de la 95% CI de la mortiga dozo-proporcio de LC50-valoroj ĉe 24-horaj kaj 72-horaj taksoj (Tablo 3).Post 24 horoj, la toksa efiko de Ls semmanĝo estis pli granda ol aliaj semaj manĝotraktadoj, kun la plej alta agado kaj maksimuma tokseco al larvoj (LC50 = 0.04 g/120 ml dH2O).Larvoj estis malpli sentemaj al DFP je 24 horoj kompare kun IG, Ls kaj PG-semaj pulvoraj traktadoj, kun LC50-valoroj de 0.115, 0.04 kaj 0.08 g/120 ml dH2O respektive, kiuj estis statistike pli altaj ol la LC50-valoro.0,211 g/120 ml dH2O (Tabelo 3).La LC90-valoroj de DFP, IG, PG kaj Ls estis 0.376, 0.275, 0.137 kaj 0.074 g/120 ml dH2O, respektive (Tablo 2).La plej alta koncentriĝo de DPP estis 0.12 g/120 ml dH2O.Post 24 horoj da taksado, la meza larva morteco estis nur 12%, dum la meza morteco de larvoj IG kaj PG atingis 51% kaj 82% respektive.Post 24 horoj da taksado, la averaĝa larva morteco por la plej alta koncentriĝo de Ls-sema manĝotraktado (0.075 g/120 ml dH2O) estis 99% (Fig. 1A).
Mortkurboj estis taksitaj de la doza respondo (Probit) de Ae.Egiptaj larvoj (3-a enstarlarvoj) al sema manĝokoncentriĝo 24 horoj (A) kaj 72 horoj (B) post kuracado.La punktita linio reprezentas la LC50 de la sema manĝotraktado.DFP Thlaspi arvense, DFP-HT Heat inaktivigita Thlaspi arvense, IG Sinapsis alba (Ida Gold), PG Brassica juncea (Pacific Gold), Ls Lepidium sativum.
Ĉe 72-hora taksado, la LC50-valoroj de DFP, IG kaj PG-sema manĝo estis 0,111, 0,085 kaj 0,051 g/120 ml dH2O, respektive.Preskaŭ ĉiuj larvoj eksponitaj al Ls semmanĝo mortis post 72 h da ekspozicio, do mortdatenoj estis malkongruaj kun Probit-analizo.Kompare kun alia sema manĝo, larvoj estis malpli sentemaj al DFP-sema manĝotraktado kaj havis statistike pli altajn LC50-valorojn (Tabeloj 2 kaj 3).Post 72 horoj, la LC50-valoroj por DFP, IG kaj PG-semaj manĝaj traktadoj estis taksitaj respektive 0.111, 0.085 kaj 0.05 g/120 ml dH2O.Post 72 horoj da taksado, la LC90-valoroj de DFP, IG kaj PG-semaj pulvoroj estis 0.215, 0.254 kaj 0.138 g / 120 ml dH2O, respektive.Post 72 horoj da taksado, la averaĝa larva morteco por la DFP, IG kaj PG-sema manĝotraktado je maksimuma koncentriĝo de 0.12 g/120 ml dH2O estis 58%, 66% kaj 96%, respektive (Fig. 1B).Post 72-hora taksado, PG-semmanĝo estis trovita esti pli toksa ol IG kaj DFP-semmanĝo.
Sintezaj izotiocianatoj, alilizotiocianato (AITC), benzilizotiocianato (BITC) kaj 4-hidroksibenzilizotiocianato (4-HBITC) povas efike mortigi moskitajn larvojn.Je 24 horoj post-traktado, BITC estis pli toksa al larvoj kun LC50-valoro de 5.29 ppm kompare kun 19.35 ppm por AITC kaj 55.41 ppm por 4-HBITC (Tablo 4).Kompare kun AITC kaj BITC, 4-HBITC havas pli malaltan toksecon kaj pli altan LC50-valoron.Ekzistas signifaj diferencoj en la moskitolarva tokseco de la du gravaj isotiocianatoj (Ls kaj PG) en la plej potenca semmanĝo.Tokseco bazita sur la mortiga dozoproporcio de LC50-valoroj inter AITC, BITC, kaj 4-HBITC montris statistikan diferencon tia, ke la 95% CI de la LC50-mortiga dozoproporcio ne inkludis valoron de 1 (P = 0.05, Tabelo). 4).La plej altaj koncentriĝoj de kaj BITC kaj AITC estis taksitaj mortigi 100% de la larvoj testitaj (Figuro 2).
Mortkurboj estis taksitaj de la doza respondo (Probit) de Ae.24 horojn post kuracado, egiptaj larvoj (larvoj de 3-a etapo) atingis sintezajn izotiocianatkoncentriĝojn.La punktlinio reprezentas la LC50 por izotiocianattraktado.Benzilizotiocianato BITC, alilizotiocianato AITC kaj 4-HBITC.
La uzo de plantaj biopesticidoj kiel moskitaj vektorkontrolaj agentoj estas longe studita.Multaj plantoj produktas naturajn kemiaĵojn, kiuj havas insekticidan agadon37.Iliaj bioaktivaj kunmetaĵoj disponigas allogan alternativon al sintezaj insekticidoj kun granda potencialo en kontrolado de damaĝbestoj, inkluzive de moskitoj.
Mustardaj plantoj estas kultivitaj kiel kultivaĵo por siaj semoj, uzataj kiel spico kaj fonto de oleo.Kiam mustardoleo estas ĉerpita el la semoj aŭ kiam mustardo estas ĉerpita por uzo kiel biofuelo, 69 la kromprodukto estas malgrasigita sema faruno.Ĉi tiu semmanĝo retenas multajn el siaj naturaj biokemiaj komponantoj kaj hidrolizajn enzimojn.La tokseco de ĉi tiu sema manĝo estas atribuita al la produktado de izotiocianatoj55,60,61.Izotiocianatoj estas formitaj per la hidrolizo de glukozinolatoj de la enzimo mirosinazo dum hidratiĝo de semmanĝo38,55,70 kaj povas havi fungicidajn, baktericidajn, nematicidajn kaj insekticidajn efikojn, same kiel aliajn trajtojn inkluzive de kemiaj sensaj efikoj kaj kemioterapiaj trajtoj61,62, 70.Pluraj studoj montris, ke mustardplantoj kaj sema faruno agas efike kiel fumigantoj kontraŭ grundo kaj stokitaj manĝplagoj57,59,71,72.En ĉi tiu studo, ni taksis la toksecon de kvar-sema manĝo kaj ĝiaj tri bioaktivaj produktoj AITC, BITC kaj 4-HBITC al Aedes-moskitolarvoj.Aedes aegypti.Aldonante semmanĝon rekte al akvo enhavanta moskitolarvojn estas atendita aktivigi enzimecajn procesojn kiuj produktas izotiocianatojn kiuj estas toksaj al moskitolarvoj.Ĉi tiu biotransformo estis pruvita delvis per la observita larvicida agado de la semmanĝo kaj perdo de insekticida agado kiam nana mustardsemo-manĝo estis varme traktita antaŭ uzo.Varmotraktado estas atendita detrui la hidrolizajn enzimojn kiuj aktivigas glukozinolatojn, tiel malhelpante la formadon de bioaktivaj izotiocianatoj.Ĉi tiu estas la unua studo por konfirmi la insekticidajn ecojn de brasika semopulvoro kontraŭ moskitoj en akva medio.
Inter la sempulvoroj testitaj, akvokreso sempulvoro (Ls) estis la plej toksa, kaŭzante altan mortecon de Aedes albopictus.Aedes aegypti larvoj estis prilaboritaj ade dum 24 horoj.La ceteraj tri semaj pulvoroj (PG, IG kaj DFP) havis pli malrapidan agadon kaj ankoraŭ kaŭzis gravan mortecon post 72 horoj da kontinua traktado.Nur Ls semmanĝo enhavis signifajn kvantojn de glukozinolatoj, dum PG kaj DFP enhavis mirosinazon kaj IG enhavis glukosinolaton kiel la plej grava glukozinolato (Tablo 1).Glukotropaeolin estas hidroligita al BITC kaj sinalbino estas hidroligita al 4-HBITC61,62.Niaj biotestrezultoj indikas, ke kaj Ls-semomanĝo kaj sinteza BITC estas tre toksaj por moskitolarvoj.La ĉefkomponento de PG kaj DFP-semmanĝo estas mirosinaza glukozinolato, kiu estas hidroligita al AITC.AITC estas efika en senvivigado de moskitolarvoj kun LC50-valoro de 19.35 ppm.Kompare kun AITC kaj BITC, 4-HBITC isotiocianato estas la malplej toksa al larvoj.Kvankam AITC estas malpli toksa ol BITC, iliaj LC50-valoroj estas pli malaltaj ol multaj esencaj oleoj testitaj sur moskitaj larvoj32,73,74,75.
Nia krucifera sema pulvoro por uzo kontraŭ moskitaj larvoj enhavas unu gravan glukosinolaton, kiu okupas pli ol 98-99% de la totalaj glukosinolatoj kiel determinite de HPLC.Spurkvantoj de aliaj glukozinolatoj estis detektitaj, sed iliaj niveloj estis malpli ol 0.3% de la totalaj glukozinolatoj.Sempulvoro de Akvokreso (L. sativum) enhavas sekundarajn glukozinolatojn (sinigrin), sed ilia proporcio estas 1% de la totalaj glukozinolatoj, kaj ilia enhavo ankoraŭ estas sensignifa (ĉirkaŭ 0,4 mg/g sempulvoro).Kvankam PG kaj DFP enhavas la saman ĉefan glukozinolaton (mirozino), la larvicida agado de iliaj semmanĝoj diferencas signife pro siaj LC50-valoroj.Varias en tokseco al pulvora milduo.La apero de Aedes aegypti larvoj povas ŝuldiĝi al diferencoj en mirosinaza agado aŭ stabileco inter la du semomanĝaĵoj.Mirosinaza agado ludas gravan rolon en la biohavebleco de hidrolizproduktoj kiel ekzemple izotiocianatoj en Brassicaceae-plantoj76.Antaŭaj raportoj de Pocock et al.77 kaj Wilkinson et al.78 montris ke ŝanĝoj en mirosinaza agado kaj stabileco ankaŭ povas esti asociitaj kun genetikaj kaj mediaj faktoroj.
La atendata bioaktiva izotiocianato-enhavo estis kalkulita surbaze de la LC50-valoroj de ĉiu sema manĝo je 24 kaj 72 horoj (Tabelo 5) por komparo kun respondaj kemiaj aplikoj.Post 24 horoj, la izotiocianatoj en la sema manĝo estis pli venenaj ol la puraj kunmetaĵoj.LC50-valoroj kalkulitaj surbaze de partoj per miliono (ppm) de izotiocianato-semaj traktadoj estis pli malaltaj ol LC50-valoroj por aplikoj BITC, AITC kaj 4-HBITC.Ni observis larvojn konsumantajn semajn farunajn buletojn (Figuro 3A).Sekve, larvoj povas ricevi pli koncentritan eksponiĝon al toksaj izotiocianatoj konsumante semajn farunbbuletojn.Ĉi tio estis plej evidenta en la IG kaj PG-semaj manĝaj traktadoj ĉe 24-h-ekspozicio, kie LC50-koncentriĝoj estis 75% kaj 72% pli malaltaj ol puraj AITC kaj 4-HBITC-traktadoj, respektive.Ls kaj DFP-traktadoj estis pli toksaj ol pura izotiocianato, kun LC50-valoroj 24% kaj 41% pli malaltaj, respektive.Larvoj en la kontrolo-traktado sukcese pupis (Fig. 3B), dum la plej multaj larvoj en la sema manĝotraktado ne pupis kaj larva evoluo estis signife prokrastita (Fig. 3B, D).En Spodopteralitura, isotiocianatoj estas rilataj al kreskomalfruo kaj evolua prokrasto79.
Larvoj de Ae.Aedes aegypti moskitoj estis kontinue eksponitaj al Brassica sempulvoro dum 24-72 horoj.(A) Mortintaj larvoj kun partikloj de sema faruno en la buŝpartoj (rondigitaj);(B) Kontrola traktado (dH20 sen aldonita semomanĝo) montras, ke larvoj kreskas normale kaj komencas krizalidi post 72 horoj (C, D) Larvoj traktitaj kun sema manĝo;la semmanĝo montris diferencojn en evoluo kaj ne krizalidiĝis.
Ni ne studis la mekanismon de toksaj efikoj de isotiocianatoj sur moskitolarvoj.Tamen, antaŭaj studoj en ruĝaj fajroformikoj ( Solenopsis invicta ) montris, ke inhibicio de glutationa S-transferazo (GST) kaj esterazo (EST) estas la ĉefa mekanismo de izotiocianato-bioaktiveco, kaj AITC, eĉ ĉe malalta agado, ankaŭ povas malhelpi GST-agadon. .ruĝaj importitaj fajroformikoj en malaltaj koncentriĝoj.La dozo estas 0,5 µg/ml80.Kontraste, AITC malhelpas acetilkolinesterazon en plenkreskaj maizkurkulioj (Sitophilus zeamais)81.Similaj studoj devas esti faritaj por pliklarigi la mekanismon de isotiocianata aktiveco en moskitolarvoj.
Ni uzas varmege senaktivigitan DFP-traktadon por subteni la proponon, ke hidrolizo de plantaj glukosinolatoj por formi reaktivajn isotiocianatojn funkcias kiel mekanismo por moskito-larvo-kontrolo per mustardsema manĝo.DFP-HT-semomanĝo ne estis toksa ĉe la aplikiĝtarifoj testitaj.Lafarga et al.82 raportis ke glukozinolatoj estas sentemaj al degenero ĉe altaj temperaturoj.Varmotraktado ankaŭ estas atendita denaturigi la mirosinazenzimon en semmanĝo kaj malhelpi la hidrolizon de glukozinolatoj por formi reaktivajn izotiocianatojn.Tio ankaŭ estis konfirmita fare de Okunade et al.75 montris ke mirosinazo estas temperatursentema, montrante ke mirosinaza agado estis tute inaktivigita kiam mustardo, nigra mustardo, kaj sangradikaj semoj estis eksponitaj al temperaturoj super 80°.C. Tiuj mekanismoj povas rezultigi perdon de insekticida agado de varmotraktita DFP-semomanĝo.
Tiel, mustarda semo kaj ĝiaj tri ĉefaj isotiocianatoj estas toksaj al moskitolarvoj.Konsiderante ĉi tiujn diferencojn inter semmanĝo kaj kemiaj traktadoj, la uzo de semmanĝo povas esti efika metodo de moskitokontrolo.Estas bezono identigi taŭgajn formulaĵojn kaj efikajn liversistemojn por plibonigi la efikecon kaj stabilecon de la uzo de semaj pulvoroj.Niaj rezultoj indikas la eblan uzon de mustarda semo kiel alternativo al sintezaj insekticidoj.Ĉi tiu teknologio povus fariĝi noviga ilo por kontroli moskitajn vektorojn.Ĉar moskitolarvoj prosperas en akvaj medioj kaj semmanĝglukozinolatoj estas enzimece konvertitaj al aktivaj izotiocianatoj sur hidratiĝo, la uzo de mustardemmanĝo en moskit-infektita akvo ofertas signifan kontrolpotencialon.Kvankam la larvicida agado de izotiocianatoj varias (BITC> AITC> 4-HBITC), pli da esplorado estas necesa por determini ĉu kombini semmanĝon kun multoblaj glukozinolatoj sinergie pliigas toksecon.Ĉi tiu estas la unua studo kiu pruvas la insekticidajn efikojn de malgrasigita krucifera semmanĝo kaj tri bioaktivaj izotiocianatoj sur moskitoj.La rezultoj de ĉi tiu studo krevas novan teron montrante, ke malgrasigita brasika semomanĝo, kromprodukto de oleo-ekstraktado de la semoj, povas funkcii kiel promesplena larvicida agento por moskitokontrolo.Ĉi tiuj informoj povas helpi plu la malkovron de plantaj biokontrolaj agentoj kaj ilia evoluo kiel malmultekostaj, praktikaj kaj ekologiemaj biopesticidoj.
La datumaroj generitaj por ĉi tiu studo kaj la rezultaj analizoj estas haveblaj de la responda aŭtoro laŭ akceptebla peto.Ĉe la fino de la studo, ĉiuj materialoj uzitaj en la studo (insektoj kaj semomanĝo) estis detruitaj.
Afiŝtempo: Jul-29-2024