uchunguzibg

Shughuli ya kibayolojia ya unga wa mbegu za kabichi na misombo yake kama kiuatilifu rafiki wa mazingira dhidi ya mbu.

Kwa ufanisikudhibiti mbuna kupunguza matukio ya magonjwa wanayobeba, njia mbadala za kimkakati, endelevu na rafiki kwa mazingira badala ya viuatilifu vya kemikali zinahitajika.Tulitathmini milo ya mbegu kutoka kwa baadhi ya Brassicaceae (familia ya Brassica) kama chanzo cha isothiocyanati inayotokana na mimea inayozalishwa na hidrolisisi ya enzymatic ya glucosinolate ambazo hazifanyi kazi kibiolojia kwa ajili ya matumizi ya udhibiti wa Aedes ya Misri (L., 1762).Mlo wa mbegu zenye mafuta matano (Brassica juncea (L) Czern., 1859, Lepidium sativum L., 1753, Sinapis alba L., 1753, Thlaspi arvense L., 1753 na Thlaspi arvense - aina tatu kuu za kutofanya kazi kwa kemikali na en. bidhaa Kuamua sumu (LC50) ya allyl isothiocyanate, benzyl isothiocyanate na 4-hydroxybenzylisothiocyanate kwa Aedes aegypti mabuu katika mfiduo wa saa 24 = 0.04 g/120 ml dH2O).Thamani za LC50 za haradali, haradali nyeupe na mkia wa farasi.unga wa mbegu ulikuwa 0.05, 0.08 na 0.05 mtawalia ikilinganishwa na allyl isothiocyanate (LC50 = 19.35 ppm) na 4. -Hydroxybenzylisothiocyanate (LC50 = 55.41 ppm) ilikuwa na sumu zaidi kwa mabuu kuliko 20 ml / 1 baada ya matibabu ya 20 ml / H kwa heshima.Matokeo haya yanaendana na uzalishaji wa unga wa mbegu za alfalfa.Ufanisi wa juu wa esta za benzyl inalingana na maadili yaliyohesabiwa ya LC50.Kutumia unga wa mbegu kunaweza kutoa njia bora ya kudhibiti mbu.ufanisi wa unga wa mbegu ya cruciferous na viambajengo vyake kuu vya kemikali dhidi ya viluwiluwi vya mbu na inaonyesha jinsi misombo ya asili katika unga wa mbegu ya cruciferous inavyoweza kutumika kama dawa ya kuua mbu, rafiki wa mazingira kwa ajili ya kudhibiti mbu.
Magonjwa yanayoenezwa na wadudu wanaosababishwa na mbu aina ya Aedes bado ni tatizo kubwa la afya ya umma duniani.Matukio ya magonjwa yanayoenezwa na mbu huenea kijiografia1,2,3 na kuibuka tena, na kusababisha milipuko ya magonjwa makali4,5,6,7.Kuenea kwa magonjwa miongoni mwa wanadamu na wanyama (kwa mfano, chikungunya, dengue, homa ya Bonde la Ufa, homa ya manjano na virusi vya Zika) haijawahi kutokea.Homa ya dengue pekee inaweka takriban watu bilioni 3.6 katika hatari ya kuambukizwa katika nchi za tropiki, na wastani wa maambukizi milioni 390 hutokea kila mwaka, na kusababisha vifo 6,100-24,300 kwa mwaka8.Kutokea tena na mlipuko wa virusi vya Zika huko Amerika Kusini kumevutia hisia za ulimwengu kutokana na uharibifu wa ubongo unaosababisha kwa watoto wanaozaliwa na wanawake walioambukizwa2.Kremer et al 3 wanatabiri kwamba aina mbalimbali za kijiografia za mbu aina ya Aedes zitaendelea kupanuka na kwamba kufikia mwaka wa 2050, nusu ya idadi ya watu duniani watakuwa katika hatari ya kuambukizwa na arboviruses zinazoenezwa na mbu.
Isipokuwa chanjo zilizotengenezwa hivi majuzi dhidi ya dengi na homa ya manjano, chanjo dhidi ya magonjwa mengi yanayoenezwa na mbu bado hazijatengenezwa9,10,11.Chanjo bado zinapatikana kwa idadi ndogo na hutumiwa tu katika majaribio ya kimatibabu.Udhibiti wa vidudu vya mbu kwa kutumia viuatilifu umekuwa mkakati muhimu wa kudhibiti kuenea kwa magonjwa yanayoenezwa na mbu12,13.Ijapokuwa viuatilifu sanisi ni bora katika kuua mbu, kuendelea kwa matumizi ya viuatilifu sanisi huathiri vibaya viumbe visivyolengwa na kuchafua mazingira14,15,16.La kutisha zaidi ni hali ya kuongezeka upinzani wa mbu kwa viuadudu vya kemikali17,18,19.Matatizo haya yanayohusiana na viua wadudu yameongeza kasi ya utafutaji wa njia mbadala bora na rafiki wa mazingira ili kudhibiti vienezaji vya magonjwa.
Mimea mbalimbali imetengenezwa kama vyanzo vya dawa za kuua wadudu20,21.Dutu za mimea kwa ujumla ni rafiki wa mazingira kwa sababu zinaweza kuoza na zina sumu ya chini au kidogo kwa viumbe visivyolengwa kama vile mamalia, samaki na amfibia20,22.Maandalizi ya mitishamba yanajulikana kuzalisha aina mbalimbali za misombo ya bioactive na taratibu tofauti za utekelezaji ili kudhibiti kwa ufanisi hatua mbalimbali za maisha ya mbu23,24,25,26.Michanganyiko inayotokana na mimea kama vile mafuta muhimu na viambato vingine hai vya mimea vimezingatiwa na kuweka njia kwa zana bunifu za kudhibiti vienezaji vya mbu.Mafuta muhimu, monoterpenes na sesquiterpenes hufanya kama vizuia, kulisha vizuia na viuavidudu27,28,29,30,31,32,33.Mafuta mengi ya mboga husababisha kifo cha mabuu ya mbu, pupae na watu wazima34,35,36, na kuathiri mfumo wa neva, kupumua, endocrine na mifumo mingine muhimu ya wadudu37.
Tafiti za hivi majuzi zimetoa ufahamu juu ya uwezekano wa matumizi ya mimea ya haradali na mbegu zake kama chanzo cha misombo ya kibiolojia.Unga wa mbegu ya haradali umejaribiwa kama biofumigant38,39,40,41 na kutumika kama marekebisho ya udongo kwa ajili ya kukandamiza magugu42,43,44 na udhibiti wa vimelea vya magonjwa vinavyoenezwa na udongo45,46,47,48,49,50, lishe ya mimea.nematodes 41,51, 52, 53, 54 na wadudu 55, 56, 57, 58, 59, 60. Shughuli ya fungicidal ya poda hizi za mbegu inahusishwa na misombo ya kinga ya mimea inayoitwa isothiocyanates38,42,60.Katika mimea, misombo hii ya kinga huhifadhiwa katika seli za mimea kwa namna ya glucosinolates zisizo za bioactive.Hata hivyo, mimea inapoharibiwa na ulishaji wa wadudu au maambukizi ya vimelea vya magonjwa, glucosinolates hutiwa hidrolisisi na myrosinase kuwa isothiocyanates amilifu55,61.Isothiocyanati ni misombo tete inayojulikana kuwa na wigo mpana wa shughuli ya antimicrobial na wadudu, na muundo wao, shughuli za kibiolojia na maudhui hutofautiana sana kati ya aina za Brassicaceae42,59,62,63.
Ingawa isothiocyanati inayotokana na unga wa mbegu ya haradali inajulikana kuwa na shughuli ya kuua wadudu, data juu ya shughuli za kibayolojia dhidi ya vekta muhimu za kiafya haipo.Utafiti wetu ulichunguza shughuli ya kuua wadudu wa poda nne za mbegu zilizoharibiwa dhidi ya mbu wa Aedes.Mabuu ya Aedes aegypti.Madhumuni ya utafiti yalikuwa kutathmini uwezekano wa matumizi yao kama viuatilifu rafiki wa mazingira kwa udhibiti wa mbu.Vipengele vitatu vikuu vya kemikali vya unga wa mbegu, allyl isothiocyanate (AITC), benzyl isothiocyanate (BITC), na 4-hydroxybenzylisothiocyanate (4-HBITC) pia vilijaribiwa ili kupima shughuli za kibiolojia za vipengele hivi vya kemikali kwenye mabuu ya mbu.Hii ni ripoti ya kwanza ya kutathmini ufanisi wa unga wa mbegu nne za kabichi na sehemu zake kuu za kemikali dhidi ya viluwiluwi vya mbu.
Makoloni ya maabara ya Aedes aegypti (Mtindo wa Rockefeller) yalidumishwa kwa 26°C, 70% ya unyevu wa jamaa (RH) na 10:14 h (L:D photoperiod).Majike waliopandana waliwekwa kwenye vizimba vya plastiki (urefu wa sm 11 na kipenyo cha sm 9.5) na kulishwa kupitia mfumo wa kulisha chupa kwa kutumia damu ya ng'ombe iliyoangaziwa (HemoStat Laboratories Inc., Dixon, CA, USA).Ulishaji wa damu ulifanywa kama kawaida kwa kutumia membrane ya kulisha vioo vingi (Chemglass, Life Sciences LLC, Vineland, NJ, USA) iliyounganishwa kwenye bomba la kuoga la maji linalozunguka (HAAKE S7, Thermo-Scientific, Waltham, MA, USA) lenye halijoto. kudhibiti 37 °C.Nyosha filamu ya Parafilm M kwenye sehemu ya chini ya kila chumba cha glasi (eneo la 154 mm2).Kisha kila malisho iliwekwa kwenye gridi ya juu inayofunika ngome yenye jike wa kupandisha.Takriban 350-400 μl ya damu ya bovin iliongezwa kwenye faneli ya kioo kwa kutumia pipette ya Pasteur (Fisherbrand, Fisher Scientific, Waltham, MA, USA) na minyoo waliokomaa waliruhusiwa kumwaga kwa angalau saa moja.Kisha wanawake wajawazito walipewa suluji ya 10% ya sucrose na kuruhusiwa kuweka mayai kwenye karatasi yenye unyevunyevu ya chujio iliyowekwa kwenye vikombe vya soufflé vilivyo wazi kabisa (saizi ya 1.25 fl oz, Dart Container Corp., Mason, MI, USA).ngome na maji.Weka karatasi ya chujio iliyo na mayai kwenye mfuko uliofungwa (SC Johnsons, Racine, WI) na uhifadhi kwa 26°C.Mayai hayo yaliagwa na takriban mabuu 200–250 walikuzwa katika trei za plastiki zenye mchanganyiko wa chow ya sungura (ZuPreem, Premium Natural Products, Inc., Mission, KS, USA) na unga wa ini (MP Biomedicals, LLC, Solon, OH, MAREKANI).na minofu ya samaki (TetraMin, Tetra GMPH, Meer, Ujerumani) katika uwiano wa 2:1:1.Mabuu ya mwisho ya nyota ya tatu yalitumiwa katika majaribio yetu ya kibayolojia.
Nyenzo za mbegu za mimea zilizotumika katika utafiti huu zilipatikana kutoka kwa vyanzo vifuatavyo vya kibiashara na serikali: Brassica juncea (dhahabu ya kahawia ya haradali-Pasifiki) na Brassica juncea (dhahabu nyeupe ya haradali-Ida) kutoka Ushirika wa Wakulima wa Pasifiki Kaskazini Magharibi, Jimbo la Washington, Marekani;(Garden Cress) kutoka Kelly Seed and Hardware Co., Peoria, IL, USA na Thlaspi arvense (Field Pennycress-Elisabeth) kutoka USDA-ARS, Peoria, IL, USA;Hakuna mbegu iliyotumika katika utafiti iliyotibiwa kwa dawa.Nyenzo zote za mbegu zilichakatwa na kutumika katika utafiti huu kwa mujibu wa kanuni za eneo na kitaifa na kwa kufuata kanuni zote za serikali za mitaa na kitaifa.Utafiti huu haukuchunguza aina za mimea inayobadilika badilika.
Mbegu za Brassica juncea (PG), Alfalfa (Ls), White haradali (IG), Thlaspi arvense (DFP) zilisagwa na kuwa unga laini kwa kutumia kinu cha Retsch ZM200 ultracentrifugal (Retsch, Haan, Ujerumani) chenye matundu ya mm 0.75 na Stainless. rotor ya chuma, meno 12, 10,000 rpm (Jedwali 1).Poda ya mbegu iliyosagwa ilihamishwa hadi kwenye mtondo wa karatasi na kukaushwa kwa hexane kwenye kifaa cha Soxhlet kwa saa 24.Sampuli ndogo ya haradali ya shambani iliyotiwa mafuta ilitibiwa kwa joto kwa 100 ° C kwa saa 1 ili kubadilisha myrosinase na kuzuia hidrolisisi ya glucosinolate kuunda isothiocyanati amilifu kibiolojia.Poda ya mbegu ya mkia wa farasi iliyotiwa joto (DFP-HT) ilitumika kama udhibiti hasi kwa kuweka myrosinase.
Maudhui ya glucosinolate katika unga wa mbegu zilizofutwa mafuta yalibainishwa katika sehemu tatu kwa kutumia kromatografia ya maji yenye utendaji wa juu (HPLC) kulingana na itifaki 64 iliyochapishwa hapo awali.Kwa ufupi, mililita 3 za methanoli ziliongezwa kwa sampuli ya miligramu 250 za poda ya mbegu iliyotiwa mafuta.Kila sampuli ilikuwa sonicated katika umwagaji wa maji kwa dakika 30 na kushoto katika giza katika 23 ° C kwa 16 masaa.Aliquot ya mililita 1 ya safu ya kikaboni ilichujwa kupitia kichujio cha 0.45 μm hadi kwenye sampuli otomatiki.Inatumia mfumo wa Shimadzu HPLC (pampu mbili za LC 20AD; SIL 20A autosampler; DGU 20As degasser; SPD-20A UV-VIS detector kwa ufuatiliaji wa nm 237; na moduli ya basi ya mawasiliano ya CBM-20A), maudhui ya glucosinolate ya unga wa mbegu yalibainishwa. katika pande tatu.kwa kutumia toleo la programu la Shimadzu LC Solution 1.25 (Shimadzu Corporation, Columbia, MD, USA).Safu hii ilikuwa safu wima ya C18 Inertsil ya awamu ya nyuma (250 mm × 4.6 mm; RP C-18, ODS-3, 5u; GL Sciences, Torrance, CA, USA).Masharti ya awali ya awamu ya rununu yaliwekwa kuwa 12% methanoli/88% 0.01 M hidroksidi ya tetrabutylammonium katika maji (TBAH; Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA) yenye kiwango cha mtiririko wa 1 mL/min.Baada ya sindano ya 15 μl ya sampuli, hali ya awali ilidumishwa kwa dakika 20, na kisha uwiano wa kutengenezea ulirekebishwa hadi 100% ya methanoli, na muda wa uchambuzi wa sampuli wa dakika 65.Mviringo wa kawaida (msingi wa nM/mAb) ulitolewa kwa miyeyusho mfululizo ya viwango vipya vya sinapine, glucosinolate na myrosin (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA) ili kukadiria maudhui ya salfa ya unga wa mbegu uliofutwa.glucosinolates.Viwango vya glucosinolate katika sampuli vilijaribiwa kwenye Agilent 1100 HPLC (Agilent, Santa Clara, CA, USA) kwa kutumia toleo la OpenLAB CDS ChemStation (C.01.07 SR2 [255]) iliyo na safuwima sawa na kwa kutumia mbinu iliyoelezwa hapo awali.Mkusanyiko wa glucosinolate uliamua;kulinganishwa kati ya mifumo ya HPLC.
Allyl isothiocyanate (94%, imara) na benzyl isothiocyanate (98%) zilinunuliwa kutoka kwa Fisher Scientific (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA).4-Hydroxybenzylisothiocyanate ilinunuliwa kutoka ChemCruz (Santa Cruz Biotechnology, CA, USA).Wakati enzymatically hidrolisisi na myrosinase, glucosinolates, glucosinolates, na glucosinolates kuunda allyl isothiocyanate, benzyl isothiocyanate, na 4-hydroxybenzylisothiocyanate, kwa mtiririko huo.
Uchunguzi wa kibayolojia wa kimaabara ulifanywa kulingana na njia ya Muturi et al.32 na marekebisho.Milisho mitano ya mbegu yenye mafuta kidogo ilitumika katika utafiti: DFP, DFP-HT, IG, PG na Ls.Mabuu ishirini waliwekwa kwenye chupa ya njia tatu ya mililita 400 inayoweza kutumika (VWR International, LLC, Radnor, PA, USA) yenye mililita 120 za maji yaliyotenganishwa (dH2O).Viwango saba vya mlo wa mbegu vilijaribiwa kwa sumu ya mabuu ya mbu: 0.01, 0.02, 0.04, 0.06, 0.08, 0.1 na 0.12 g unga wa mbegu/120 ml dH2O kwa unga wa mbegu wa DFP, DFP-HT, IG na PG.Uchunguzi wa awali wa kibayolojia unaonyesha kuwa unga wa mbegu ya Ls uliofutwa una sumu zaidi kuliko unga mwingine wa mbegu nne uliojaribiwa.Kwa hivyo, tulirekebisha viwango saba vya matibabu ya unga wa mbegu ya Ls kwa viwango vifuatavyo: 0.015, 0.025, 0.035, 0.045, 0.055, 0.065, na 0.075 g/120 mL dH2O.
Kikundi cha udhibiti ambacho hakijatibiwa (dH20, hakuna nyongeza ya unga wa mbegu) kilijumuishwa ili kutathmini vifo vya kawaida vya wadudu chini ya hali ya majaribio.Uchunguzi wa kibiolojia wa sumu kwa kila mlo wa mbegu ulijumuisha vikombe vitatu vya mteremko wa kunakiliwa (vibuu 20 vya mwisho wa tatu kwa kila kopo), kwa jumla ya bakuli 108.Vyombo vilivyotibiwa vilihifadhiwa kwenye joto la kawaida (20-21 ° C) na vifo vya mabuu vilirekodiwa wakati wa masaa 24 na 72 ya mfiduo unaoendelea wa viwango vya matibabu.Ikiwa mwili wa mbu na viambatisho havisongi wakati wa kutoboa au kuguswa na spatula nyembamba ya chuma cha pua, mabuu ya mbu huchukuliwa kuwa wamekufa.Mabuu waliokufa kwa kawaida husalia bila kusonga katika sehemu ya mgongo au ya tumbo chini ya chombo au juu ya uso wa maji.Jaribio lilirudiwa mara tatu kwa siku tofauti kwa kutumia vikundi tofauti vya mabuu, kwa jumla ya mabuu 180 yaliyowekwa kwenye kila mkusanyiko wa matibabu.
Sumu ya AITC, BITC, na 4-HBITC kwa mabuu ya mbu ilitathminiwa kwa kutumia utaratibu uleule wa uchunguzi wa kibayolojia lakini kwa matibabu tofauti.Andaa miyeyusho 100,000 ya ppm kwa kila kemikali kwa kuongeza 100 µL ya kemikali hadi 900 µL ya ethanol kamili katika 2-mL tube centrifuge na kutikisa kwa sekunde 30 ili kuchanganya kikamilifu.Viwango vya matibabu viliamuliwa kulingana na uchunguzi wetu wa awali wa kibayolojia, ambao ulipata BITC kuwa na sumu zaidi kuliko AITC na 4-HBITC.Kuamua sumu, viwango 5 vya BITC (1, 3, 6, 9 na 12 ppm), viwango 7 vya AITC (5, 10, 15, 20, 25, 30 na 35 ppm) na viwango 6 vya 4-HBITC (15). , 15, 20, 25, 30 na 35 ppm).30, 45, 60, 75 na 90 ppm).Tiba ya udhibiti ilidungwa 108 μL ya ethanoli kabisa, ambayo ni sawa na kiwango cha juu cha matibabu ya kemikali.Uchunguzi wa kibayolojia ulirudiwa kama ilivyo hapo juu, na kufichua jumla ya mabuu 180 kwa kila mkusanyiko wa matibabu.Vifo vya mabuu vilirekodiwa kwa kila mkusanyiko wa AITC, BITC, na 4-HBITC baada ya saa 24 za kufichuliwa mfululizo.
Uchanganuzi wa probit wa data 65 za vifo vinavyohusiana na kipimo ulifanywa kwa kutumia programu ya Polo (Polo Plus, LeOra Software, toleo la 1.0) ili kukokotoa mkusanyiko wa hatari wa 50% (LC50), 90% ya ukolezi mbaya (LC90), mteremko, mgawo wa kipimo hatari na 95. % ukolezi mbaya.kulingana na vipindi vya kujiamini kwa uwiano wa dozi hatari kwa mkusanyiko uliobadilishwa kwa kumbukumbu na viwango vya vifo vya dozi.Data ya vifo inategemea data iliyounganishwa ya mabuu 180 yaliyowekwa kwenye kila mkusanyiko wa matibabu.Uchambuzi wa uwezekano ulifanyika kando kwa kila mlo wa mbegu na kila sehemu ya kemikali.Kulingana na muda wa kujiamini wa 95% wa uwiano wa kipimo hatari, sumu ya unga wa mbegu na kemikali kwa mabuu ya mbu ilionekana kuwa tofauti sana, kwa hivyo muda wa kujiamini ulio na thamani ya 1 haukuwa tofauti sana, P = 0.0566.
Matokeo ya HPLC kwa uamuzi wa glucosinolates kuu katika unga wa mbegu zilizofutwa DFP, IG, PG na Ls zimeorodheshwa katika Jedwali 1. Glucosinolates kuu katika unga wa mbegu zilizojaribiwa zilitofautiana isipokuwa DFP na PG, ambazo zote zilikuwa na myrosinase glucosinolates.Maudhui ya myrosinini katika PG yalikuwa ya juu kuliko katika DFP, 33.3 ± 1.5 na 26.5 ± 0.9 mg/g, mtawalia.Poda ya mbegu ya Ls ilikuwa na 36.6 ± 1.2 mg/g glucoglycone, ambapo poda ya mbegu ya IG ilikuwa na 38.0 ± 0.5 mg/g sinapine.
Mabuu ya Ae.Mbu aina ya Aedes aegypti waliuawa walipotibiwa kwa unga wa mbegu zilizopunguzwa mafuta, ingawa ufanisi wa matibabu ulitofautiana kulingana na aina za mimea.DFP-NT pekee ndiyo haikuwa na sumu kwa mabuu ya mbu baada ya saa 24 na 72 za kufichuliwa (Jedwali 2).Sumu ya unga wa mbegu hai iliongezeka kwa mkusanyiko unaoongezeka (Mchoro 1A, B).Sumu ya unga wa mbegu kwa mabuu ya mbu ilitofautiana kwa kiasi kikubwa kulingana na 95% CI ya uwiano wa kipimo cha hatari cha maadili ya LC50 katika tathmini ya saa 24 na saa 72 (Jedwali 3).Baada ya masaa 24, athari ya sumu ya unga wa Ls ilikuwa kubwa kuliko matibabu mengine ya unga wa mbegu, na shughuli ya juu zaidi na sumu ya juu kwa mabuu (LC50 = 0.04 g/120 ml dH2O).Mabuu hawakuwa nyeti sana kwa DFP kwa saa 24 ikilinganishwa na matibabu ya poda ya mbegu ya IG, Ls na PG, na maadili ya LC50 ya 0.115, 0.04 na 0.08 g/120 ml dH2O mtawalia, ambayo yalikuwa juu zaidi kitakwimu kuliko thamani ya LC50.0.211 g/120 ml dH2O (Jedwali 3).Thamani za LC90 za DFP, IG, PG na Ls zilikuwa 0.376, 0.275, 0.137 na 0.074 g/120 ml dH2O, mtawaliwa (Jedwali 2).Mkusanyiko wa juu wa DPP ulikuwa 0.12 g/120 ml dH2O.Baada ya saa 24 za tathmini, wastani wa vifo vya mabuu ulikuwa 12% tu, wakati wastani wa vifo vya mabuu wa IG na PG ulifikia 51% na 82%, mtawalia.Baada ya saa 24 za tathmini, wastani wa vifo vya mabuu kwa mkusanyiko wa juu zaidi wa matibabu ya unga wa mbegu za Ls (0.075 g/120 ml dH2O) ilikuwa 99% (Mchoro 1A).
Vipindi vya vifo vilikadiriwa kutoka kwa majibu ya kipimo (Probit) ya Ae.Mabuu ya Misri (3 instar larvae) kwa mkusanyiko wa unga wa mbegu masaa 24 (A) na masaa 72 (B) baada ya matibabu.Mstari wa nukta unawakilisha LC50 ya matibabu ya unga wa mbegu.DFP Thlaspi arvense, DFP-HT Joto limezimwa Thlaspi arvense, IG Sinapsis alba (Ida Gold), PG Brassica juncea (Pasifiki Gold), Ls Lepidium sativum.
Katika tathmini ya saa 72, maadili ya LC50 ya unga wa mbegu wa DFP, IG na PG ulikuwa 0.111, 0.085 na 0.051 g/120 ml dH2O, mtawaliwa.Takriban mabuu wote walioathiriwa na mlo wa mbegu za Ls walikufa baada ya saa 72 kufichuliwa, kwa hivyo data ya vifo haikupatana na uchanganuzi wa Probit.Ikilinganishwa na unga mwingine wa mbegu, mabuu hawakuwa nyeti sana kwa matibabu ya unga wa mbegu za DFP na walikuwa na viwango vya juu zaidi vya kitakwimu vya LC50 (Jedwali 2 na 3).Baada ya saa 72, maadili ya LC50 kwa matibabu ya chakula cha mbegu za DFP, IG na PG yalikadiriwa kuwa 0.111, 0.085 na 0.05 g/120 ml dH2O, mtawalia.Baada ya masaa 72 ya tathmini, maadili ya LC90 ya poda za mbegu za DFP, IG na PG zilikuwa 0.215, 0.254 na 0.138 g/120 ml dH2O, mtawaliwa.Baada ya masaa 72 ya tathmini, wastani wa vifo vya mabuu kwa matibabu ya chakula cha mbegu za DFP, IG na PG katika mkusanyiko wa juu wa 0.12 g/120 ml dH2O ilikuwa 58%, 66% na 96%, kwa mtiririko huo (Mchoro 1 B).Baada ya tathmini ya saa 72, unga wa mbegu za PG ulionekana kuwa na sumu zaidi kuliko unga wa mbegu wa IG na DFP.
Isothiocyanati sanisi, allyl isothiocyanate (AITC), benzyl isothiocyanate (BITC) na 4-hydroxybenzylisothiocyanate (4-HBITC) zinaweza kuua viluwiluwi vya mbu.Saa 24 baada ya matibabu, BITC ilikuwa na sumu zaidi kwa mabuu yenye thamani ya LC50 ya 5.29 ppm ikilinganishwa na 19.35 ppm kwa AITC na 55.41 ppm kwa 4-HBITC (Jedwali 4).Ikilinganishwa na AITC na BITC, 4-HBITC ina sumu ya chini na thamani ya juu ya LC50.Kuna tofauti kubwa katika sumu ya mabuu ya mbu ya isothiocyanates kuu mbili (Ls na PG) katika unga wa mbegu wenye nguvu zaidi.Sumu kulingana na uwiano wa kipimo hatari cha maadili ya LC50 kati ya AITC, BITC, na 4-HBITC ilionyesha tofauti ya takwimu hivi kwamba 95% CI ya uwiano wa kipimo cha hatari cha LC50 haikujumuisha thamani ya 1 (P = 0.05, Jedwali). 4).Viwango vya juu zaidi vya BITC na AITC vilikadiriwa kuua 100% ya mabuu waliopimwa (Mchoro 2).
Vipindi vya vifo vilikadiriwa kutoka kwa majibu ya kipimo (Probit) ya Ae.Saa 24 baada ya matibabu, mabuu ya Wamisri (mabuu ya nyota ya 3) walifikia viwango vya synthetic isothiocyanate.Laini yenye vitone inawakilisha LC50 kwa matibabu ya isothiocyanate.Benzyl isothiocyanate BITC, allyl isothiocyanate AITC na 4-HBITC.
Utumiaji wa dawa za kuua wadudu wa mimea kama vidhibiti vya vekta ya mbu umechunguzwa kwa muda mrefu.Mimea mingi huzalisha kemikali za asili ambazo zina shughuli ya kuua wadudu37.Michanganyiko yao ya kibiolojia hutoa mbadala wa kuvutia kwa viua wadudu vya sanisi na uwezo mkubwa wa kudhibiti wadudu, wakiwemo mbu.
Mimea ya haradali hupandwa kama zao la mbegu zao, hutumiwa kama viungo na chanzo cha mafuta.Wakati mafuta ya haradali yanapotolewa kutoka kwa mbegu au haradali inapotolewa kwa matumizi kama nishati ya mimea, 69 bidhaa ya ziada ni unga wa mbegu uliotiwa mafuta.Mlo huu wa mbegu huhifadhi vipengele vyake vya asili vya biokemikali na vimeng'enya vya hidrolitiki.Sumu ya mlo huu wa mbegu inahusishwa na uzalishaji wa isothiocyanates55,60,61.Isothiocyanates huundwa na hidrolisisi ya glucosinolates na kimeng'enya cha myrosinase wakati wa kunyunyiza chakula cha mbegu38,55,70 na inajulikana kuwa na fungicidal, bactericidal, nematicidal na insecticidal madhara, pamoja na mali nyingine ikiwa ni pamoja na athari za hisia za kemikali na mali ya chemotherapeutic61,62, 70.Tafiti nyingi zimeonyesha kuwa mimea ya haradali na unga wa mbegu hufanya kazi kwa ufanisi kama kifusi dhidi ya udongo na wadudu waharibifu wa chakula57,59,71,72.Katika utafiti huu, tulitathmini sumu ya unga wa mbegu nne na bidhaa zake tatu zinazofanya kazi kibiolojia AITC, BITC, na 4-HBITC kwa viluwiluwi vya mbu aina ya Aedes.Aedes Misri.Kuongeza unga wa mbegu moja kwa moja kwenye maji yenye viluwiluwi vya mbu kunatarajiwa kuamsha michakato ya enzymatic ambayo hutoa isothiocyanates ambayo ni sumu kwa mabuu ya mbu.Mabadiliko haya ya kibayolojia yalidhihirishwa kwa sehemu na shughuli ya kuua wadudu ya unga wa mbegu na kupoteza kwa shughuli za kuua wadudu wakati unga mdogo wa haradali ulipotibiwa kwa joto kabla ya matumizi.Matibabu ya joto yanatarajiwa kuharibu vimeng'enya vya hidrolitiki ambavyo huamsha glucosinolates, na hivyo kuzuia uundaji wa isothiocyanates hai.Huu ni utafiti wa kwanza kuthibitisha sifa za kuua wadudu za unga wa mbegu za kabichi dhidi ya mbu katika mazingira ya majini.
Miongoni mwa poda za mbegu zilizojaribiwa, poda ya mbegu ya watercress (Ls) ilikuwa sumu zaidi, na kusababisha vifo vya juu vya Aedes albopictus.Mabuu ya Aedes aegypti yalichakatwa mfululizo kwa saa 24.Poda tatu za mbegu zilizobaki (PG, IG na DFP) zilikuwa na shughuli za polepole na bado zilisababisha vifo vingi baada ya saa 72 za matibabu ya kuendelea.Mlo wa mbegu za Ls pekee ulikuwa na kiasi kikubwa cha glucosinolates, ambapo PG na DFP zilikuwa na myrosinase na IG ilikuwa na glucosinolate kama glucosinolate kuu (Jedwali 1).Glucotropaeolin hutiwa hidrolisisi hadi BITC na sinalbine hutiwa hidrolisisi hadi 4-HBITC61,62.Matokeo yetu ya uchunguzi wa kibayolojia yanaonyesha kuwa unga wa mbegu za Ls na BITC sintetiki ni sumu kali kwa mabuu ya mbu.Sehemu kuu ya unga wa mbegu wa PG na DFP ni myrosinase glucosinolate, ambayo hutiwa hidrolisisi hadi AITC.AITC inafaa katika kuua viluwiluwi vya mbu wenye thamani ya LC50 ya 19.35 ppm.Ikilinganishwa na AITC na BITC, 4-HBITC isothiocyanate ndiyo yenye sumu kidogo zaidi kwa mabuu.Ingawa AITC haina sumu kidogo kuliko BITC, maadili yao ya LC50 ni ya chini kuliko mafuta mengi muhimu yaliyojaribiwa kwenye mabuu ya mbu32,73,74,75.
Poda yetu ya mbegu ya cruciferous kwa ajili ya matumizi dhidi ya mabuu ya mbu ina glucosinolate moja kuu, inayochukua zaidi ya 98-99% ya jumla ya glucosinolates kama ilivyoamuliwa na HPLC.Kufuatilia kiasi cha glucosinolates nyingine kiligunduliwa, lakini viwango vyao vilikuwa chini ya 0.3% ya jumla ya glucosinolates.Poda ya mbegu ya Watercress (L. sativum) ina glucosinolates ya sekondari (sinigrin), lakini uwiano wao ni 1% ya jumla ya glucosinolates, na maudhui yao bado hayana maana (kuhusu 0.4 mg / g ya unga wa mbegu).Ingawa PG na DFP zina glucosinolate kuu sawa (myrosin), shughuli ya kuua wadudu wa milo yao ya mbegu hutofautiana kwa kiasi kikubwa kutokana na maadili yao ya LC50.Inatofautiana katika sumu kwa koga ya unga.Kuibuka kwa mabuu ya Aedes aegypti kunaweza kutokana na tofauti za shughuli za myrosinase au uthabiti kati ya milisho miwili ya mbegu.Shughuli ya myrosinase ina jukumu muhimu katika upatikanaji wa kibiolojia wa bidhaa za hidrolisisi kama vile isothiocyanates katika mimea ya Brassicaceae76.Ripoti za awali za Pocock et al.77 na Wilkinson et al.78 zimeonyesha kuwa mabadiliko katika shughuli ya myrosinase na utulivu inaweza pia kuhusishwa na sababu za maumbile na mazingira.
Maudhui yanayotarajiwa ya isothiocyanate ya kibiolojia yalihesabiwa kulingana na viwango vya LC50 vya kila mlo wa mbegu kwa saa 24 na 72 (Jedwali la 5) kwa kulinganisha na matumizi ya kemikali yanayolingana.Baada ya masaa 24, isothiocyanates katika unga wa mbegu zilikuwa na sumu zaidi kuliko misombo safi.Thamani za LC50 zilizohesabiwa kulingana na sehemu kwa kila milioni (ppm) za matibabu ya mbegu za isothiocyanate zilikuwa chini ya maadili ya LC50 kwa programu za BITC, AITC, na 4-HBITC.Tuliona mabuu wakitumia vidonge vya unga wa mbegu (Mchoro 3A).Kwa hivyo, mabuu wanaweza kupokea mfiduo uliokolea zaidi kwa isothiocyanates yenye sumu kwa kumeza vidonge vya unga wa mbegu.Hii ilionekana zaidi katika matibabu ya unga wa IG na PG kwa mfiduo wa saa 24, ambapo viwango vya LC50 vilikuwa 75% na 72% chini kuliko matibabu safi ya AITC na 4-HBITC, mtawalia.Matibabu ya Ls na DFP yalikuwa na sumu zaidi kuliko isothiocyanate safi, na maadili ya LC50 24% na 41% chini, mtawaliwa.Mabuu katika matibabu ya udhibiti yalipua kwa mafanikio (Mchoro 3B), wakati mabuu wengi katika matibabu ya unga wa mbegu hawakuwa na maendeleo ya mabuu yalichelewa kwa kiasi kikubwa (Mchoro 3B, D).Katika Spodopteralitura, isothiocyanates huhusishwa na ucheleweshaji wa ukuaji na ucheleweshaji wa ukuaji79.
Mabuu ya Ae.Mbu wa Aedes aegypti waliendelea kuathiriwa na unga wa mbegu za Brassica kwa saa 24–72.(A) Vibuu vilivyokufa na chembe chembe za unga wa mbegu kwenye sehemu za mdomo (zilizozunguka);(B) Matibabu ya kudhibiti (dH20 bila kuongezwa mlo wa mbegu) huonyesha kwamba mabuu hukua kwa njia ya kawaida na kuanza kutaga baada ya saa 72 (C, D) Mabuu wanaotibiwa kwa unga wa mbegu;unga wa mbegu ulionyesha tofauti katika maendeleo na haukua.
Hatujasoma utaratibu wa athari za sumu za isothiocyanates kwenye mabuu ya mbu.Walakini, tafiti za hapo awali za mchwa mwekundu (Solenopsis invicta) zimeonyesha kuwa kizuizi cha glutathione S-transferase (GST) na esterase (EST) ndio njia kuu ya shughuli ya isothiocyanate, na AITC, hata katika shughuli ya chini, inaweza pia kuzuia shughuli za GST. .nyekundu kutoka nje ya mchwa moto katika viwango vya chini.Kiwango ni 0.5 µg/ml80.Kinyume chake, AITC huzuia asetilikolinesterase katika wadudu wazima wa mahindi (Sitophilus zeamais)81.Masomo sawa lazima yafanyike ili kufafanua utaratibu wa shughuli za isothiocyanate katika mabuu ya mbu.
Tunatumia matibabu ya DFP ambayo hayajawashwa na joto ili kuunga mkono pendekezo kwamba hidrolisisi ya glucosinolates ya mimea kuunda isothiocyanates tendaji hutumika kama njia ya kudhibiti mabuu ya mbu kwa unga wa mbegu ya haradali.Mlo wa mbegu wa DFP-HT haukuwa na sumu katika viwango vya utumaji vilivyojaribiwa.Lafarga et al.82 iliripoti kuwa glucosinolates ni nyeti kwa uharibifu kwenye joto la juu.Matibabu ya joto pia yanatarajiwa kugeuza kimeng'enya cha myrosinase kwenye unga wa mbegu na kuzuia hidrolisisi ya glucosinolate kuunda isothiocyanati tendaji.Hili pia lilithibitishwa na Okunade et al.75 ilionyesha kuwa myrosinase ni nyeti kwa halijoto, ikionyesha kuwa shughuli ya myrosinase ilizimwa kabisa wakati haradali, haradali nyeusi, na mbegu za mizizi ya damu ziliwekwa kwenye joto zaidi ya 80°.C. Mbinu hizi zinaweza kusababisha upotevu wa shughuli ya kuua wadudu ya unga wa mbegu wa DFP uliotiwa joto.
Kwa hivyo, unga wa mbegu ya haradali na isothiocyanates zake kuu tatu ni sumu kwa mabuu ya mbu.Kwa kuzingatia tofauti hizi kati ya unga wa mbegu na matibabu ya kemikali, matumizi ya unga wa mbegu inaweza kuwa njia bora ya kudhibiti mbu.Kuna haja ya kutambua uundaji unaofaa na mifumo ya utoaji bora ili kuboresha ufanisi na utulivu wa matumizi ya poda ya mbegu.Matokeo yetu yanaonyesha uwezekano wa matumizi ya unga wa haradali kama njia mbadala ya dawa za wadudu.Teknolojia hii inaweza kuwa zana bunifu ya kudhibiti vienezaji vya mbu.Kwa sababu viluwiluwi vya mbu hustawi katika mazingira ya majini na glucosinolates za unga wa mbegu hubadilishwa kwa njia ya enzymatically na kuwa isothiocyanates hai wakati wa uhamishaji maji, matumizi ya unga wa mbegu ya haradali katika maji yaliyoathiriwa na mbu hutoa uwezo mkubwa wa kudhibiti.Ingawa shughuli ya kuua larvicidal ya isothiocyanates hutofautiana (BITC > AITC > 4-HBITC), utafiti zaidi unahitajika ili kubaini kama kuchanganya unga wa mbegu na glucosinolate nyingi kwa pamoja huongeza sumu.Huu ni utafiti wa kwanza kuonyesha athari za kuua wadudu za unga wa mbegu za cruciferous na isothiocyanates tatu za kibiolojia kwa mbu.Matokeo ya utafiti huu yamevunja msingi mpya kwa kuonyesha kwamba unga wa mbegu za kabichi iliyotiwa mafuta, mabaki ya uchimbaji wa mafuta kutoka kwa mbegu, unaweza kutumika kama wakala wa viuadudu kwa ajili ya kudhibiti mbu.Taarifa hii inaweza kusaidia zaidi ugunduzi wa mawakala wa udhibiti wa mimea na maendeleo yao kama viuatilifu vya bei nafuu, vinavyofaa na rafiki kwa mazingira.
Seti za data zilizoundwa kwa ajili ya utafiti huu na uchanganuzi unaopatikana unapatikana kutoka kwa mwandishi husika kwa ombi linalofaa.Mwishoni mwa utafiti, vifaa vyote vilivyotumika katika utafiti (wadudu na unga wa mbegu) viliharibiwa.


Muda wa kutuma: Jul-29-2024