Netijeli derejedeçybynlary gözegçilikde saklamakwe olaryň daşaýan keselleriniň ýaýramagyny azaltmak üçin himiki pestisidlere strategik, durnukly we ekologiýa taýdan arassa alternatiwalar gerek. Biz käbir Brassicaceae (Brassica maşgalasy) ösümliklerinden alynýan tohum ununy Müsür Aedes-e garşy göreşde ulanmak üçin biologik taýdan işjeň däl glýukozinolatlaryň fermentatiw gidrolizi arkaly öndürilýän ösümliklerden alynýan izotiosianatlaryň çeşmesi hökmünde baha berdik (L., 1762). Bäş ýagsyzlandyrylan tohum unu (Brassica juncea (L) Czern., 1859, Lepidium sativum L., 1753, Sinapis alba L., 1753, Thlaspi arvense L., 1753 we Thlaspi arvense – termiki inaktiwleşdirmegiň we fermentatiw dargamagyň üç esasy görnüşi. Himiki önümler. Allil izotiosianatyň, benzil izotiosianatyň we 4-gidroksibenzilizotiosianatyň 24 sagatlyk täsirde Aedes aegypti liçinkalaryna zäherliligini (LC50) kesgitlemek üçin = 0,04 g/120 ml dH2O). Gorçisa, ak gorçisa we atguýrugy üçin LC50 gymmatlyklary. Tohum ununyň mukdary allil izotiosiýanat (LC50 = 19.35 ppm) we 4 bilen deňeşdirilende degişlilikde 0.05, 0.08 we 0.05 boldy. -Gidroksibenzilizotiosiýanat (LC50 = 55.41 ppm) bejergiden soň 24 sagadyň dowamynda 0.1 g/120 ml dH2O-dan has zäherli boldy. Bu netijeler ýonja tohum ununyň öndürilişi bilen gabat gelýär. Benzil efirleriniň ýokary netijeliligi hasaplanan LC50 gymmatlyklaryna gabat gelýär. Tohum ununy ulanmak çybynlara garşy göreşmegiň netijeli usulyny üpjün edip biler. Çarçygöz tohum poroşogynyň we onuň esasy himiki bölekleriniň çybynlara garşy netijeliligi we çarçygöz tohum poroşogyndaky tebigy birleşmeleriň çybynlara garşy göreşmek üçin geljegi uly ekologiýa taýdan arassa lyçinak hökmünde hyzmat edip biljekdigini görkezýär.
Aedes çybynlarynyň döredýän wektor arkaly geçýän keseller global jemgyýetçilik saglygynyň esasy meselesi bolmagynda galýar. Çybyn arkaly geçýän keselleriň ýaýramagy geografik taýdan ýaýraýar1,2,3 we gaýtadan ýüze çykýar, bu bolsa agyr keselleriň ýaýramagyna getirýär4,5,6,7. Adamlaryň we haýwanlaryň arasynda keselleriň ýaýramagy (meselem, çikunguniýa, denge, Rift jülgesi gyzzyrma, sary gyzzyrma we Zika wirusy) öň görülmedik derejede. Diňe denge gyzzyrmasynyň özi tropiki ýerlerde takmynan 3,6 milliard adamy ýokançlyk howpuna salýar, her ýyl takmynan 390 million ýokançlyk ýüze çykýar we netijede ýylda 6100–24300 adam ölýär8. Günorta Amerikada Zika wirusynyň gaýtadan peýda bolmagy we ýaýramagy, ýokançly aýallardan doglan çagalarda beýni zeperlenmesi sebäpli bütin dünýäde üns çekdi2. Kremer we beýlekiler 3 Aedes çybynlarynyň geografik geriminiň giňelmegini dowam etdirjekdigini we 2050-nji ýyla çenli dünýä ilatynyň ýarysynyň çybyn arkaly geçýän arbowiruslar bilen ýokançlyk howpuna duçar boljakdygyny çaklaýarlar.
Denge we sary gyzdyrma garşy ýakynda işlenip düzülen sanjymlardan başga, çybyn arkaly geçýän keselleriň köpüsine garşy sanjymlar heniz işlenip düzülmedi9,10,11. Sanjymlar henizem çäkli möçberde elýeterlidir we diňe kliniki synaglarda ulanylýar. Sintetiki insektisidleri ulanyp, çybyn wektorlaryny gözegçilikde saklamak çybyn arkaly geçýän keselleriň ýaýramagynyň öňüni almagyň esasy strategiýasy boldy12,13. Sintetiki pestisidler çybynlary öldürmekde netijeli bolsa-da, sintetiki pestisidleriň dowamly ulanylmagy maksat edinilmedik organizmlere ýaramaz täsir edýär we daşky gurşawy hapalaýar14,15,16. Has-da howsala salýan zat, himiki insektisidlere çybyn garşylygynyň artmagydyr17,18,19. Pestisidler bilen baglanyşykly bu meseleler kesel wektorlaryny gözegçilikde saklamak üçin netijeli we ekologiýa taýdan arassa alternatiwalary gözlemegi çaltlaşdyrdy.
Zyýankeşlere garşy göreşmek üçin fitopestisidleriň çeşmeleri hökmünde dürli ösümlikler işlenip düzüldi20,21. Ösümlik maddalary, adatça, ekologiýa taýdan arassadyr, sebäbi olar biodegradasiýa bolýar we süýdemdirijiler, balyklar we amfibiýalar ýaly maksatly däl organizmler üçin pes ýa-da az zäherlilige eýedir20,22. Ösümlik preparatlarynyň çybynlaryň dürli ýaşaýyş tapgyrlaryny netijeli gözegçilikde saklamak üçin dürli täsir mehanizmleri bilen dürli bioaktiw birleşmeleri öndürýändigi mälim23,24,25,26. Efir ýaglary we beýleki işjeň ösümlik maddalary ýaly ösümliklerden alynýan birleşmeler üns çekdi we çybynlaryň wehimlerini gözegçilikde saklamak üçin innowasion gurallaryň ýoluny açdy. Efir ýaglary, monoterpenler we seskwiterpenler repelentler, iýmitlenmegiň öňüni alyjylar we owisidler hökmünde hereket edýär27,28,29,30,31,32,33. Köp ösümlik ýaglary çybynlaryň liçinkalarynyň, kuklalarynyň we ulularynyň ölümine sebäp bolýar34,35,36, böcekleriň nerw, dem alyş, endokrin we beýleki möhüm ulgamlaryna täsir edýär37.
Soňky barlaglar gorçisa ösümlikleriniň we olaryň tohumlarynyň bioaktiw birleşmeleriň çeşmesi hökmünde ulanylmagynyň mümkindigini düşündirdi. Gorçisa tohumynyň unu biofumigant hökmünde synagdan geçirildi38,39,40,41 we haşal otlary basyp ýatyrmak42,43,44 we toprakda ýaýraýan ösümlik kesel döredijileriniň45,46,47,48,49,50 gözegçiliginde topragyň düzümi hökmünde ulanyldy45,46,47,48,49,50, ösümlik iýmiti. nematodalar 41,51, 52, 53, 54 we zyýankeşler 55, 56, 57, 58, 59, 60. Bu tohum poroşoklarynyň fungisid işjeňligi izotiosiýanatlar diýlip atlandyrylýan ösümlik gorag birleşmelerine baglydyr38,42,60. Ösümliklerde bu gorag birleşmeleri ösümlik öýjüklerinde bioaktiw däl glýukozinolatlar görnüşinde saklanýar. Şeýle-de bolsa, ösümlikler mör-möjekleriň iýmitlenmegi ýa-da kesel döredijileriň ýokançlygy sebäpli zeper ýetende, glýukozinolatlar mirozinaza tarapyndan bioaktiw izotiosiýanatlara55,61 gidrolizlenýär. Izotiosianatlar giň spektrli antimikrob we insektisid täsirine eýedigi belli bolan uçujy birleşmelerdir we olaryň gurluşy, biologik işjeňligi we mazmuny Brassicaceae görnüşleriniň arasynda giňden tapawutlanýar42,59,62,63.
Gorçisa tohumynyň unundan alynýan izotiosianatlaryň insektisid täsiri bardygy mälim bolsa-da, lukmançylyk taýdan möhüm artropod wektorlaryna garşy biologik täsiri barada maglumatlar ýetmezçilik edýär. Biziň gözlegimizde Aedes çybynlaryna garşy dört sany ýagsyzlandyrylan tohum poroşogynyň liçinka öldüriji täsiri barlandy. Aedes aegypti liçinkalary. Gözlegiň maksady olaryň çybynlara garşy göreşmek üçin ekologiýa taýdan arassa biopestisid hökmünde ulanylmagynyň mümkindigini bahalandyrmakdy. Tohum ununyň üç esasy himiki bölegi, allil izotiosianat (AITC), benzil izotiosianat (BITC) we 4-gidroksibenzilizotiosianat (4-HBITC) hem bu himiki bölekleriň çybyn liçinkalarynda biologik işjeňligini barlamak üçin synagdan geçirildi. Bu dört sany kelem tohum poroşogynyň we olaryň esasy himiki bölekleriniň çybyn liçinkalaryna garşy netijeliligini bahalandyrýan ilkinji hasabatdyr.
Aedes aegypti (Rokfeller ştammy) laboratoriýa koloniýalary 26°C, 70% otnositel çyglylykda (RH) we 10:14 sagatda (L:D fotoperiody) saklandy. Jübütlenen dişiler plastik torlarda (boýy 11 sm we diametri 9,5 sm) saklandy we sitratlanan sygyr gany (HemoStat Laboratories Inc., Dixon, CA, ABŞ) ulanylyp, çüýşeden iýmitlendirme ulgamy arkaly iýmitlendirildi. Gan iýmitlendirme adaty bolşy ýaly, 37°C temperatura gözegçiligi bolan aýlanýan suw wannasy turbasyna (HAAKE S7, Thermo-Scientific, Waltham, MA, ABŞ) birikdirilen membranaly köp aýnaly iýmitlendiriji (Chemglass, Life Sciences LLC, Vineland, NJ, ABŞ) ulanylyp geçirildi. Her aýna iýmitlendirme kamerasynyň aşagyna (meýdany 154 mm2) Parafilm M plýonkasyny çekiň. Soňra her iýmitlendiriji jübütlenen dişi bolan toruň üstüni örtýän ýokarky torda ýerleşdirildi. Pasteur pipetkasy (Fisherbrand, Fisher Scientific, Waltham, MA, ABŞ) arkaly aýna iýmitlendiriji woronkasyna takmynan 350–400 μl sygyr gany goşuldy we ululary azyndan bir sagatlap süzdürildi. Soňra göwreli dişilere 10% saharoza ergini berildi we aýratyn ultra-aýdyň sufle käselerine (1.25 fl oz ölçegli, Dart Container Corp., Mason, MI, ABŞ) goýlan çygly süzgüç kagyzynyň üstüne ýumurtga goýmaga rugsat berildi. Suw bilen doldurylan torba. Ýumurtgalary bolan süzgüç kagyzyny möhürlenen halta (SC Johnsons, Racine, WI) goýuň we 26°C temperaturada saklaň. Ýumurtgalar çykaryldy we takmynan 200–250 liçinka towşan çowusynyň (ZuPreem, Premium Natural Products, Inc., Mission, KS, ABŞ) we bagyr poroşogynyň (MP Biomedicals, LLC, Solon, OH, ABŞ) garyndysy bolan plastik tabalarda 2:1:1 gatnaşykda ösdürilip ýetişdirildi. Bioseljermelerimizde üçünji ýaşdaky liçinkalar ulanyldy.
Bu gözlegde ulanylan ösümlik tohum materiallary aşakdaky täjirçilik we hökümet çeşmelerinden alyndy: ABŞ-nyň Waşington ştatynyň Pasifik Demirgazyk-Günbatar Fermerler Kooperatiwinden Brassica juncea (goňur gorçisa-Pasifik Altyn) we Brassica juncea (ak gorçisa-Ida Altyn); ABŞ-nyň Peoria, IL, Kelly Seed and Hardware Co.-dan (Garden Cress) we ABŞ-nyň Peoria, IL, USDA-ARS-dan Thlaspi arvense (Field Pennycress-Elisabeth); Gözlegde ulanylan tohumlaryň hiç biri pestisidler bilen işlenmedi. Bu gözlegde ähli tohum materiallary ýerli we milli düzgünlere laýyklykda, şeýle hem ähli degişli ýerli döwlet we milli düzgünlere laýyklykda gaýtadan işlenildi we ulanyldy. Bu gözlegde transgen ösümlik görnüşleri öwrenilmedi.
Brassica juncea (PG), ýorunja (Ls), ak gorçisa (IG), Thlaspi arvense (DFP) tohumlary 0,75 mm tor we poslamaýan polatdan ýasalan rotor, 12 dişli, 10,000 aýlanma/minut bilen enjamlaşdyrylan Retsch ZM200 ultra merkezden gaçyryjy degirmen (Retsch, Haan, Germaniýa) arkaly inçe poroşoka öwrüldi (1-nji tablisa). Üwelen tohum poroşogy kagyz timbere geçirildi we Soxhlet enjamynda 24 sagatlap geksan bilen ýagsyzlandyryldy. Ýagsyzlandyrylan meýdan gorçisasynyň kiçi nusgasy mirozinazanyň denaturasiýasyny üpjün etmek we biologik taýdan işjeň izotiosianatlary emele getirmek üçin glýukozinolatlaryň gidroliziniň öňüni almak üçin 100 °C-da 1 sagatlap ýylylyk bilen işlenildi. Gyzgynlyk bilen işlenen atguýrugy tohum poroşogy (DFP-HT) mirozinazanyň denaturasiýasyny üpjün etmek arkaly negatiw gözegçilik hökmünde ulanyldy.
Ýagsyzlandyrylan tohum ununyň glýukozinolat mukdary öň çap edilen protokola 64 laýyklykda ýokary öndürijilikli suwuklyk hromatografiýasy (HPLC) arkaly üç esse kesgitlenildi. Gysgaça aýdylanda, 250 mg ýagsyzlandyrylan tohum poroşogynyň nusgasyna 3 ml metanol goşuldy. Her nusga suw wannasynda 30 minutlap ultrases bilen işlenip, 23°C-de 16 sagatlap garaňky ýerde goýuldy. Soňra organiki gatlagyň 1 ml alikwoty 0,45 μm süzgüçden awtosampler arkaly süzüldi. Shimadzu HPLC ulgamynda (iki LC 20AD nasosy; SIL 20A awtosampler; DGU 20As gaz çykaryjy; 237 nm-de gözegçilik etmek üçin SPD-20A UV-VIS detektory; we CBM-20A aragatnaşyk şina moduly) işleýän tohum ununyň glýukozinolat mukdary üç esse Shimadzu LC Solution programma üpjünçiliginiň 1.25 wersiýasyny (Shimadzu Corporation, Kolumbiýa, MD, ABŞ) ulanyp kesgitlenildi. Sütün C18 Inertsil ters fazaly sütüni (250 mm × 4.6 mm; RP C-18, ODS-3, 5u; GL Sciences, Torrance, CA, ABŞ) boldy. Ilkinji ykjam faza şertleri suwda 12% metanol / 88% 0.01 M tetrabutilamonium gidroksidinde (TBAH; Sigma-Aldrich, Sent-Luis, MO, ABŞ) 1 ml/min akym tizligi bilen kesgitlenildi. 15 μl nusganyň inýeksiýasyndan soň, başlangyç şertler 20 minut saklandy, soňra erijiniň gatnaşygy 100% metanola deňleşdirildi, umumy nusga seljerme wagty 65 minut boldy. Ýagsyzlandyrylan tohum ununyň kükürt mukdaryny kesgitlemek üçin täze taýýarlanan sinapin, glýukozinolat we mirozin standartlarynyň (Sigma-Aldrich, Sent-Luis, MO, ABŞ) yzygiderli suwuklandyrylmagy arkaly standart egri (nM/mAb esasynda) döredildi. glýukozinolatlar. Nusgalardaky glýukozinolat konsentrasiýalary Agilent 1100 HPLC (Agilent, Santa Klara, Kaliforniýa, ABŞ)-da şol bir sütün bilen enjamlaşdyrylan OpenLAB CDS ChemStation wersiýasyny (C.01.07 SR2 [255]) ulanyp we öň beýan edilen usuly ulanyp synagdan geçirildi. Glýukozinolat konsentrasiýalary kesgitlenildi; HPLC ulgamlarynyň arasynda deňeşdirilip bilner.
Allil izotiosianat (94%, durnukly) we benzil izotiosianat (98%) Fisher Scientific (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, ABŞ) kompaniýasyndan satyn alyndy. 4-Gidroksibenzilizotiosianat ChemCruz (Santa Cruz Biotechnology, CA, ABŞ) kompaniýasyndan satyn alyndy. Mirozinaza tarapyndan fermentatiw gidrolizlenende, glýukozinolatlar, glýukozinolatlar we glýukozinolatlar degişlilikde allil izotiosianat, benzil izotiosianat we 4-gidroksibenzilizotiosianat emele getirýär.
Laboratoriýa biosynaglary Muturi we beýlekiler 32-niň usulyna laýyklykda üýtgedilip geçirildi. Bu gözlegde bäş sany az ýagly tohum iýmiti ulanyldy: DFP, DFP-HT, IG, PG we Ls. Ýigrimi sany liçinka 120 ml deionizirlenen suw (dH2O) saklaýan 400 ml bir gezek ulanylýan üç taraplaýyn stakana (VWR International, LLC, Radnor, PA, ABŞ) ýerleşdirildi. Çybyn liçinkalarynyň zäherliligini kesgitlemek üçin ýedi sany tohum ununyň konsentrasiýasy synagdan geçirildi: DFP tohum unu, DFP-HT, IG we PG üçin 0,01, 0,02, 0,04, 0,06, 0,08, 0,1 we 0,12 g tohum unu/120 ml dH2O. Deslapky biosynaglar ýagsyzlandyrylan Ls tohum ununyň synagdan geçirilen beýleki dört tohum unundan has zäherlidigini görkezýär. Şonuň üçin biz Ls tohum ununyň ýedi bejeriş konsentrasiýasyny aşakdaky konsentrasiýalara sazladyk: 0,015, 0,025, 0,035, 0,045, 0,055, 0,065 we 0,075 g/120 ml dH2O.
Synag şertlerinde mör-möjekleriň kadaly ölümini bahalandyrmak üçin işlenilmedik gözegçilik topary (dH20, tohum ununyň goşundysy ýok) goşuldy. Her tohum ununyň toksikologik biosynaglaryna üç gaýtalanýan üç eňňitli stakan (her stakanda 20 sany soňky üçünji ýaşdaky liçinka), jemi 108 flakon girdi. Işlenen gaplar otagyň temperaturasynda (20-21°C) saklandy we liçinkalaryň ölümi bejeriş konsentrasiýalaryna 24 we 72 sagatlap üznüksiz täsir etmek wagtynda hasaba alyndy. Eger çybynlaryň bedeni we goşmaçalary inçe polat şpatel bilen deşilende ýa-da degilende hereket etmese, çybynlaryň liçinkalary öli hasaplanýar. Öli liçinkalar adatça gapyň aşagynda ýa-da suwuň ýüzünde dorsal ýa-da ventral ýagdaýda hereketsiz galýarlar. Synag dürli günlerde dürli liçinka toparlaryny ulanyp, jemi 180 liçinka her bejeriş konsentrasiýasyna sezewar edildi.
AITC, BITC we 4-HBITC-niň çybyn liçinkalaryna zäherliligi şol bir bioanaliz usuly arkaly, ýöne dürli bejeriş usullary bilen bahalandyryldy. Her bir himiki madda üçin 100,000 ppm önüm erginlerini taýýarlaň, 2 ml sentrifuga turbasyndaky 900 μL absolýut etanola 100 µL himiki maddany goşup we 30 sekuntlap garyşdyryp, gowy garyşdyryň. Bejeriş konsentrasiýalary BITC-niň AITC we 4-HBITC-den has zäherlidigini anyklan deslapky bioanalizlerimize esaslanyp kesgitlenildi. Zäherliligi kesgitlemek üçin BITC-niň 5 konsentrasiýasy (1, 3, 6, 9 we 12 ppm), AITC-niň 7 konsentrasiýasy (5, 10, 15, 20, 25, 30 we 35 ppm) we 4-HBITC-niň 6 konsentrasiýasy (15, 15, 20, 25, 30 we 35 ppm) ulanyldy. 30, 45, 60, 75 we 90 ppm). Gözegçilik bejergisine himiki bejerginiň maksimum möçberine deň bolan 108 μL absolýut etanol girizildi. Biosynaglar ýokardaky ýaly gaýtalandy we bejergi konsentrasiýasyna jemi 180 liçinka täsir etdi. Liçinka ölümi AITC, BITC we 4-HBITC-niň her bir konsentrasiýasy üçin 24 sagat dowamly täsirden soň hasaba alyndy.
65 doza bilen baglanyşykly ölüm maglumatlarynyň probit analizi Polo programma üpjünçiligini (Polo Plus, LeOra Software, 1.0 wersiýasy) ulanyp, 50% ölüm konsentrasiýasyny (LC50), 90% ölüm konsentrasiýasyny (LC90), meýilliligi, ölüm dozasynyň koeffisiýentini we 95% ölüm konsentrasiýasyny hasaplamak üçin geçirildi. Bu log-öwrümli konsentrasiýa we doza-ölüm egrileri üçin ölüm dozasynyň gatnaşyklary üçin ynam aralyklaryna esaslanýar. Ölüm maglumatlary her bejeriş konsentrasiýasyna sezewar edilen 180 liçinkanyň utgaşdyrylan gaýtalanýan maglumatlaryna esaslanýar. Ähtimallyk analizleri her tohum ununy we her himiki komponent üçin aýratynlykda geçirildi. Ölüm dozasynyň gatnaşygynyň 95% ynam aralygyna esaslanyp, tohum ununyň we himiki düzümleriň çybyn liçinkalaryna zäherliliginiň düýpli tapawutlydygy hasaplanyldy, şonuň üçin 1 gymmatyny öz içine alýan ynam aralygy düýpli tapawutlanmady, P = 0.0566.
Ýagsyzlandyrylan tohum unlarynda DFP, IG, PG we Ls esasy glýukozinolatlary kesgitlemek üçin HPLC netijeleri 1-nji tablisada görkezilen. Synag edilen tohum unlaryndaky esasy glýukozinolatlar, DFP we PG-den başga, üýtgedi, olaryň ikisinde hem mirozinaza glýukozinolatlary bardy. PG-däki miroziniň mukdary DFP-däkiden ýokary bolup, degişlilikde 33,3 ± 1,5 we 26,5 ± 0,9 mg/g boldy. Ls tohum poroşogynda 36,6 ± 1,2 mg/g glýukoglikon, IG tohum poroşogynda bolsa 38,0 ± 0,5 mg/g sinapin bardy.
Ae. Aedes aegypti çybynlarynyň liçinkalary ýagsyzlandyrylan tohum unu bilen bejerilende öldürildi, emma bejerginiň netijeliligi ösümlik görnüşine baglylykda üýtgedi. Diňe DFP-NT 24 we 72 sagat täsir edenden soň çybyn liçinkalary üçin zäherli däldi (2-nji tablisa). Işjeň tohum poroşogynyň zäherliligi konsentrasiýanyň artmagy bilen artdy (1A, B surat). Tohum ununyň çybyn liçinkalaryna zäherliligi 24 sagat we 72 sagatlyk bahalandyrmalarda LC50 gymmatlyklarynyň öldüriji doza gatnaşygynyň 95% CI esasynda düýpli üýtgedi (3-nji tablisa). 24 sagatdan soň, Ls tohum ununyň zäherli täsiri beýleki tohum unu bejergilerinden has ýokary boldy, iň ýokary işjeňlik we liçinkalar üçin iň ýokary zäherlilik bilen (LC50 = 0,04 g/120 ml dH2O). Liçinkalar IG, Ls we PG tohum poroşogy bilen bejerişlere garanyňda 24 sagadyň dowamynda DFP-e has az duýgur boldy, LC50 gymmatlyklary degişlilikde 0,115, 0,04 we 0,08 g/120 ml dH2O boldy, bu bolsa statistik taýdan LC50 gymmatyndan ýokary boldy. 0,211 g/120 ml dH2O (3-nji tablisa). DFP, IG, PG we Ls-iň LC90 gymmatlyklary degişlilikde 0,376, 0,275, 0,137 we 0,074 g/120 ml dH2O boldy (2-nji tablisa). DPP-niň iň ýokary konsentrasiýasy 0,12 g/120 ml dH2O boldy. 24 sagatlyk baha berişden soň, liçinkalaryň ortaça ölüm derejesi diňe 12% boldy, IG we PG liçinkalarynyň ortaça ölüm derejesi bolsa degişlilikde 51% we 82% -e ýetdi. 24 sagatlyk baha berişden soň, Ls tohum ununyň iň ýokary konsentrasiýasy (0,075 g/120 ml dH2O) üçin liçinkalaryň ortaça ölüm derejesi 99% boldy (1A surat).
Ölüm egrileri Ae. Müsür liçinkalarynyň (3-nji ýaş liçinkalary) tohum ununyň konsentrasiýasyna bejergiden 24 sagat (A) we 72 sagat (B) soň berlen doza jogabyndan (Probit) kesgitlenildi. Nokatly çyzyk tohum ununyň bejergisiniň LC50-ni görkezýär. DFP Thlaspi arvense, DFP-HT Heat inactivated Thlaspi arvense, IG Sinapsis alba (Ida Gold), PG Brassica juncea (Pacific Gold), Ls Lepidium sativum.
72 sagatlyk bahalandyrmada DFP, IG we PG tohum ununyň LC50 gymmatlyklary degişlilikde 0,111, 0,085 we 0,051 g/120 ml dH2O boldy. Ls tohum ununa sezewar bolan liçinkalaryň tas ählisi 72 sagat täsir edilenden soň öldi, şonuň üçin ölüm maglumatlary Probit analizine gabat gelmedi. Beýleki tohum ununa garanyňda, liçinkalar DFP tohum ununa has az duýgurdy we statistik taýdan ýokary LC50 gymmatlyklaryna eýe boldy (2-nji we 3-nji tablisalar). 72 sagatdan soň, DFP, IG we PG tohum ununa bejergi üçin LC50 gymmatlyklary degişlilikde 0,111, 0,085 we 0,05 g/120 ml dH2O diýlip çaklanyldy. 72 sagatlyk baha berişden soň, DFP, IG we PG tohum poroşoklarynyň LC90 gymmatlyklary degişlilikde 0,215, 0,254 we 0,138 g/120 ml dH2O boldy. 72 sagatlyk baha berişden soň, DFP, IG we PG tohum ununyň ortaça ölüm derejesi 0,12 g/120 ml dH2O maksimum konsentrasiýasynda degişlilikde 58%, 66% we 96% boldy (1B surat). 72 sagatlyk baha berişden soň, PG tohum ununyň IG we DFP tohum unundan has zäherlidigi anyklandy.
Sintetiki izotiosianatlar, allil izotiosianat (AITC), benzil izotiosianat (BITC) we 4-gidroksibenzilizotiosianat (4-HBITC) çybyn liçinkalaryny netijeli öldürip bilýär. Bejerişden 24 sagat soň, BITC liçinkalar üçin has zäherli bolup, LC50 gymmaty AITC üçin 19.35 ppm we 4-HBITC üçin 55.41 ppm bilen deňeşdirilende 5.29 ppm boldy (4-nji tablisa). AITC we BITC bilen deňeşdirilende, 4-HBITC pes zäherlilige we ýokary LC50 gymmatyna eýedir. Iň güýçli tohum unundaky iki esasy izotiosianatyň (Ls we PG) çybyn liçinkalaryna zäherliliginde düýpli tapawutlar bar. AITC, BITC we 4-HBITC arasyndaky LC50 gymmatlyklarynyň ölüm howply doza gatnaşygyna esaslanýan zäherlilik statistik tapawudy görkezdi, şonuň üçin LC50 ölüm howply doza gatnaşygynyň 95% CI 1 gymmatyny öz içine almady (P = 0.05, 4-nji tablisa). BITC we AITC-niň iň ýokary konsentrasiýalarynyň synagdan geçirilen liçinkalaryň 100% -ini öldürýändigi çaklanyldy (2-nji surat).
Ölüm egrileri Ae-niň doza jogabyndan (Probit) kesgitlenildi. Bejergiden 24 sagat soň, müsür liçinkalary (3-nji ýaşdaky liçinkalar) sintetiki izotiosiýanat konsentrasiýalaryna ýetdi. Nokatly çyzyk izotiosiýanat bejergisi üçin LC50-ni görkezýär. Benzil izotiosiýanat BITC, allil izotiosiýanat AITC we 4-HBITC.
Ösümlik biopestisidleriniň çybyn-çybyn wektorlaryna garşy göreş serişdesi hökmünde ulanylmagy köp wagt bäri öwrenilip gelinýär. Köp ösümlikler insektisid täsirine eýe bolan tebigy himiki maddalary öndürýär37. Olaryň bioaktiw birleşmeleri çybyn-çybynlar ýaly zyýankeşlere garşy göreşmekde uly potensiala eýe bolan sintetiki insektisidlere özüne çekiji alternatiwa bolup hyzmat edýär.
Gorçisa ösümlikleri tohumlary üçin ekin hökmünde ösdürilip ýetişdirilýär, ysly ot we ýag çeşmesi hökmünde ulanylýar. Gorçisa ýagy tohumlardan alnanda ýa-da gorçisa bioýangyç hökmünde ulanmak üçin alnanda, 69 goşmaça önüm ýagsyzlandyrylan tohum unudyr. Bu tohum unu öz tebigy biohimiki komponentleriniň köpüsini we gidrolitik fermentleri saklaýar. Bu tohum ununyň zäherliligi izotiosianatlaryň öndürilmegi bilen baglanyşyklydyr55,60,61. Izotiosianatlar tohum ununyň gidratasiýasynda mirozinaza fermenti tarapyndan glýukozinolatlaryň gidrolizi arkaly emele gelýär38,55,70 we olaryň fungisid, bakteritsid, nematisid we insektisid täsirleri, şeýle hem himiki duýgy täsirleri we himioterapewtik häsiýetleri ýaly beýleki häsiýetleri bardygy mälim61,62,70. Birnäçe gözlegler gorçisa ösümlikleriniň we tohum ununyň topraga we saklanýan iýmit zyýankeşlerine garşy fumigant hökmünde netijeli hereket edýändigini görkezdi57,59,71,72. Bu gözlegde biz dört tohumly ununyň we onuň üç bioaktiw önümi bolan AITC, BITC we 4-HBITC-niň Aedes çybyn liçinkalaryna zäherliligini bahaladyk. Aedes aegypti. Çybyn liçinkalaryny öz içine alýan suwa tohum ununy gönüden-göni goşmak, çybyn liçinkalary üçin zäherli bolan izotiosianatlary öndürýän fermentatiw prosesleri işjeňleşdirmegine garaşylýar. Bu biotransformasiýa, tohum ununyň synlanan lyçinka öldüriji işjeňligi we kiçi gorçisa tohum ununy ulanmazdan öň ýylylyk bilen işlenilende insektisid işjeňliginiň ýitmegi bilen bölekleýin görkezildi. Ýylylyk bilen işlenilende glýukozinolatlary işjeňleşdirýän gidrolitik fermentler ýok edilip, şonuň bilen bioaktiw izotiosianatlaryň emele gelmeginiň öňüni alynjakdygy çak edilýär. Bu, kelem tohum poroşogynyň suw gurşawynda çybynlara garşy insektisid häsiýetlerini tassyklaýan ilkinji gözlegdir.
Synagdan geçirilen tohum poroşoklarynyň arasynda suw teresi tohum poroşogy (Ls) iň zäherli bolup, Aedes albopictus-yň ýokary ölümine sebäp boldy. Aedes aegypti liçinkalary 24 sagatlap üznüksiz işlenildi. Galan üç tohum poroşogy (PG, IG we DFP) has haýal işjeňlige eýe boldy we 72 sagat üznüksiz işlemeden soň hem uly ölüme sebäp boldy. Diňe Ls tohum ununda ep-esli mukdarda glýukozinolatlar bardy, PG we DFP bolsa mirozinaza, IG bolsa esasy glýukozinolat hökmünde glýukozinolat bardy (1-nji tablisa). Glýukotropeolin BITC-e çenli gidrolizlenýär we sinalbin 4-HBITC61,62-e çenli gidrolizlenýär. Bioanaliz netijelerimiz Ls tohum ununyň hem-de sintetiki BITC-niň çybyn liçinkalary üçin örän zäherlidigini görkezýär. PG we DFP tohum ununyň esasy bölegi AITC-e çenli gidrolizlenýän mirozinaza glýukozinolatdyr. AITC 19.35 ppm LC50 gymmaty bilen çybyn liçinkalaryny öldürmekde netijelidir. AITC we BITC bilen deňeşdirilende, 4-HBITC izotiosianat liçinkalar üçin iň az zäherlidir. AITC BITC-den has az zäherli bolsa-da, olaryň LC50 gymmatlyklary çybyn liçinkalarynda synagdan geçirilen köp sanly efir ýaglaryndan pesdir32,73,74,75.
Çybyn liçinkalaryna garşy ulanmak üçin krestçiçelekli tohum poroşogymyz bir esasy glýukozinolaty öz içine alýar, bu bolsa HPLC arkaly kesgitlenýän umumy glýukozinolatlaryň 98-99% -den gowragyny düzýär. Beýleki glýukozinolatlaryň az mukdary anyklandy, ýöne olaryň derejesi umumy glýukozinolatlaryň 0,3% -inden az boldy. Su teresi (L. sativum) tohum poroşogynda ikinji derejeli glýukozinolatlar (sinigrin) bar, ýöne olaryň paýy umumy glýukozinolatlaryň 1% -ini düzýär we olaryň mukdary henizem az (takmynan 0,4 mg/g tohum poroşogy). PG we DFP bir esasy glýukozinolaty (mirozin) öz içine alsa-da, olaryň tohum unlarynyň liçinka garşy işjeňligi LC50 gymmatlyklary sebäpli düýpli tapawutlanýar. Toz küýzesine zäherliligi boýunça tapawutlanýar. Aedes aegypti liçinkalarynyň peýda bolmagy mirozinaza işjeňliginiň ýa-da iki tohum iýmitiniň arasyndaky durnuklylygyň tapawutlary bilen baglanyşykly bolup biler. Mirozinaza işjeňligi Brassicaceae ösümliklerinde izotiosianatlar ýaly gidroliz önümleriniň bioelýeterliliginde möhüm rol oýnaýar76. Pocock we beýlekiler tarapyndan öňki hasabatlarda77 we Wilkinson we beýlekiler78 mirozinaza işjeňliginiň we durnuklylygynyň üýtgemeleriniň genetiki we daşky gurşaw faktorlary bilen hem baglanyşykly bolup biljekdigi görkezildi.
Bioaktiw izotiosianatyň garaşylýan mukdary degişli himiki ulanylyşlar bilen deňeşdirmek üçin her bir tohum ununyň 24 we 72 sagatdaky LC50 gymmatlyklaryna esaslanyp hasaplandy (5-nji tablisa). 24 sagatdan soň, tohum unundaky izotiosianatlar arassa birleşmelerden has zäherli boldy. Izotiosianatyň tohum bejergileriniň milliona düşýän böleklerine (ppm) esaslanyp hasaplanan LC50 gymmatlyklary BITC, AITC we 4-HBITC ulanylyşlary üçin LC50 gymmatlyklaryndan pes boldy. Biz gurçuklaryň tohum ununyň granulalaryny iýýändigini gördük (3A surat). Netijede, gurçuklar tohum ununyň granulalaryny iýmek arkaly zäherli izotiosianatlara has köp konsentrirlenen täsir edip bilerler. Bu, 24 sagatlyk täsirde IG we PG tohum ununyň bejergilerinde has aýdyň boldy, bu ýerde LC50 konsentrasiýalary degişlilikde arassa AITC we 4-HBITC bejergilerinden 75% we 72% pes boldy. Ls we DFP bejergileri arassa izotiosianatdan has zäherli bolup, LC50 gymmatlyklary degişlilikde 24% we 41% pes boldy. Gözegçilik bejergisindäki liçinkalar üstünlikli puplaşdy (3B surat), tohum ununy bejergisindäki liçinkalaryň köpüsi puplaşmady we liçinkalaryň ösüşi ep-esli gijikdi (3B, D surat). Spodopteraliturada izotiosianatlar ösüşiň yza galmagy we ösüşiň gijikmegi bilen baglanyşyklydyr79.
Ae. Aedes aegypti çybynlarynyň liçinkalary 24–72 sagatlap Brassica tohum poroşogynyň täsirine yzygiderli sezewar edildi. (A) Agzyň böleklerinde tohum ununyň bölejikleri bolan öli liçinkalar (tegelek bilen görkezilen); (B) Gözegçilik bejergisi (goşmaça tohum ununy goşmazdan dH20) liçinkalaryň kadaly ösýändigini we 72 sagatdan soň pupga öwrülmäge başlaýandygyny görkezýär (C, D) Tohum unu bilen bejerilen liçinkalar; tohum unu ösüşde tapawutlar görkezdi we pupga öwrülmedi.
Biz izotiosianatlaryň çybyn liçinkalaryna zäherli täsiriniň mehanizmini öwrenmedik. Şeýle-de bolsa, gyzyl ot garynjalarynda (Solenopsis invicta) geçirilen öňki barlaglar glutation S-transferazasynyň (GST) we esterazasynyň (EST) basylyp saklanmagynyň izotiosianatyň bioaktiwliginiň esasy mehanizmidigini we AITC-niň, hatda pes işjeňlikde hem, GST işjeňliginiň basylyp biljekdigini görkezdi. Gyzyl import edilen ot garynjalary pes konsentrasiýalarda. Doza 0,5 µg/ml80. Tersine, AITC uly mekgejöwen otlarynda (Sitophilus zeamais) asetilholinesteraza basylyp saklanýar81. Çybyn liçinkalarynda izotiosianatyň işjeňliginiň mehanizmini düşündirmek üçin şuňa meňzeş barlaglar geçirilmelidir.
Biz ösümlik glýukozinolatlarynyň reaktiv izotiosianatlary emele getirmek üçin gidroliziniň gorçisa tohumy ununyň çybyn liçinkalaryny gözegçilikde saklamak üçin mehanizm bolup hyzmat edýändigi baradaky teklibi goldamak üçin ýylylyk bilen inaktiwleşdirilen DFP bejergisini ulanýarys. DFP-HT tohum ununy synagdan geçirilen ulanylyş tizliginde zäherli däldi. Lafarga we beýlekiler 82 glýukozinolatlaryň ýokary temperaturada dargamaga duýgurdygyny habar berdiler. Ýylylyk bilen bejerginiň tohum unundaky mirozinaza fermentini denaturasiýasyna we glýukozinolatlaryň reaktiv izotiosianatlary emele getirmek üçin gidroliziniň öňüni almagyna hem garaşylýar. Muny Okunade we beýlekiler hem tassykladylar. 75 mirozinazanyň temperatura duýgurdygyny görkezdi, bu bolsa gorçisa, gara gorçisa we gan kök tohumlary 80°C-den ýokary temperatura sezewar edilende mirozinaza işjeňliginiň doly inaktiwleşdirilendigini görkezýär. Bu mehanizmler ýylylyk bilen işlenen DFP tohum ununyň insektisid işjeňliginiň ýitmegine getirip biler.
Şeýlelik bilen, gorçisa tohumy ununy we onuň üç esasy izotiosianaty çybyn liçinkalary üçin zäherlidir. Tohum unu bilen himiki bejergileriň arasyndaky bu tapawutlary göz öňünde tutup, tohum ununy ulanmak çybynlara garşy göreşmegiň netijeli usuly bolup biler. Tohum poroşoklaryny ulanmagyň netijeliligini we durnuklylygyny ýokarlandyrmak üçin laýyk formulalary we netijeli eltip beriş ulgamlaryny kesgitlemek zerurdyr. Netijelerimiz sintetiki pestisidlere alternatiwa hökmünde gorçisa tohumy ununy ulanmagyň mümkindigini görkezýär. Bu tehnologiýa çybyn wektorlaryny gözegçilikde saklamak üçin innowasion gural bolup biler. Çybyn liçinkalary suw gurşawynda ösýändigi we tohum ununyň glýukozinolatlary suwda fermentatiw taýdan işjeň izotiosianatlara öwrülýändigi sebäpli, çybyn köp bolan suwda gorçisa tohumy ununy ulanmak uly gözegçilik mümkinçiligini hödürleýär. Izotiosianatlaryň liçinka öldüriji işjeňligi dürli-dürli bolsa-da (BITC > AITC > 4-HBITC), tohum ununy birnäçe glýukozinolat bilen utgaşdyrmagyň sinergetik taýdan zäherliligi artdyrýandygyny ýa-da artdyrmaýandygyny kesgitlemek üçin has köp gözleg geçirmek gerek. Bu, ýagsyzlandyrylan krestgülli tohum ununyň we üç bioaktiw izotiosianatyň çybynlara insektisid täsirini görkezýän ilkinji gözlegdir. Bu gözlegiň netijeleri, tohumlardan ýag çykarmagyň goşmaça önümi bolan ýagsyzlandyrylan kelem tohumynyň ununyň çybynlara garşy göreşmek üçin geljegi uly liçinka öldüriji serişde bolup hyzmat edip biljekdigini görkezmek bilen täze bir ädim ädýär. Bu maglumat ösümlikleriň biogözegçilik serişdelerini açmaga we olary arzan, amaly we ekologiýa taýdan arassa biopestisidler hökmünde işläp düzmäge kömek edip biler.
Bu gözleg üçin döredilen maglumatlar toplumy we netijede alnan seljermeler degişli awtordan zerur isleg boýunça elýeterlidir. Gözlegiň ahyrynda gözlegde ulanylan ähli materiallar (möjekler we tohum uny) ýok edildi.
Ýerleşdirilen wagty: 2024-nji ýylyň 29-njy iýuly