Натыйжалуу түрдөчиркейлерди көзөмөлдөөжана алар алып жүрүүчү оорулардын пайда болуу коркунучун азайтуу үчүн химиялык пестициддерге стратегиялык, туруктуу жана экологиялык жактан таза альтернативалар керек. Биз айрым Brassicaceae (Brassica тукуму) өсүмдүктөрүнүн үрөн ундарын Египеттик Aedes (L., 1762) менен күрөшүүдө колдонуу үчүн биологиялык жактан активдүү эмес глюкозинолаттардын ферменттик гидролизи аркылуу өндүрүлгөн өсүмдүктөн алынган изотиоцианаттардын булагы катары бааладык. Беш майсыздандырылган үрөн уну (Brassica juncea (L) Czern., 1859, Lepidium sativum L., 1753, Sinapis alba L., 1753, Thlaspi arvense L., 1753 жана Thlaspi arvense – термикалык инактивдештирүүнүн жана ферменттик ажыроонун үч негизги түрү. Химиялык продуктылар. Аллил изотиоцианаттын, бензил изотиоцианаттын жана 4-гидроксибензилизотиоцианаттын Aedes aegypti личинкаларына 24 сааттык таасирде уулуулугун (LC50) аныктоо = 0,04 г/120 мл dH2O). Горчица, ак горчица жана ат куйругу үчүн LC50 маанилери. үрөн уну аллил изотиоцианатына (LC50 = 19.35 ppm) жана 4.05ке салыштырмалуу тиешелүүлүгүнө жараша 0.05, 0.08 жана 0.05 түзгөн. -Гидроксибензилизотиоцианат (LC50 = 55.41 ppm) дарылоодон кийин 24 сааттын ичинде личинкалар үчүн тиешелүүлүгүнө жараша 0.1 г/120 мл dH2Oго караганда уулуураак болгон. Бул жыйынтыктар беде уругунун унунун өндүрүшү менен шайкеш келет. Бензил эфирлеринин жогорку натыйжалуулугу эсептелген LC50 маанилерине туура келет. Үрөн унун колдонуу чиркейлерди жок кылуунун натыйжалуу ыкмасын камсыздай алат. Крест гүлдүү уругунун порошогунун жана анын негизги химиялык компоненттеринин чиркей личинкаларына каршы натыйжалуулугу жана крест гүлдүү уругунун порошогундагы табигый кошулмалар чиркейлерди жок кылуу үчүн келечектүү экологиялык жактан таза личинка катары кызмат кыла аларын көрсөтөт.
Aedes чиркейлери козгогон вентиляторлор аркылуу жугуучу оорулар дүйнөлүк коомдук саламаттыкты сактоонун негизги көйгөйү бойдон калууда. Чиркейлер аркылуу жугуучу оорулардын пайда болушу географиялык жактан жайылып,1,2,3 кайра пайда болуп, оор оорулардын чыгышына алып келет4,5,6,7. Адамдар менен жаныбарлардын арасында оорулардын жайылышы (мисалы, чикунгуния, денге безгеги, Рифт өрөөнүнүн ысытмасы, сары безгек жана Зика вирусу) болуп көрбөгөндөй. Денге ысытмасы эле тропикте болжол менен 3,6 миллиард адамды инфекция жуктуруп алуу коркунучуна кептейт, жыл сайын болжол менен 390 миллион инфекция жуктуруп, жылына 6100–24300 өлүмгө алып келет8. Түштүк Америкада Зика вирусунун кайра пайда болушу жана жайылышы жуккан аялдардан төрөлгөн балдардын мээсине зыян келтиргендиктен, дүйнө жүзү боюнча көңүлдү бурду2. Кремер жана башкалар Aedes чиркейлеринин географиялык диапазону кеңейе берерин жана 2050-жылга чейин дүйнө калкынын жарымы чиркейлер аркылуу жугуучу арбовирустар менен инфекция жуктуруп алуу коркунучуна кабылаарын болжолдошууда.
Жакында эле денге безгегине жана сары безгекке каршы иштелип чыккан вакциналардан тышкары, чиркейлер аркылуу жугуучу оорулардын көпчүлүгүнө каршы вакциналар али иштелип чыга элек9,10,11. Вакциналар дагы эле чектелүү санда бар жана клиникалык сыноолордо гана колдонулат. Синтетикалык инсектициддерди колдонуу менен чиркейлердин жуктуруп алуучулар менен күрөшүү чиркейлер аркылуу жугуучу оорулардын жайылышын көзөмөлдөөнүн негизги стратегиясы болуп келген12,13. Синтетикалык пестициддер чиркейлерди өлтүрүүдө натыйжалуу болгону менен, синтетикалык пестициддерди колдонууну улантуу максаттуу эмес организмдерге терс таасирин тийгизип, айлана-чөйрөнү булгайт14,15,16. Андан да коркунучтуусу - чиркейлердин химиялык инсектициддерге туруктуулугунун жогорулашы17,18,19. Пестициддер менен байланышкан бул көйгөйлөр оору жуктуруп алуучулар менен күрөшүүнүн натыйжалуу жана экологиялык жактан таза альтернативаларын издөөнү тездетти.
Зыянкечтерге каршы күрөшүү үчүн фитопестициддердин булактары катары ар кандай өсүмдүктөр иштелип чыккан20,21. Өсүмдүк заттары, адатта, экологиялык жактан таза, анткени алар биологиялык жактан ажыроочу жана сүт эмүүчүлөр, балыктар жана амфибиялар сыяктуу максаттуу эмес организмдерге аз же анча маанилүү эмес уулуулугуна ээ20,22. Чөптөрдөн жасалган препараттар чиркейлердин ар кандай жашоо этаптарын натыйжалуу көзөмөлдөө үчүн ар кандай таасир этүү механизмдери бар ар кандай биоактивдүү кошулмаларды өндүрөрү белгилүү23,24,25,26. Эфир майлары жана башка активдүү өсүмдүк ингредиенттери сыяктуу өсүмдүктөн алынган кошулмалар көңүлдү буруп, чиркейлердин векторлорун көзөмөлдөө үчүн инновациялык куралдарга жол ачты. Эфир майлары, монотерпендер жана сесквитерпендер репеллент, азыктанууну токтотуучу жана овицид катары иштейт27,28,29,30,31,32,33. Көптөгөн өсүмдүк майлары чиркейлердин личинкаларынын, куурчакчаларынын жана чоңдордун өлүмүнө алып келет34,35,36, курт-кумурскалардын нерв, дем алуу, эндокриндик жана башка маанилүү системаларына таасир этет37.
Акыркы изилдөөлөр горчица өсүмдүктөрүн жана алардын уруктарын биоактивдүү кошулмалардын булагы катары колдонуу мүмкүнчүлүгү жөнүндө түшүнүк берди. Горчица уругунун уну биофумигант катары сыналган38,39,40,41 жана отоо чөптөрдү басуу42,43,44 жана топурактагы өсүмдүк патогендерин көзөмөлдөө45,46,47,48,49,50, өсүмдүктөрдүн азыктануусу үчүн топуракты толуктоо катары колдонулган. Нематодалар41,51, 52, 53, 54 жана зыянкечтер55, 56, 57, 58, 59, 60. Бул үрөн порошокторунун фунгициддик активдүүлүгү изотиоцианаттар деп аталган өсүмдүктөрдү коргоочу кошулмаларга байланыштуу38,42,60. Өсүмдүктөрдө бул коргоочу кошулмалар өсүмдүк клеткаларында биоактивдүү эмес глюкозинолаттар түрүндө сакталат. Бирок, өсүмдүктөр курт-кумурскалардын жеминен же патогендик инфекциядан жабыркаганда, глюкозинолаттар мирозиназа тарабынан биоактивдүү изотиоцианаттар55,61ге гидролизденет. Изотиоцианаттар кеңири спектрдеги микробго каршы жана инсектициддик активдүүлүккө ээ экени белгилүү болгон учуучу кошулмалар болуп саналат жана алардын түзүлүшү, биологиялык активдүүлүгү жана курамы Brassicaceae түрлөрүнүн арасында ар кандай болот42,59,62,63.
Горчица уругунун унунан алынган изотиоцианаттар инсектициддик активдүүлүккө ээ экени белгилүү болгону менен, медициналык жактан маанилүү муунак буттуулардын векторлоруна каршы биологиялык активдүүлүк жөнүндө маалыматтар жетишсиз. Биздин изилдөөдө майсыздандырылган төрт үрөн порошогунун Aedes чиркейлерине каршы личинкалык активдүүлүгү изилденген. Aedes aegypti личинкалары. Изилдөөнүн максаты аларды чиркейлерге каршы күрөшүү үчүн экологиялык жактан таза биопестициддер катары колдонуу мүмкүнчүлүгүн баалоо болгон. Бул химиялык компоненттердин чиркей личинкаларындагы биологиялык активдүүлүгүн текшерүү үчүн үрөн унунун үч негизги химиялык компоненти, аллил изотиоцианат (AITC), бензил изотиоцианат (BITC) жана 4-гидроксибензилизотиоцианат (4-HBITC) да текшерилген. Бул төрт капуста уругунун порошогунун жана алардын негизги химиялык компоненттеринин чиркей личинкаларына каршы эффективдүүлүгүн баалаган биринчи отчет.
Aedes aegypti (Рокфеллер штаммы) лабораториялык колониялары 26°C температурада, 70% салыштырмалуу нымдуулукта (RH) жана 10:14 саатта (L:D фотопериод) кармалган. Жупташкан ургаачылар пластик капастарга (бийиктиги 11 см жана диаметри 9,5 см) салынып, цитрацияланган уйдун канын колдонуу менен бөтөлкөдөгү азыктандыруу системасы аркылуу (HemoStat Laboratories Inc., Диксон, Калифорния, АКШ) берилген. Кан менен азыктандыруу кадимкидей эле, температурасы 37°C болгон айланма суу мончосу түтүгүнө (HAAKE S7, Thermo-Scientific, Waltham, MA, АКШ) туташтырылган мембраналык көп айнектүү азыктандыргычты (Chemglass, Life Sciences LLC, Vineland, NJ, АКШ) колдонуу менен жүргүзүлдү. Ар бир айнек азыктандыруучу камеранын түбүнө Parafilm M пленкасын тартыңыз (аянты 154 мм2). Андан кийин ар бир азыктандыргыч жупташкан ургаачысы бар капасты жаап турган үстүнкү торчого жайгаштырылган. Бойго жеткен курттардын каны айнек берүүчү воронкага Пастер пипеткасын (Fisherbrand, Fisher Scientific, Waltham, MA, АКШ) колдонуп кошулуп, чоң курттар жок дегенде бир саат бою курттарды кургатып турушту. Андан кийин кош бойлуу ургаачыларга 10% сахароза эритмеси берилип, жумурткаларын ар бир өтө тунук суфле чөйчөктөрүнө (1.25 fl oz өлчөмүндөгү, Dart Container Corp., Mason, MI, АКШ) төшөлгөн нымдуу чыпка кагазына салууга уруксат берилди. Суу куюлган капаска жумурткалар салынды. Жумурткалары бар чыпка кагазын жабык баштыкка (SC Johnsons, Racine, WI) салып, 26°C температурада сактаңыз. Жумурткалар чыгып, болжол менен 200–250 личинка коёндун чабагы (ZuPreem, Premium Natural Products, Inc., Mission, KS, АКШ) жана боордун порошогу (MP Biomedicals, LLC, Solon, OH, АКШ) жана балык филеси (TetraMin, Tetra GMPH, Meer, Германия) аралашмасы салынган желим табактарга 2:1:1 катышында өстүрүлдү. Биздин биоанализдерде үчүнчү курактын акыркы личинкалары колдонулган.
Бул изилдөөдө колдонулган өсүмдүк үрөн материалдары төмөнкү коммерциялык жана мамлекеттик булактардан алынган: Brassica juncea (күрөң кычы - Pacific Gold) жана Brassica juncea (ак кычы - Ida Gold) АКШнын Вашингтон штатындагы Тынч океан Түндүк-Батыш Фермерлер Кооперативинен; (Garden Cress) Kelly Seed and Hardware Co., Peoria, IL, АКШдан жана Thlaspi arvense (Field Pennycress-Elisabeth) USDA-ARS, Peoria, IL, АКШдан; Изилдөөдө колдонулган бир дагы үрөн пестициддер менен иштетилген эмес. Бул изилдөөдө бардык үрөн материалдары жергиликтүү жана улуттук эрежелерге жана бардык тиешелүү жергиликтүү мамлекеттик жана улуттук эрежелерге ылайык иштетилип, колдонулган. Бул изилдөөдө трансгендик өсүмдүк сорттору изилденген эмес.
Brassica juncea (PG), беде (Ls), ак горчица (IG), Thlaspi arvense (DFP) уруктары 0,75 мм торчо жана дат баспас болоттон жасалган ротор, 12 тиштүү, 10 000 айн/мин менен жабдылган Retsch ZM200 ультрацентрифугалык тегирмен (Retsch, Haan, Германия) аркылуу майдаланган (1-таблица). Майдаланган үрөн порошогу кагаз оймокко өткөрүлүп, Soxhlet аппаратында 24 саат бою гексан менен майсыздандырылган. Майсыздандырылган талаа горчицасынын үлгүсү мирозиназаны денатурациялоо жана глюкозинолаттардын гидролизинин алдын алуу үчүн биологиялык активдүү изотиоцианаттарды пайда кылуу үчүн 100°C температурада 1 саат бою жылуулук менен иштетилген. Жылуулук менен иштетилген ат куйругунун уругунун порошогу (DFP-HT) мирозиназаны денатурациялоо аркылуу терс контролдоо катары колдонулган.
Майсыздандырылган үрөн унунун глюкозинолат курамы мурда жарыяланган протоколго 64 ылайык жогорку натыйжалуу суюк хроматография (HPLC) аркылуу үч жолу аныкталган. Кыскача айтканда, 250 мг майсыздандырылган үрөн порошогунун үлгүсүнө 3 мл метанол кошулган. Ар бир үлгү суу мончосунда 30 мүнөт ультраүн менен иштетилип, 23°C температурада 16 саат бою караңгы жерде калтырылган. Андан кийин органикалык катмардын 1 мл аликвотасы 0,45 мкм чыпка аркылуу авто-үлгү алуучуга чыпкаланган. Shimadzu HPLC системасында (эки LC 20AD насосу; SIL 20A авто-үлгү алуучу; DGU 20As дегазатору; 237 нмде көзөмөлдөө үчүн SPD-20A UV-VIS детектору; жана CBM-20A байланыш шина модулу) иштеген үрөн унунун глюкозинолат курамы Shimadzu LC Solution программалык камсыздоосунун 1.25 версиясын (Shimadzu Corporation, Колумбия, Мэриленд, АКШ) колдонуп үч жолу аныкталган. Колонна C18 Inertsil тескери фазалуу колоннасы болгон (250 мм × 4,6 мм; RP C-18, ODS-3, 5u; GL Sciences, Торранс, Калифорния, АКШ). Баштапкы мобилдик фаза шарттары 1 мл/мин агым ылдамдыгы менен суудагы 12% метанол/88% 0,01 М тетрабутиламмоний гидроксиди (TBAH; Sigma-Aldrich, Сент-Луис, Миссури, АКШ) катары коюлган. 15 мкл үлгүнү сайгандан кийин, баштапкы шарттар 20 мүнөт бою сакталып, андан кийин эриткичтин катышы 100% метанолго туураланган, жалпы үлгүнү талдоо убактысы 65 мүнөт болгон. Майсыздандырылган үрөн унунун күкүрт курамын баалоо үчүн жаңы даярдалган синапин, глюкозинолат жана мирозин стандарттарын (Sigma-Aldrich, Сент-Луис, Миссури, АКШ) удаалаш суюлтуу менен стандарттык ийри сызык (nM/mAb негизинде) түзүлгөн. Үлгүлөрдөгү глюкозинолаттын концентрациясы Agilent 1100 HPLC (Agilent, Санта-Клара, Калифорния, АКШ) аппаратында ошол эле колонка менен жабдылган OpenLAB CDS ChemStation версиясын (C.01.07 SR2 [255]) колдонуп жана мурда сүрөттөлгөн ыкманы колдонуп текшерилген. Глюкозинолаттын концентрациясы аныкталган; HPLC системаларынын ортосунда салыштырууга болот.
Аллил изотиоцианат (94%, туруктуу) жана бензил изотиоцианат (98%) Fisher Scientific компаниясынан (Thermo Fisher Scientific, Уолтхэм, MA, АКШ) сатылып алынган. 4-Гидроксибензилизотиоцианат ChemCruz компаниясынан (Santa Cruz Biotechnology, CA, АКШ) сатылып алынган. Мирозиназа тарабынан ферменттик жол менен гидролизденгенде, глюкозинолаттар, глюкозинолаттар жана глюкозинолаттар тиешелүүлүгүнө жараша аллил изотиоцианат, бензил изотиоцианат жана 4-гидроксибензилизотиоцианат пайда болот.
Лабораториялык биоанализдер Мутури ж.б. 32 ыкмасы боюнча модификацияланган түрдө жүргүзүлдү. Изилдөөдө беш майлуулугу аз үрөн тоюттары колдонулган: DFP, DFP-HT, IG, PG жана Ls. Жыйырма личинка 120 мл деиондоштурулган суу (dH2O) бар 400 мл бир жолку колдонулуучу үч тараптуу стаканга (VWR International, LLC, Radnor, PA, АКШ) салынган. Жети үрөн унунун концентрациясы чиркейлердин личинкаларынын уулуулугуна текшерилген: DFP үрөн уну, DFP-HT, IG жана PG үчүн 0,01, 0,02, 0,04, 0,06, 0,08, 0,1 жана 0,12 г үрөн уну/120 мл dH2O. Алдын ала биоанализдер майсыздандырылган Ls үрөн уну сыналган башка төрт үрөн унуна караганда уулуураак экенин көрсөтүп турат. Ошондуктан, биз Ls үрөн унунун жети дарылоо концентрациясын төмөнкү концентрацияларга туураладык: 0,015, 0,025, 0,035, 0,045, 0,055, 0,065 жана 0,075 г/120 мл dH2O.
Анализ шарттарында курт-кумурскалардын кадимки өлүмүн баалоо үчүн дарыланбаган контролдук топ (dH20, үрөн унунан жасалган кошумча кошулма жок) киргизилген. Ар бир үрөн унунан токсикологиялык биоанализдерге үч кайталанган үч жантайыңкы стакандар (стаканга 20 акыркы үчүнчү курактык личинка) кирген, жалпысынан 108 флакон. Дарыланган идиштер бөлмө температурасында (20-21°C) сакталып, личинкалардын өлүмү 24 жана 72 саат бою дарыланган концентрацияларга үзгүлтүксүз дуушар болгондо катталган. Эгерде чиркейдин денеси жана кошумчалары ичке дат баспас болоттон жасалган шпатель менен тешилгенде же тийгенде кыймылдабаса, чиркейдин личинкалары өлгөн деп эсептелет. Өлгөн личинкалар, адатта, идиштин түбүндө же суунун бетинде дорсалдык же вентралдык абалда кыймылсыз калышат. Эксперимент ар кандай күндөрү ар кандай личинка топторун колдонуу менен үч жолу кайталанган, ар бир дарыланган концентрацияга дуушар болгон жалпысынан 180 личинка болгон.
AITC, BITC жана 4-HBITCтин чиркей личинкаларына болгон уулуулугу бирдей биоанализ процедурасын колдонуу менен, бирок ар кандай дарылоо ыкмалары менен бааланган. Ар бир химиялык зат үчүн 100 000 ppm запастык эритмелерди даярдап, 2 мл центрифуга түтүгүндөгү 900 мкл абсолюттук этанолго 100 мкл химиялык затты кошуп, жакшылап аралаштыруу үчүн 30 секунд чайкаңыз. Дарылоо концентрациялары биздин алдын ала биоанализдерибиздин негизинде аныкталган, алар BITC AITC жана 4-HBITCге караганда алда канча уулуу экенин аныктаган. Уулуулукту аныктоо үчүн BITCтин 5 концентрациясы (1, 3, 6, 9 жана 12 ppm), AITCтин 7 концентрациясы (5, 10, 15, 20, 25, 30 жана 35 ppm) жана 4-HBITCтин 6 концентрациясы (15, 15, 20, 25, 30 жана 35 ppm) колдонулган. 30, 45, 60, 75 жана 90 ppm). Контролдук дарылоого 108 мкл абсолюттук этанол сайылган, бул химиялык тазалоонун максималдуу көлөмүнө барабар. Биоанализдер жогорудагыдай кайталанып, дарылоонун ар бир концентрациясында жалпысынан 180 личинка аныкталган. Личинкалардын өлүмү 24 сааттык үзгүлтүксүз таасирден кийин AITC, BITC жана 4-HBITC ар бир концентрациясы үчүн катталган.
Өлүмгө байланыштуу 65 өлүм маалыматтарынын пробит анализи Polo программалык камсыздоосун (Polo Plus, LeOra Software, 1.0 версиясы) колдонуу менен жүргүзүлүп, 50% өлүмгө алып келүүчү концентрацияны (LC50), 90% өлүмгө алып келүүчү концентрацияны (LC90), эңкейишти, өлүмгө алып келүүчү доза коэффициентин жана 95% өлүмгө алып келүүчү концентрацияны эсептеп чыкты. Бул логарифмдик-өзгөртүлгөн концентрация жана доза-өлүм ийри сызыктары үчүн өлүмгө алып келүүчү доза катыштары үчүн ишеним аралыктарына негизделген. Өлүм маалыматтары ар бир дарылоо концентрациясына дуушар болгон 180 личинканын айкалышкан кайталоо маалыматтарына негизделген. Ыктымалдуулук анализдери ар бир үрөн уну жана ар бир химиялык компонент үчүн өзүнчө жүргүзүлдү. Өлүмгө алып келүүчү доза катышынын 95% ишеним аралыктарынын негизинде үрөн унунун жана химиялык курамдык заттардын чиркей личинкаларына уулуулугу бир кыйла айырмаланат деп эсептелген, ошондуктан 1 маанисин камтыган ишеним аралыгы бир кыйла айырмаланган эмес, P = 0.0566.
Майсыздандырылган үрөн ундарындагы DFP, IG, PG жана Ls негизги глюкозинолаттарды аныктоонун HPLC жыйынтыктары 1-таблицада келтирилген. Сыналган үрөн ундарындагы негизги глюкозинолаттар DFP жана PGден тышкары ар кандай болгон, алардын экөөндө тең мирозиназа глюкозинолаттары болгон. PGдеги миросининдин курамы DFPге караганда жогору болгон, тиешелүүлүгүнө жараша 33,3 ± 1,5 жана 26,5 ± 0,9 мг/г. Ls үрөн порошогунда 36,6 ± 1,2 мг/г глюкогликон, ал эми IG үрөн порошогунда 38,0 ± 0,5 мг/г синапин болгон.
Ae. Aedes aegypti чиркейлеринин личинкалары майсыздандырылган үрөн уну менен иштетилгенде өлтүрүлгөн, бирок дарылоонун натыйжалуулугу өсүмдүктүн түрүнө жараша өзгөрүп турган. DFP-NT гана 24 жана 72 сааттык таасирден кийин чиркей личинкаларына уулуу болгон эмес (2-таблица). Активдүү үрөн порошогунун уулуулугу концентрациянын жогорулашы менен жогорулаган (1A, B-сүрөт). Үрөн унунун чиркей личинкаларына уулуулугу LC50 маанилеринин өлүмгө алып келүүчү доза катышынын 24 жана 72 сааттык баалоолорундагы 95% CI негизинде олуттуу түрдө өзгөрүп турган (3-таблица). 24 сааттан кийин Ls үрөн унунун уулуу таасири башка үрөн унунун дарылоо ыкмаларына караганда жогору болгон, эң жогорку активдүүлүк жана личинкаларга максималдуу уулуулук менен (LC50 = 0,04 г/120 мл dH2O). Личинкалар IG, Ls жана PG үрөн порошогу менен дарылоого салыштырмалуу 24 сааттын ичинде DFPге анча сезгич эмес болушкан, LC50 маанилери тиешелүүлүгүнө жараша 0,115, 0,04 жана 0,08 г/120 мл dH2O түзгөн, бул LC50 маанисинен статистикалык жактан жогору болгон. 0,211 г/120 мл dH2O (3-таблица). DFP, IG, PG жана Ls LC90 маанилери тиешелүүлүгүнө жараша 0,376, 0,275, 0,137 жана 0,074 г/120 мл dH2O түзгөн (2-таблица). DPPнин эң жогорку концентрациясы 0,12 г/120 мл dH2O болгон. 24 сааттык баалоодон кийин личинкалардын орточо өлүмү 12% гана түзгөн, ал эми IG жана PG личинкаларынын орточо өлүмү тиешелүүлүгүнө жараша 51% жана 82% га жеткен. 24 сааттык баалоодон кийин, Ls үрөн унунун эң жогорку концентрациясындагы дарылоонун (0,075 г/120 мл dH2O) личинкалардын орточо өлүмү 99% түзгөн (1А-сүрөт).
Өлүм ийри сызыктары Ae. Египет личинкаларынын (3-курактык личинкалар) үрөн унунун концентрациясына дарылоодон кийин 24 саат (A) жана 72 саат (B) дозага болгон реакциясынан (Probit) бааланган. Нукура сызык үрөн унунун дарылоонун LC50 көрсөткүчүн билдирет. DFP Thlaspi arvense, DFP-HT Жылуулук менен инактивдештирилген Thlaspi arvense, IG Sinapsis alba (Ida Gold), PG Brassica juncea (Pacific Gold), Ls Lepidium sativum.
72 сааттык баалоодо DFP, IG жана PG үрөн унунун LC50 маанилери тиешелүүлүгүнө жараша 0,111, 0,085 жана 0,051 г/120 мл dH2O түзгөн. Ls үрөн унуна дуушар болгон дээрлик бардык личинкалар 72 сааттык таасирден кийин өлгөн, ошондуктан өлүм маалыматтары Probit анализине дал келген эмес. Башка үрөн унуна салыштырмалуу, личинкалар DFP үрөн унуна анча сезгич эмес жана LC50 маанилери статистикалык жактан жогору болгон (2 жана 3-таблицалар). 72 сааттан кийин DFP, IG жана PG үрөн унуна дарылоо үчүн LC50 маанилери тиешелүүлүгүнө жараша 0,111, 0,085 жана 0,05 г/120 мл dH2O деп бааланган. 72 сааттык баалоодон кийин, DFP, IG жана PG үрөн порошокторунун LC90 маанилери тиешелүүлүгүнө жараша 0,215, 0,254 жана 0,138 г/120 мл dH2O түзгөн. 72 сааттык баалоодон кийин, DFP, IG жана PG үрөн уну менен дарылоонун максималдуу концентрациясы 0,12 г/120 мл dH2O болгондо, личинкалардын орточо өлүмү тиешелүүлүгүнө жараша 58%, 66% жана 96% түзгөн (1B-сүрөт). 72 сааттык баалоодон кийин, PG үрөн уну IG жана DFP үрөн унуна караганда уулуураак экени аныкталган.
Синтетикалык изотиоцианаттар, аллил изотиоцианат (AITC), бензил изотиоцианат (BITC) жана 4-гидроксибензилизотиоцианат (4-HBITC) чиркейлердин личинкаларын натыйжалуу жок кыла алат. Дарылоодон кийин 24 сааттын ичинде BITC личинкалар үчүн уулуураак болуп, LC50 мааниси 5,29 ppm болгон, ал эми AITC үчүн 19,35 ppm жана 4-HBITC үчүн 55,41 ppm болгон (4-таблица). AITC жана BITC менен салыштырганда, 4-HBITC уулуулугу төмөн жана LC50 мааниси жогору. Эң күчтүү үрөн унундагы эки негизги изотиоцианаттын (Ls жана PG) чиркейлердин личинкаларына уулуулугунда олуттуу айырмачылыктар бар. AITC, BITC жана 4-HBITC ортосундагы LC50 өлүмгө алып келүүчү дозанын катышына негизделген уулуулук статистикалык айырмачылыкты көрсөттү, ошондуктан LC50 өлүмгө алып келүүчү дозанын катышынын 95% CI 1 маанисин камтыбайт (P = 0,05, 4-таблица). BITC жана AITC эң жогорку концентрациялары текшерилген личинкалардын 100% өлтүрөт деп болжолдонгон (2-сүрөт).
Өлүм ийри сызыктары Ae дозасына болгон реакциядан (Probit) бааланган. Дарылоодон 24 саат өткөндөн кийин, египеттик личинкалар (3-курактык личинкалар) синтетикалык изотиоцианаттын концентрациясына жеткен. Пунктирлүү сызык изотиоцианатты дарылоо үчүн LC50ду билдирет. Бензил изотиоцианат BITC, аллил изотиоцианат AITC жана 4-HBITC.
Чиркейлерди жуктуруп алуучу агенттер катары өсүмдүктөрдүн биопестициддерин колдонуу көптөн бери изилденип келет. Көптөгөн өсүмдүктөр инсектициддик активдүүлүккө ээ болгон табигый химиялык заттарды өндүрөт37. Алардын биоактивдүү кошулмалары чиркейлерди кошо алганда, зыянкечтерди көзөмөлдөөдө чоң потенциалга ээ болгон синтетикалык инсектициддерге жагымдуу альтернатива болуп саналат.
Горчица өсүмдүктөрү уруктары үчүн өсүмдүк катары өстүрүлөт, татымал жана май булагы катары колдонулат. Горчица майы уруктардан алынганда же горчица биоотун катары колдонулганда, 69 кошумча продукт майсыздандырылган урук уну болуп саналат. Бул урук уну өзүнүн көптөгөн табигый биохимиялык компоненттерин жана гидролитикалык ферменттерин сактап калат. Бул урук унунун уулуулугу изотиоцианаттардын55,60,61 өндүрүлүшүнө байланыштуу. Изотиоцианаттар урук унунун гидратациясы учурунда мирозиназа ферменти тарабынан глюкозинолаттардын гидролизи аркылуу пайда болот38,55,70 жана фунгициддик, бактерициддик, нематициддик жана инсектициддик таасирлерге, ошондой эле химиялык сезүү таасирлерин жана химиотерапиялык касиеттерин камтыган башка касиеттерге ээ экени белгилүү61,62,70. Бир нече изилдөөлөр горчица өсүмдүктөрү жана урук уну топуракка жана сакталган азык-түлүк зыянкечтерине каршы фумигант катары натыйжалуу иштээрин көрсөттү57,59,71,72. Бул изилдөөдө биз төрт уруктуу ундун жана анын үч биоактивдүү продуктусу AITC, BITC жана 4-HBITCтин Aedes чиркей личинкаларына болгон уулуулугун бааладык. Aedes aegypti. Чиркей личинкалары бар сууга урук унун түздөн-түз кошуу чиркей личинкалары үчүн уулуу болгон изотиоцианаттарды өндүргөн ферменттик процесстерди активдештирет деп күтүлүүдө. Бул биотрансформация жарым-жартылай урук унунун байкалган личинкага каршы активдүүлүгү жана эргежээл горчица унун колдонуудан мурун жылуулук менен иштеткенде инсектициддик активдүүлүгүнүн жоголушу менен көрсөтүлдү. Жылуулук менен иштетүү глюкозинолаттарды активдештирүүчү гидролитикалык ферменттерди жок кылат деп күтүлүүдө, ошону менен биоактивдүү изотиоцианаттардын пайда болушуна жол бербейт. Бул капуста уругунун порошогунун суу чөйрөсүндө чиркейлерге каршы инсектициддик касиеттерин тастыктаган биринчи изилдөө.
Сыналган үрөн порошокторунун ичинен суу кресинин үрөн порошогу (Ls) эң уулуу болуп, Aedes albopictusтун жогорку өлүмүнө алып келген. Aedes aegypti личинкалары 24 саат бою үзгүлтүксүз иштетилген. Калган үч үрөн порошогу (PG, IG жана DFP) жайыраак активдүү болуп, 72 саат үзгүлтүксүз дарылоодон кийин дагы эле олуттуу өлүмгө алып келген. Ls үрөн унунда гана глюкозинолаттардын олуттуу көлөмү камтылган, ал эми PG жана DFP мирозиназаны жана IG негизги глюкозинолат катары глюкозинолатты камтыган (1-таблица). Глюкотропеолин BITCге чейин гидролизденет, ал эми синалбин 4-HBITC61,62ге чейин гидролизденет. Биздин биоанализдин жыйынтыктары Ls үрөн уну да, синтетикалык BITC да чиркей личинкалары үчүн өтө уулуу экенин көрсөтүп турат. PG жана DFP үрөн унунун негизги компоненти - мирозиназа глюкозинолаты, ал AITCге чейин гидролизденет. AITC чиркей личинкаларын LC50 мааниси 19,35 ppm менен өлтүрүүдө натыйжалуу. AITC жана BITC менен салыштырганда, 4-HBITC изотиоцианаты личинкалар үчүн эң аз уулуу. AITC BITCге караганда азыраак уулуу болгону менен, алардын LC50 маанилери чиркей личинкаларында сыналган көптөгөн эфир майларына караганда төмөн32,73,74,75.
Чиркей личинкаларына каршы колдонуу үчүн биздин крест гүлдүү үрөн порошогу бир негизги глюкозинолатты камтыйт, ал HPLC менен аныкталгандай, жалпы глюкозинолаттардын 98-99% дан ашыгын түзөт. Башка глюкозинолаттардын аз өлчөмдөрү аныкталган, бирок алардын деңгээли жалпы глюкозинолаттардын 0,3% дан аз болгон. Суу кресинин (L. sativum) үрөн порошогу экинчилик глюкозинолаттарды (синигрин) камтыйт, бирок алардын үлүшү жалпы глюкозинолаттардын 1% түзөт жана алардын курамы дагы эле анча чоң эмес (болжол менен 0,4 мг/г үрөн порошогу). PG жана DFP бирдей негизги глюкозинолатты (мирозинди) камтыганы менен, алардын үрөн ундарынын личинкага каршы активдүүлүгү LC50 маанилеринен улам бир топ айырмаланат. Порошоктуу көккө уулуулугу ар кандай. Aedes aegypti личинкаларынын пайда болушу мирозиназа активдүүлүгүнүн же эки үрөн тоютунун ортосундагы туруктуулуктун айырмачылыктарына байланыштуу болушу мүмкүн. Мирозиназа активдүүлүгү Brassicaceae өсүмдүктөрүндөгү изотиоцианаттар сыяктуу гидролиз продуктуларынын биожеткиликтүүлүгүндө маанилүү ролду ойнойт76. Покок жана башкалар.77 жана Уилкинсон жана башкалар.78 тарабынан мурунку отчеттордо мирозиназанын активдүүлүгүнүн жана туруктуулугунун өзгөрүшү генетикалык жана экологиялык факторлор менен да байланыштуу болушу мүмкүн экени көрсөтүлгөн.
Күтүлгөн биоактивдүү изотиоцианаттын курамы тиешелүү химиялык колдонмолор менен салыштыруу үчүн ар бир үрөн унунун 24 жана 72 сааттагы LC50 маанилеринин негизинде эсептелген (5-таблица). 24 сааттан кийин үрөн унундагы изотиоцианаттар таза кошулмаларга караганда уулуураак болгон. Изотиоцианаттын үрөн менен дарылоонун миллионго үлүшүнө (ppm) негизделген LC50 маанилери BITC, AITC жана 4-HBITC колдонмолору үчүн LC50 маанилеринен төмөн болгон. Биз личинкалардын үрөн унунун гранулдарын жеп жатканын байкадык (3A-сүрөт). Демек, личинкалар үрөн унунун гранулдарын жутуу менен уулуу изотиоцианаттарга көбүрөөк концентрацияланган таасир алышы мүмкүн. Бул 24 сааттык таасирде IG жана PG үрөн унунун дарылоодо эң айкын болгон, мында LC50 концентрациясы таза AITC жана 4-HBITC дарылоолоруна караганда тиешелүүлүгүнө жараша 75% жана 72% төмөн болгон. Ls жана DFP менен дарылоо таза изотиоцианатка караганда уулуураак болгон, LC50 маанилери тиешелүүлүгүнө жараша 24% жана 41% төмөн болгон. Контролдук дарылоодогу личинкалар ийгиликтүү куурчакчага айланган (3B-сүрөт), ал эми үрөн уну менен дарылоодогу көпчүлүк личинкалар куурчакчага айланган эмес жана личинкалардын өнүгүшү бир топ кечеңдеген (3B, D-сүрөт). Сподоптералитурада изотиоцианаттар өсүүнү басаңдатуу жана өнүгүүнү кечеңдетүү менен байланыштуу79.
Ae. Aedes aegypti чиркейлеринин личинкалары 24–72 саат бою Brassica урук порошогуна тынымсыз дуушар болгон. (A) Ооз бөлүктөрүндө урук унунун бөлүкчөлөрү бар өлгөн личинкалар (тегеректелген); (B) Контролдук дарылоо (кошумча урук уну кошулбаган dH20) личинкалардын кадимкидей өсүп, 72 сааттан кийин куурчакча боло баштаарын көрсөтөт (C, D) Урук уну менен дарыланган личинкалар; урук уну өнүгүүдө айырмачылыктарды көрсөттү жана куурчакча болгон жок.
Изотиоцианаттардын чиркей личинкаларына уулуу таасиринин механизмин изилдеген жокпуз. Бирок, кызыл от кумурскалары (Solenopsis invicta) боюнча мурунку изилдөөлөр глутатион S-трансферазасынын (GST) жана эстеразанын (EST) ингибирлениши изотиоцианаттын биоактивдүүлүгүнүн негизги механизми экенин жана AITC, ал тургай төмөнкү активдүүлүктө да, GST активдүүлүгүн ингибирлей аларын көрсөттү. Кызыл импорттолгон от кумурскалары төмөнкү концентрацияларда. Дозасы 0,5 мкг/мл80. Ал эми AITC ацетилхолинэстеразаны чоң жүгөрү чүчпараларында (Sitophilus zeamais) ингибирлейт81. Чиркей личинкаларындагы изотиоцианаттын активдүүлүгүнүн механизмин аныктоо үчүн ушул сыяктуу изилдөөлөрдү жүргүзүү керек.
Биз өсүмдүк глюкозинолаттарынын гидролизи горчица уругунун уну менен чиркейлердин личинкаларын көзөмөлдөө механизми катары кызмат кылат деген сунушту колдоо үчүн жылуулук менен инактивдештирилген DFP иштетүүнү колдонобуз. Сыналган колдонуу ылдамдыгында DFP-HT урук уну уулуу болгон эмес. Лафарга жана башкалар 82 глюкозинолаттар жогорку температурада деградацияга сезгич экенин билдиришкен. Жылуулук менен иштетүү ошондой эле урук унундагы мирозиназа ферментин денатурациялап, глюкозинолаттардын гидролизинин реактивдүү изотиоцианаттарды пайда кылуусуна жол бербейт деп күтүлүүдө. Муну Окунаде жана башкалар да тастыкташкан. 75 мирозиназа температурага сезгич экенин көрсөттү, бул горчица, кара горчица жана кан тамырынын уруктары 80°C жогору температурага дуушар болгондо мирозиназа активдүүлүгү толугу менен инактивдештирилгенин көрсөтүп турат. Бул механизмдер жылуулук менен иштетилген DFP урук унунун инсектициддик активдүүлүгүнүн жоголушуна алып келиши мүмкүн.
Ошентип, горчица уругунун уну жана анын үч негизги изотиоцианаты чиркей личинкалары үчүн уулуу. Урук уну менен химиялык дарылоонун ортосундагы ушул айырмачылыктарды эске алганда, урук унун колдонуу чиркейлерди көзөмөлдөөнүн натыйжалуу ыкмасы болушу мүмкүн. Урук порошокторун колдонуунун натыйжалуулугун жана туруктуулугун жогорулатуу үчүн ылайыктуу формулаларды жана натыйжалуу жеткирүү системаларын аныктоо зарыл. Биздин жыйынтыктар горчица уругунун унун синтетикалык пестициддерге альтернатива катары колдонуу мүмкүнчүлүгүн көрсөтүп турат. Бул технология чиркей векторлорун көзөмөлдөө үчүн инновациялык курал болуп калышы мүмкүн. Чиркей личинкалары суу чөйрөсүндө жакшы өскөндүктөн жана урук унунун глюкозинолаттары гидратация учурунда ферментативдик жол менен активдүү изотиоцианаттарга айлангандыктан, чиркей көп болгон сууда горчица уругунун унун колдонуу олуттуу көзөмөлдөө мүмкүнчүлүгүн сунуштайт. Изотиоцианаттардын личинкага каршы активдүүлүгү ар кандай болгону менен (BITC > AITC > 4-HBITC), урук унун бир нече глюкозинолаттар менен айкалыштыруу уулуулукту синергетикалык түрдө жогорулатабы же жокпу, аныктоо үчүн көбүрөөк изилдөө жүргүзүү керек. Бул майсыздандырылган крестгүлдүү урук унунун жана үч биоактивдүү изотиоцианаттын чиркейлерге инсектициддик таасирин көрсөткөн биринчи изилдөө. Бул изилдөөнүн жыйынтыктары уруктардан май алуунун кошумча продуктусу болгон майсыздандырылган капуста уругунун уну чиркейлерди жок кылууда келечектүү личинкага каршы каражат катары кызмат кыла аларын көрсөтүү менен жаңы ачылыштарды жасады. Бул маалымат өсүмдүктөрдүн биоконтролдоочу каражаттарын ачууга жана аларды арзан, практикалык жана экологиялык жактан таза биопестициддер катары иштеп чыгууга жардам берет.
Бул изилдөө үчүн түзүлгөн маалыматтар топтому жана анын натыйжасында алынган анализдер тиешелүү автордон акылга сыярлык суроо-талап боюнча жеткиликтүү. Изилдөөнүн аягында изилдөөдө колдонулган бардык материалдар (курт-кумурскалар жана үрөн уну) жок кылынган.
Жарыяланган убактысы: 2024-жылдын 29-июлу