Тиімді түрдемасаларды бақылаужәне олар тасымалдайтын аурулардың пайда болу жиілігін азайту үшін химиялық пестицидтерге стратегиялық, тұрақты және экологиялық таза баламаларды қолдану қажет. Біз белгілі бір Brassicaceae (Brassica тұқымдасы) тұқым ұнын биологиялық белсенді емес глюкозинолаттардың ферментативті гидролизі арқылы өндірілетін өсімдік тектес изотиоцианаттардың көзі ретінде бағаладық, ол Египет Aedes-ті бақылауда пайдалану үшін (L., 1762). Бес майсыздандырылған тұқым ұны (Brassica juncea (L) Czern., 1859, Lepidium sativum L., 1753, Sinapis alba L., 1753, Thlaspi arvense L., 1753 және Thlaspi arvense – термиялық инактивация мен ферментативті ыдыраудың үш негізгі түрі. Химиялық өнімдер. Аллил изотиоцианаттың, бензил изотиоцианаттың және 4-гидроксибензилизотиоцианаттың Aedes aegypti дернәсілдеріне 24 сағаттық әсер ету кезінде уыттылығын (LC50) анықтау = 0,04 г/120 мл dH2O). Қыша, ақ қыша және қырыққабат үшін LC50 мәндері. Тұқым ұны аллил изотиоцианатпен (LC50 = 19,35 ppm) салыстырғанда сәйкесінше 0,05, 0,08 және 0,05 болды. -Гидроксибензилизотиоцианат (LC50 = 55,41 ppm) өңдеуден кейін 24 сағат ішінде дернәсілдер үшін сәйкесінше 0,1 г/120 мл dH2O-ға қарағанда улырақ болды. Бұл нәтижелер жоңышқа тұқым ұнын өндірумен сәйкес келеді. Бензил эфирлерінің жоғары тиімділігі есептелген LC50 мәндеріне сәйкес келеді. Тұқым ұнын пайдалану масаларды бақылаудың тиімді әдісін қамтамасыз ете алады. Айқышгүлді тұқым ұнтағының және оның негізгі химиялық компоненттерінің маса дернәсілдеріне қарсы тиімділігі және айқышгүлді тұқым ұнтағындағы табиғи қосылыстардың масаларды бақылау үшін перспективалы экологиялық таза дернәсілшіл ретінде қалай қызмет ете алатынын көрсетеді.
Aedes масалары тудыратын тасымалдаушылар арқылы берілетін аурулар жаһандық денсаулық сақтаудың маңызды мәселесі болып қала береді. Масалар арқылы берілетін аурулардың таралуы географиялық тұрғыдан таралады1,2,3 және қайта пайда болады, бұл ауыр аурулардың өршуіне әкеледі4,5,6,7. Адамдар мен жануарлар арасындағы аурулардың таралуы (мысалы, чикунгунья, денге безгегі, Рифт алқабының қызбасы, сары безгек және Зика вирусы) бұрын-соңды болмаған. Денге безгегінің өзі тропикте шамамен 3,6 миллиард адамды жұқтыру қаупіне ұшыратады, жыл сайын шамамен 390 миллион инфекция тіркеледі, бұл жылына 6100–24300 өлімге әкеледі8. Оңтүстік Америкада Зика вирусының қайта пайда болуы және өршуі жұқтырған әйелдерден туған балаларда мидың зақымдануына байланысты бүкіл әлемнің назарын аударды2. Кремер және т.б. 3 Aedes масаларының географиялық ауқымы кеңейе беретінін және 2050 жылға қарай әлем халқының жартысы масалар арқылы берілетін арбовирустармен жұқтыру қаупіне ұшырайтынын болжайды.
Жақында жасалған денге безгегі мен сары безгекке қарсы вакциналарды қоспағанда, масалардан таралатын аурулардың көпшілігіне қарсы вакциналар әлі жасалған жоқ9,10,11. Вакциналар әлі де шектеулі мөлшерде қолжетімді және тек клиникалық сынақтарда қолданылады. Синтетикалық инсектицидтерді қолдана отырып, масалардың тасымалдаушыларын бақылау масалардан таралатын аурулардың таралуын бақылаудың негізгі стратегиясы болды12,13. Синтетикалық пестицидтер масаларды жоюда тиімді болғанымен, синтетикалық пестицидтерді үздіксіз қолдану нысанаға алынбаған организмдерге кері әсер етеді және қоршаған ортаны ластайды14,15,16. Химиялық инсектицидтерге масалардың төзімділігінің арту үрдісі одан да алаңдатарлық17,18,19. Пестицидтермен байланысты бұл мәселелер ауру тасымалдаушыларын бақылаудың тиімді және экологиялық таза баламаларын іздеуді жеделдетті.
Зиянкестермен күресу үшін фитопестицидтердің көздері ретінде әртүрлі өсімдіктер жасалды20,21. Өсімдік заттары, әдетте, экологиялық таза, себебі олар биологиялық ыдырайтын және сүтқоректілер, балықтар және қосмекенділер сияқты мақсатты емес организмдерге уыттылығы төмен немесе елеусіз20,22. Шөптік препараттар масалардың әртүрлі өмірлік кезеңдерін тиімді бақылау үшін әртүрлі әсер ету механизмдері бар әртүрлі биоактивті қосылыстарды шығаратыны белгілі23,24,25,26. Эфир майлары және басқа да белсенді өсімдік ингредиенттері сияқты өсімдік тектес қосылыстар назар аударып, масалардың тасымалдаушыларын бақылаудың инновациялық құралдарына жол ашты. Эфир майлары, монотерпендер және сесквитерпендер репелленттер, қоректенуді тежейтін заттар және овицидтер ретінде әрекет етеді27,28,29,30,31,32,33. Көптеген өсімдік майлары маса дернәсілдерінің, қуыршақтарының және ересектерінің өліміне әкеледі34,35,36, жәндіктердің жүйке, тыныс алу, эндокриндік және басқа да маңызды жүйелеріне әсер етеді37.
Жақында жүргізілген зерттеулер қыша өсімдіктері мен олардың тұқымдарын биоактивті қосылыстардың көзі ретінде пайдалану мүмкіндігі туралы түсінік берді. Қыша дәнінің ұны биофумигант ретінде сыналды38,39,40,41 және арамшөптерді басу42,43,44 және топырақта таралатын өсімдік патогендерін бақылау45,46,47,48,49,50, өсімдіктердің қоректенуі үшін топырақ қоспасы ретінде пайдаланылды45,46,47,48,49,50, өсімдіктердің қоректенуі. нематодтар41,51, 52, 53, 54 және зиянкестер55, 56, 57, 58, 59, 60. Бұл тұқым ұнтақтарының фунгицидтік белсенділігі изотиоцианаттар деп аталатын өсімдікті қорғайтын қосылыстарға байланысты38,42,60. Өсімдіктерде бұл қорғаныш қосылыстар өсімдік жасушаларында биоактивті емес глюкозинолаттар түрінде сақталады. Дегенмен, өсімдіктер жәндіктердің қоректенуінен немесе патогендік инфекциядан зақымданған кезде, глюкозинолаттар мирозиназамен биоактивті изотиоцианаттарға55,61 гидролизденеді. Изотиоцианаттар кең спектрлі микробқа қарсы және инсектицидтік белсенділікке ие ұшпа қосылыстар болып табылады, және олардың құрылымы, биологиялық белсенділігі және құрамы Brassicaceae түрлері арасында кеңінен өзгереді42,59,62,63.
Қыша дәнінің ұнынан алынған изотиоцианаттардың инсектицидтік белсенділігі белгілі болғанымен, медициналық тұрғыдан маңызды буынаяқтылардың тасымалдаушыларына қарсы биологиялық белсенділік туралы деректер жеткіліксіз. Біздің зерттеуімізде майсыздандырылған төрт тұқым ұнтағының Aedes масаларына қарсы дернәсілдік белсенділігі зерттелді. Aedes aegypti дернәсілдері. Зерттеудің мақсаты оларды масалармен күресу үшін экологиялық таза биопестицидтер ретінде қолдану мүмкіндігін бағалау болды. Тұқым ұнының үш негізгі химиялық компоненті, аллил изотиоцианат (AITC), бензил изотиоцианат (BITC) және 4-гидроксибензилизотиоцианат (4-HBITC) осы химиялық компоненттердің маса дернәсілдеріндегі биологиялық белсенділігін тексеру үшін де сыналды. Бұл төрт қырыққабат тұқымының ұнтағының және олардың негізгі химиялық компоненттерінің маса дернәсілдеріне қарсы тиімділігін бағалаған алғашқы есеп.
Aedes aegypti (Рокфеллер штаммы) зертханалық колониялары 26°C температурада, 70% салыстырмалы ылғалдылықта (RH) және 10:14 сағатта (L:D фотопериод) ұсталды. Шағылысқан аналықтар пластикалық торларда (биіктігі 11 см және диаметрі 9,5 см) ұсталып, цитрацияланған ірі қара малдың қанын пайдаланатын бөтелкедегі тамақтандыру жүйесі арқылы берілді (HemoStat Laboratories Inc., Диксон, Калифорния, АҚШ). Қан беру әдеттегідей 37°C температураны бақылауы бар айналмалы су ваннасы түтігіне (HAAKE S7, Thermo-Scientific, Waltham, MA, АҚШ) қосылған мембраналық көп шынылы тамақтандырғышты (Chemglass, Life Sciences LLC, Vineland, NJ, АҚШ) пайдаланып жүргізілді. Әрбір шыны тамақтандыру камерасының түбіне Parafilm M пленкасын тартыңыз (ауданы 154 мм2). Содан кейін әрбір тамақтандырғыш шағылысатын аналық орналасқан торды жабатын жоғарғы торға орналастырылды. Пастер пипеткасын (Fisherbrand, Fisher Scientific, Waltham, MA, АҚШ) пайдаланып шыны қоректендіргіш воронкаға шамамен 350–400 мкл ірі қара қаны қосылды, ал ересек құрттар кем дегенде бір сағат бойы ағызып қойылды. Содан кейін жүкті аналықтарға 10% сахароза ерітіндісі беріліп, жеке ультра мөлдір суфле тостағандарына (1,25 сұйық унция өлшемі, Dart Container Corp., Mason, MI, АҚШ) салынған ылғалды сүзгі қағазына жұмыртқа салуға рұқсат етілді. Торға су құйыңыз. Жұмыртқалары бар сүзгі қағазын тығыздалған пакетке (SC Johnsons, Racine, WI) салып, 26°C температурада сақтаңыз. Жұмыртқалар басылып, шамамен 200–250 дернәсіл қоян еті (ZuPreem, Premium Natural Products, Inc., Mission, KS, АҚШ) және бауыр ұнтағы (MP Biomedicals, LLC, Solon, OH, АҚШ) және балық филесі (TetraMin, Tetra GMPH, Meer, Германия) қоспасы бар пластикалық науаларда 2:1:1 қатынасында өсірілді. Біздің биоталдауларда үшінші жастың соңғы кезеңіндегі дернәсілдер пайдаланылды.
Бұл зерттеуде пайдаланылған өсімдік тұқым материалы келесі коммерциялық және үкіметтік көздерден алынды: АҚШ-тың Вашингтон штатындағы Тынық мұхитының солтүстік-батыс фермерлер кооперативінен Brassica juncea (қоңыр қыша - Тынық мұхиты алтыны) және Brassica juncea (ақ қыша - Ida алтыны); АҚШ-тың Иллинойс штатындағы Пеория қаласындағы Kelly Seed and Hardware Co. компаниясынан (Garden Cress) және АҚШ-тың Иллинойс штатындағы Пеория қаласындағы USDA-ARS компаниясынан Thlaspi arvense (Field Pennycress-Elisabeth); Зерттеуде пайдаланылған тұқымдардың ешқайсысы пестицидтермен өңделмеген. Барлық тұқым материалы осы зерттеуде жергілікті және ұлттық ережелерге және барлық тиісті жергілікті мемлекеттік және ұлттық ережелерге сәйкес өңделіп, пайдаланылды. Бұл зерттеу трансгенді өсімдік сорттарын зерттеген жоқ.
Brassica juncea (PG), жоңышқа (Ls), ақ қыша (IG), Thlaspi arvense (DFP) тұқымдары 0,75 мм тормен және тот баспайтын болаттан жасалған ротормен, 12 тіспен, 10 000 айн/мин жабдықталған Retsch ZM200 ультрацентрифугалық диірменін (Retsch, Haan, Германия) пайдаланып ұсақ ұнтаққа дейін ұнтақталған (1-кесте). Ұнтақталған тұқым ұнтағы қағаз ойыққа ауыстырылып, Soxhlet аппаратында 24 сағат бойы гексанмен майсыздандырылған. Майсыздандырылған далалық қышаның кіші үлгісі мирозиназаны денатурациялау және глюкозинолаттардың гидролизін болдырмау үшін биологиялық белсенді изотиоцианаттар түзу үшін 100 °C температурада 1 сағат бойы термиялық өңдеуден өткен. Жылумен өңделген хвощ тұқымының ұнтағы (DFP-HT) мирозиназаны денатурациялау арқылы теріс бақылау ретінде пайдаланылды.
Майсыздандырылған тұқым ұнтағының глюкозинолат мөлшері бұрын жарияланған хаттамаға 64 сәйкес жоғары өнімді сұйық хроматографияны (HPLC) пайдаланып үш рет анықталды. Қысқаша айтқанда, 250 мг майсыздандырылған тұқым ұнтағының үлгісіне 3 мл метанол қосылды. Әрбір үлгі су моншасында 30 минут бойы ультрадыбыстық өңдеуден өткізіліп, 23°C температурада қараңғы жерде 16 сағатқа қалдырылды. Содан кейін органикалық қабаттың 1 мл аликвотасы 0,45 мкм сүзгі арқылы автоүлгілеушіге сүзілді. Shimadzu HPLC жүйесінде (екі LC 20AD сорғысы; SIL 20A автоүлгілеушісі; DGU 20As дегазері; 237 нм-де бақылауға арналған SPD-20A UV-VIS детекторы; және CBM-20A байланыс шина модулі) жұмыс істей отырып, тұқым ұнтағының глюкозинолат мөлшері Shimadzu LC Solution бағдарламалық жасақтамасының 1.25 нұсқасын (Shimadzu Corporation, Колумбия, Мэриленд, АҚШ) пайдаланып үш рет анықталды. Баған C18 Inertsil кері фазалы баған болды (250 мм × 4,6 мм; RP C-18, ODS-3, 5u; GL Sciences, Торранс, Калифорния, АҚШ). Бастапқы жылжымалы фаза жағдайлары 1 мл/мин ағын жылдамдығымен судағы 12% метанол/88% 0,01 М тетрабутиламмоний гидроксиді (TBAH; Sigma-Aldrich, Сент-Луис, Миссури, АҚШ) ретінде белгіленді. 15 мкл үлгіні енгізгеннен кейін бастапқы жағдайлар 20 минут бойы сақталды, содан кейін еріткіш қатынасы 100% метанолға дейін реттелді, жалпы үлгіні талдау уақыты 65 минут болды. Майсыздандырылған тұқым ұнының күкірт мөлшерін бағалау үшін жаңа дайындалған синапин, глюкозинолат және мирозин стандарттарын (Sigma-Aldrich, Сент-Луис, Миссури, АҚШ) сериялық сұйылту арқылы стандартты қисық (nM/mAb негізінде) жасалды. Глюкозинолаттар. Үлгілердегі глюкозинолат концентрациясы Agilent 1100 HPLC (Agilent, Санта-Клара, Калифорния, АҚШ) құрылғысында OpenLAB CDS ChemStation нұсқасын (C.01.07 SR2 [255]) пайдаланып, дәл сол бағанмен және бұрын сипатталған әдіспен тексерілді. Глюкозинолат концентрациялары анықталды; HPLC жүйелері арасында салыстырмалы болуы мүмкін.
Аллил изотиоцианаты (94%, тұрақты) және бензил изотиоцианаты (98%) Fisher Scientific компаниясынан (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, АҚШ) сатып алынды. 4-Гидроксибензилизотиоцианаты ChemCruz компаниясынан (Santa Cruz Biotechnology, CA, АҚШ) сатып алынды. Мирозиназамен ферментативті гидролизденген кезде глюкозинолаттар, глюкозинолаттар және глюкозинолаттар сәйкесінше аллил изотиоцианатын, бензил изотиоцианатын және 4-гидроксибензилизотиоцианатын түзеді.
Зертханалық биоталдаулар Мутури және т.б. 32 әдісі бойынша модификацияларымен жүргізілді. Зерттеуде бес майсыз тұқымдық жем қолданылды: DFP, DFP-HT, IG, PG және Ls. Жиырма дернәсіл 120 мл деионизацияланған су (dH2O) бар 400 мл бір рет қолданылатын үш жақты стаканға (VWR International, LLC, Radnor, PA, АҚШ) салынды. Маса дернәсілдерінің уыттылығына жеті тұқымдық ұн концентрациясы тексерілді: DFP тұқымдық ұны, DFP-HT, IG және PG үшін 0,01, 0,02, 0,04, 0,06, 0,08, 0,1 және 0,12 г тұқымдық ұн/120 мл dH2O. Алдын ала биоталдаулар майсыздандырылған Ls тұқымдық ұнының тексерілген басқа төрт тұқымдық ұнға қарағанда улырақ екенін көрсетеді. Сондықтан, біз Ls тұқым ұнының жеті өңдеу концентрациясын келесі концентрацияларға келтірдік: 0,015, 0,025, 0,035, 0,045, 0,055, 0,065 және 0,075 г/120 мл dH2O.
Сынақ жағдайында жәндіктердің қалыпты өлімін бағалау үшін өңделмеген бақылау тобы (dH20, тұқым ұны қоспасы жоқ) енгізілді. Әрбір тұқым ұны үшін токсикологиялық биоталдауларға үш қайталанатын үш көлбеу стакандар (стаканға 20 үшінші жастың соңғы кезеңіндегі дернәсілдер) кірді, барлығы 108 құты. Өңделген контейнерлер бөлме температурасында (20-21°C) сақталды және дернәсілдердің өлімі өңдеу концентрациясына үздіксіз әсер ету кезінде 24 және 72 сағат ішінде тіркелді. Егер масалардың денесі мен қосалқылары жұқа тот баспайтын болаттан жасалған шпательмен тесілгенде немесе тигенде қозғалмаса, масалардың дернәсілдері өлі болып саналады. Өлі дернәсілдер әдетте контейнердің түбінде немесе су бетінде дорсальды немесе вентральды қалыпта қозғалмай қалады. Тәжірибе әр түрлі күндері дернәсілдердің әртүрлі топтарын пайдаланып үш рет қайталанды, әр өңдеу концентрациясына барлығы 180 дернәсіл ұшырады.
AITC, BITC және 4-HBITC маса дернәсілдеріне уыттылығы бірдей биоанализ процедурасын қолдана отырып, бірақ әртүрлі емдеу әдістерімен бағаланды. Әрбір химиялық зат үшін 100 000 ppm қор ерітінділерін дайындаңыз, 2 мл центрифуга түтігіндегі 900 мкл абсолютті этанолға 100 мкл химиялық зат қосып, мұқият араластыру үшін 30 секунд шайқаңыз. Емдеу концентрациялары біздің алдын ала биоанализдеріміз негізінде анықталды, нәтижесінде BITC AITC және 4-HBITC-ге қарағанда әлдеқайда уытты екені анықталды. Уыттылықты анықтау үшін BITC-тің 5 концентрациясы (1, 3, 6, 9 және 12 ppm), AITC-тің 7 концентрациясы (5, 10, 15, 20, 25, 30 және 35 ppm) және 4-HBITC-тің 6 концентрациясы (15, 15, 20, 25, 30 және 35 ppm). 30, 45, 60, 75 және 90 ppm). Бақылау әдісіне 108 мкл абсолютті этанол енгізілді, бұл химиялық өңдеудің максималды көлеміне тең. Биологиялық талдаулар жоғарыда көрсетілгендей қайталанды, әр өңдеу концентрациясында барлығы 180 дернәсіл анықталды. Дернәсілдердің өлімі 24 сағат үздіксіз әсер етуден кейін AITC, BITC және 4-HBITC әрбір концентрациясы үшін тіркелді.
65 дозаға байланысты өлім-жітім деректерінің пробит талдауы Polo бағдарламалық жасақтамасын (Polo Plus, LeOra Software, 1.0 нұсқасы) пайдаланып, 50% өлім-жітім концентрациясын (LC50), 90% өлім-жітім концентрациясын (LC90), көлбеуін, өлім-жітім дозасының коэффициентін және 95% өлім-жітім концентрациясын есептеу үшін жүргізілді. Бұл логарифмдік түрлендірілген концентрация мен доза-өлім қисықтары үшін өлім-жітім дозасының қатынасына арналған сенімділік аралықтарына негізделген. Өлім-жітім деректері әрбір өңдеу концентрациясына ұшыраған 180 дернәсілдің біріктірілген қайталау деректеріне негізделген. Ықтималдық талдаулар әрбір тұқым ұны және әрбір химиялық компонент үшін бөлек жүргізілді. Өлім-жітім дозасының қатынасының 95% сенімділік аралықтарына сүйене отырып, тұқым ұны мен химиялық құрамдас бөліктердің маса дернәсілдеріне уыттылығы айтарлықтай әртүрлі деп саналды, сондықтан 1 мәні бар сенімділік аралығы айтарлықтай ерекшеленбеді, P = 0,0566.
Майсыздандырылған тұқым ұндарындағы DFP, IG, PG және Ls негізгі глюкозинолаттарын анықтауға арналған HPLC нәтижелері 1-кестеде келтірілген. Сыналған тұқым ұндарындағы негізгі глюкозинолаттар мирозиназа глюкозинолаттарын қамтитын DFP және PG қоспағанда, әртүрлі болды. PG құрамындағы мирозиннің мөлшері DFP-ге қарағанда жоғары болды, сәйкесінше 33,3 ± 1,5 және 26,5 ± 0,9 мг/г. Ls тұқым ұнтағында 36,6 ± 1,2 мг/г глюкогликон, ал IG тұқым ұнтағында 38,0 ± 0,5 мг/г синапин болды.
Ae. Aedes aegypti масаларының дернәсілдері майсыздандырылған тұқым ұнымен өңделген кезде жойылды, дегенмен емдеудің тиімділігі өсімдік түріне байланысты өзгеріп отырды. Тек DFP-NT ғана 24 және 72 сағаттық әсерден кейін маса дернәсілдеріне улы болған жоқ (2-кесте). Белсенді тұқым ұнтағының уыттылығы концентрацияның артуымен артты (1A, B сурет). Тұқым ұнының маса дернәсілдеріне уыттылығы 24 сағаттық және 72 сағаттық бағалаулардағы LC50 мәндерінің өлімге әкелетін доза қатынасының 95% CI негізінде айтарлықтай өзгерді (3-кесте). 24 сағаттан кейін Ls тұқым ұнының уытты әсері басқа тұқым ұнымен өңдеуге қарағанда жоғары болды, ең жоғары белсенділік және дернәсілдерге ең жоғары уыттылықпен (LC50 = 0,04 г/120 мл dH2O) байқалды. Дернәсілдер 24 сағат ішінде IG, Ls және PG тұқым ұнтағымен өңдеумен салыстырғанда DFP-ге аз сезімтал болды, LC50 мәндері сәйкесінше 0,115, 0,04 және 0,08 г/120 мл dH2O болды, бұл LC50 мәнінен статистикалық тұрғыдан жоғары болды. 0,211 г/120 мл dH2O (3-кесте). DFP, IG, PG және Ls LC90 мәндері сәйкесінше 0,376, 0,275, 0,137 және 0,074 г/120 мл dH2O болды (2-кесте). DPP ең жоғары концентрациясы 0,12 г/120 мл dH2O болды. 24 сағаттық бағалаудан кейін дернәсілдердің орташа өлімі тек 12% құрады, ал IG және PG дернәсілдерінің орташа өлімі сәйкесінше 51% және 82% жетті. 24 сағаттық бағалаудан кейін, Ls тұқым ұнының ең жоғары концентрациясымен өңделген кезде (0,075 г/120 мл dH2O) дернәсілдердің орташа өлімі 99% құрады (1А сурет).
Өлім қисықтары Ae. Мысыр дернәсілдерінің (3-ші жас дернәсілдері) тұқым ұнының концентрациясына емдеуден кейін 24 сағат (A) және 72 сағат (B) өткеннен кейін дозаға жауап беруінен (Probit) бағаланды. Нүктелі сызық тұқым ұнының өңдеуінің LC50 мәнін білдіреді. DFP Thlaspi arvense, DFP-HT Жылумен инактивтелген Thlaspi arvense, IG Sinapsis alba (Ida Gold), PG Brassica juncea (Pacific Gold), Ls Lepidium sativum.
72 сағаттық бағалау кезінде DFP, IG және PG тұқым ұнының LC50 мәндері сәйкесінше 0,111, 0,085 және 0,051 г/120 мл dH2O болды. Ls тұқым ұнына ұшыраған барлық дерлік дернәсілдер 72 сағаттық әсерден кейін өлді, сондықтан өлім-жітім туралы деректер Probit талдауымен сәйкес келмеді. Басқа тұқым ұнымен салыстырғанда, дернәсілдер DFP тұқым ұнын өңдеуге онша сезімтал болмады және LC50 мәндері статистикалық тұрғыдан жоғары болды (2 және 3 кестелер). 72 сағаттан кейін DFP, IG және PG тұқым ұнын өңдеу үшін LC50 мәндері сәйкесінше 0,111, 0,085 және 0,05 г/120 мл dH2O деп бағаланды. 72 сағаттық бағалаудан кейін DFP, IG және PG тұқым ұнтақтарының LC90 мәндері сәйкесінше 0,215, 0,254 және 0,138 г/120 мл dH2O болды. 72 сағаттық бағалаудан кейін DFP, IG және PG тұқым ұнының өңдеулерінің орташа дернәсіл өлімі 0,12 г/120 мл dH2O максималды концентрациясында сәйкесінше 58%, 66% және 96% болды (1B сурет). 72 сағаттық бағалаудан кейін PG тұқым ұнының IG және DFP тұқым ұнына қарағанда улырақ екені анықталды.
Синтетикалық изотиоцианаттар, аллил изотиоцианат (AITC), бензил изотиоцианат (BITC) және 4-гидроксибензилизотиоцианат (4-HBITC) маса дернәсілдерін тиімді түрде жоя алады. Емдеуден кейін 24 сағаттан кейін BITC дернәсілдерге уыттырақ болды, LC50 мәні 5,29 ppm болды, ал AITC үшін 19,35 ppm және 4-HBITC үшін 55,41 ppm болды (4-кесте). AITC және BITC-мен салыстырғанда, 4-HBITC уыттылығы төмен және LC50 мәні жоғары. Ең күшті тұқым ұнындағы екі негізгі изотиоцианаттың (Ls және PG) маса дернәсілдеріне уыттылығында айтарлықтай айырмашылықтар бар. AITC, BITC және 4-HBITC арасындағы LC50 мәндерінің өлімге әкелетін доза қатынасына негізделген уыттылық статистикалық айырмашылықты көрсетті, сондықтан LC50 өлімге әкелетін доза қатынасының 95% CI 1 мәнін қамтымады (P = 0,05, 4-кесте). BITC және AITC ең жоғары концентрациялары тексерілген дернәсілдердің 100%-ын өлтіреді деп есептелді (2-сурет).
Өлім қисықтары Ae дозасына жауап (Probit) бойынша бағаланды. Емдеуден кейін 24 сағаттан кейін мысырлық дернәсілдер (3-ші жас дернәсілдері) синтетикалық изотиоцианат концентрациясына жетті. Нүктелі сызық изотиоцианатпен емдеуге арналған LC50 мәнін білдіреді. Бензил изотиоцианаты BITC, аллил изотиоцианаты AITC және 4-HBITC.
Масалардың таралуына қарсы күрес агенттері ретінде өсімдік биопестицидтерін қолдану ұзақ уақыт бойы зерттелген. Көптеген өсімдіктер инсектицидтік белсенділігі бар табиғи химиялық заттарды шығарады37. Олардың биоактивті қосылыстары синтетикалық инсектицидтерге тартымды балама болып табылады, олар зиянкестерді, соның ішінде масаларды бақылауда үлкен әлеуетке ие.
Қыша өсімдіктері тұқым алу үшін дақыл ретінде өсіріледі, дәмдеуіш және май көзі ретінде қолданылады. Қыша майы тұқымнан алынғанда немесе қыша биоотын ретінде пайдалану үшін алынғанда, 69 қосымша өнім майсыздандырылған тұқым ұны болып табылады. Бұл тұқым ұны өзінің көптеген табиғи биохимиялық компоненттерін және гидролитикалық ферменттерін сақтайды. Бұл тұқым ұнының уыттылығы изотиоцианаттардың өндірілуіне байланысты 55,60,61. Изотиоцианаттар тұқым ұнын гидратациялау кезінде миозиназа ферментімен глюкозинолаттардың гидролизі арқылы түзіледі 38,55,70 және олардың фунгицидтік, бактерицидтік, нематоцидтік және инсектицидтік әсерлері, сондай-ақ химиялық сенсорлық әсерлер мен химиотерапиялық қасиеттерді қоса алғанда, басқа да қасиеттері бар екені белгілі 61,62,70. Бірнеше зерттеулер қыша өсімдіктері мен тұқым ұнының топырақ пен сақталған тағам зиянкестеріне қарсы фумигант ретінде тиімді әрекет ететінін көрсетті 57,59,71,72. Бұл зерттеуде біз төрт тұқымды ұнның және оның үш биоактивті өнімі AITC, BITC және 4-HBITC-тің Aedes масаларының дернәсілдеріне уыттылығын бағаладық. Aedes aegypti. Тұқым ұнын масаларының дернәсілдері бар суға тікелей қосу масалардың дернәсілдері үшін улы изотиоцианаттар түзетін ферментативті процестерді белсендіреді деп күтілуде. Бұл биотрансформация ішінара тұқым ұнының дернәсілдерге қарсы белсенділігінің байқалуымен және ергежейлі қыша дәнінің ұнын қолданар алдында термиялық өңдеуден өткізген кезде инсектицидтік белсенділіктің жоғалуымен дәлелденді. Термиялық өңдеу глюкозинолаттарды белсендіретін гидролитикалық ферменттерді жояды деп күтілуде, осылайша биоактивті изотиоцианаттардың түзілуіне жол бермейді. Бұл қырыққабат тұқымы ұнтағының су ортасындағы масаларға қарсы инсектицидтік қасиеттерін растайтын алғашқы зерттеу.
Сыналған тұқым ұнтақтарының ішінде су кресс тұқымының ұнтағы (Ls) ең улы болды, бұл Aedes albopictus-тың жоғары өліміне әкелді. Aedes aegypti дернәсілдері 24 сағат бойы үздіксіз өңделді. Қалған үш тұқым ұнтағының (PG, IG және DFP) белсенділігі баяу болды және 72 сағат үздіксіз өңдеуден кейін де айтарлықтай өлімге әкелді. Тек Ls тұқым ұнтағында глюкозинолаттардың айтарлықтай мөлшері болды, ал PG және DFP мирозиназаны, ал IG негізгі глюкозинолат ретінде глюкозинолатты қамтыды (1-кесте). Глюкотропеолин BITC-ге дейін гидролизденеді, ал синалбин 4-HBITC61,62-ге дейін гидролизденеді. Біздің биоталдау нәтижелері Ls тұқым ұнының да, синтетикалық BITC-тің де маса дернәсілдері үшін өте улы екенін көрсетеді. PG және DFP тұқым ұнының негізгі компоненті - мирозиназа глюкозинолаты, ол AITC-ге дейін гидролизденеді. AITC 19,35 ppm LC50 мәнімен маса дернәсілдерін жоюда тиімді. AITC және BITC-мен салыстырғанда, 4-HBITC изотиоцианаты дернәсілдер үшін ең аз уытты болып табылады. AITC BITC-ге қарағанда аз уытты болғанымен, олардың LC50 мәндері маса дернәсілдерінде сыналған көптеген эфир майларынан төмен32,73,74,75.
Маса дернәсілдеріне қарсы қолдануға арналған крестгүлді тұқым ұнтағымызда бір негізгі глюкозинолат бар, ол HPLC арқылы анықталғандай, жалпы глюкозинолаттардың 98-99%-дан астамын құрайды. Басқа глюкозинолаттардың іздік мөлшері анықталды, бірақ олардың деңгейі жалпы глюкозинолаттардың 0,3%-дан аз болды. Су кресі (L. sativum) тұқым ұнтағында екінші реттік глюкозинолаттар (синигрин) бар, бірақ олардың үлесі жалпы глюкозинолаттардың 1%-ын құрайды және олардың мөлшері әлі де мардымсыз (шамамен 0,4 мг/г тұқым ұнтағы). PG және DFP құрамында бірдей негізгі глюкозинолат (мирозин) болғанымен, олардың тұқым ұндарының дернәсілге қарсы белсенділігі LC50 мәндеріне байланысты айтарлықтай ерекшеленеді. Ұнтақты зеңге уыттылығы әртүрлі. Aedes aegypti дернәсілдерінің пайда болуы мирозиназа белсенділігінің немесе екі тұқым қоректенуінің тұрақтылығының айырмашылықтарына байланысты болуы мүмкін. Мирозиназа белсенділігі Brassicaceae өсімдіктеріндегі изотиоцианаттар сияқты гидролиз өнімдерінің биожетімділігінде маңызды рөл атқарады76. Покок және т.б.77 және Уилкинсон және т.б.78 бұрынғы есептері миозиназа белсенділігі мен тұрақтылығының өзгеруі генетикалық және қоршаған орта факторларымен де байланысты болуы мүмкін екенін көрсетті.
Күтілетін биоактивті изотиоцианат мөлшері тиісті химиялық қолданулармен салыстыру үшін әрбір тұқым ұнының 24 және 72 сағаттағы LC50 мәндеріне негізделіп есептелді (5-кесте). 24 сағаттан кейін тұқым ұнындағы изотиоцианаттар таза қосылыстарға қарағанда улырақ болды. Изотиоцианат тұқымын өңдеудің миллионға шаққандағы бөліктеріне (ppm) негізделген LC50 мәндері BITC, AITC және 4-HBITC қолданулары үшін LC50 мәндерінен төмен болды. Біз личинкалардың тұқым ұны түйіршіктерін тұтынғанын байқадық (3A сурет). Демек, личинкалар тұқым ұны түйіршіктерін жұту арқылы улы изотиоцианаттарға көбірек концентрацияланған әсер етуі мүмкін. Бұл 24 сағаттық әсер ету кезінде IG және PG тұқым ұны өңдеулерінде айқын көрінді, мұнда LC50 концентрациясы таза AITC және 4-HBITC өңдеулеріне қарағанда сәйкесінше 75% және 72% төмен болды. Ls және DFP өңдеулері таза изотиоцианатқа қарағанда уыттырақ болды, LC50 мәндері сәйкесінше 24% және 41% төмен болды. Бақылау өңдеуіндегі дернәсілдер сәтті қуыршақтанды (3B сурет), ал тұқым ұнымен өңдеудегі дернәсілдердің көпшілігі қуыршақтанбады және дернәсілдердің дамуы айтарлықтай кешіктірілді (3B, D сурет). Сподоптералитурада изотиоцианаттар өсудің тежелуі мен дамудың кешігуімен байланысты79.
Ae. Aedes aegypti масаларының дернәсілдері 24-72 сағат бойы Brassica тұқым ұнтағына үздіксіз ұшырады. (A) Ауыз бөліктерінде тұқым ұнының бөлшектері бар өлі дернәсілдер (шеңбермен белгіленген); (B) Бақылау әдісімен өңдеу (тұқым ұны қосылмаған dH20) дернәсілдердің қалыпты өсетінін және 72 сағаттан кейін қуыршақтай бастайтынын көрсетеді (C, D) Тұқым ұнымен өңделген дернәсілдер; тұқым ұны дамуда айырмашылықтарды көрсетті және қуыршақтанбады.
Біз изотиоцианаттардың маса дернәсілдеріне уытты әсер ету механизмін зерттеген жоқпыз. Дегенмен, қызыл от құмырсқаларында (Solenopsis invicta) жүргізілген бұрынғы зерттеулер глутатион S-трансферазасының (GST) және эстеразасының (EST) тежелуі изотиоцианат биоактивтілігінің негізгі механизмі екенін және AITC, тіпті төмен белсенділік кезінде де, GST белсенділігін тежей алатынын көрсетті. қызыл импортталған от құмырсқалары төмен концентрацияда. Дозасы 0,5 мкг/мл80. Керісінше, AITC ересек жүгері бізтұмсықтарында (Sitophilus zeamais) ацетилхолинэстеразаны тежейді81. Маса дернәсілдеріндегі изотиоцианат белсенділігінің механизмін түсіндіру үшін ұқсас зерттеулер жүргізу қажет.
Біз өсімдік глюкозинолаттарының реактивті изотиоцианаттарды түзу үшін гидролизденуі қыша дәнінің ұнымен масалар дернәсілдерін бақылау механизмі ретінде қызмет етеді деген болжамды қолдау үшін жылумен инактивтелген DFP өңдеуді қолданамыз. Сыналған қолдану жылдамдығында DFP-HT тұқым ұны улы болмады. Лафарга және т.б. 82 глюкозинолаттардың жоғары температурада ыдырауға сезімтал екенін хабарлады. Жылумен өңдеу тұқым ұнындағы мирозиназа ферментін денатурациялайды және глюкозинолаттардың реактивті изотиоцианаттарды түзу үшін гидролизденуіне жол бермейді деп күтілуде. Мұны Окунаде және т.б. 75 растады, бұл мирозиназаның температураға сезімтал екенін көрсетті, бұл қыша, қара қыша және тамыр тұқымдары 80°C жоғары температураға ұшыраған кезде мирозиназа белсенділігінің толығымен инактивтелгенін көрсетеді. Бұл механизмдер жылумен өңделген DFP тұқым ұнының инсектицидтік белсенділігінің жоғалуына әкелуі мүмкін.
Осылайша, қыша дәнінің ұны және оның үш негізгі изотиоцианаты маса дернәсілдері үшін улы. Тұқым ұны мен химиялық өңдеу арасындағы осы айырмашылықтарды ескере отырып, тұқым ұнын пайдалану масаларды бақылаудың тиімді әдісі болуы мүмкін. Тұқым ұнтақтарын пайдаланудың тиімділігі мен тұрақтылығын арттыру үшін қолайлы құрамдар мен тиімді жеткізу жүйелерін анықтау қажет. Біздің нәтижелеріміз қыша дәнінің ұнын синтетикалық пестицидтерге балама ретінде пайдалану мүмкіндігін көрсетеді. Бұл технология масалардың тасымалдаушыларын бақылаудың инновациялық құралына айналуы мүмкін. Маса дернәсілдері сулы ортада жақсы өсетіндіктен және тұқым ұнының глюкозинолаттары ылғалданған кезде ферментативті түрде белсенді изотиоцианаттарға айналатындықтан, маса көп суда қыша дәнінің ұнын пайдалану айтарлықтай бақылау әлеуетін ұсынады. Изотиоцианаттардың дернәсілге қарсы белсенділігі әртүрлі болғанымен (BITC > AITC > 4-HBITC), тұқым ұнын бірнеше глюкозинолаттармен біріктіру уыттылықты синергетикалық түрде арттыра ма, жоқ па, соны анықтау үшін көбірек зерттеулер қажет. Бұл майсыздандырылған крестгүлді тұқым ұнының және үш биоактивті изотиоцианаттың масаларға инсектицидтік әсерін көрсететін алғашқы зерттеу. Бұл зерттеудің нәтижелері тұқымдардан май алудың жанама өнімі болып табылатын майсыздандырылған қырыққабат тұқымының ұнының масалармен күресуде перспективалы дернәсілге қарсы агент ретінде қызмет етуі мүмкін екенін көрсету арқылы жаңа жетістіктерге қол жеткізді. Бұл ақпарат өсімдіктерді биобақылау агенттерін ашуға және оларды арзан, практикалық және экологиялық таза биопестицидтер ретінде әзірлеуге көмектеседі.
Осы зерттеу үшін жасалған деректер жиынтығы және алынған талдаулар тиісті автордан ақылға қонымды сұраныс бойынша қолжетімді. Зерттеу соңында зерттеуде пайдаланылған барлық материалдар (жәндіктер және тұқым ұны) жойылды.
Жарияланған уақыты: 2024 жылғы 29 шілде