Pikeun sacara efektifngadalikeun reungitsareng ngirangan kajadian panyakit anu dibawana, alternatif péstisida kimia anu strategis, lestari sareng ramah lingkungan diperyogikeun. Kami meunteun tepung siki tina Brassicaceae (kulawarga Brassica) tertentu salaku sumber isotiosianat anu diturunkeun tina pepelakan anu dihasilkeun ku hidrolisis énzimatik glukosinolat anu teu aktip sacara biologis pikeun dianggo dina ngendalikeun Aedes Mesir (L., 1762). Tepung siki anu dikurangan lemakna lima (Brassica juncea (L) Czern., 1859, Lepidium sativum L., 1753, Sinapis alba L., 1753, Thlaspi arvense L., 1753 sareng Thlaspi arvense – tilu jinis utama inaktivasi termal sareng degradasi énzimatik Produk kimia Pikeun nangtukeun toksisitas (LC50) alil isotiosianat, benzil isotiosianat sareng 4-hidroksibenzilisotiosianat ka larva Aedes aegypti dina paparan 24 jam = 0,04 g/120 ml dH2O). Nilai LC50 pikeun mustar, mustar bodas sareng buntut kuda. Tepung siki masing-masing 0,05, 0,08 sareng 0,05 dibandingkeun sareng alil isotiosianat (LC50 = 19,35 ppm) sareng 4. -Hidroksibenzilisotiosianat (LC50 = 55,41 ppm) langkung toksik pikeun larva salami 24 jam saatos perlakuan tibatan 0,1 g/120 ml dH2O masing-masing. Hasil ieu saluyu sareng produksi tepung siki alfalfa. Efisiensi benzil éster anu langkung luhur saluyu sareng nilai LC50 anu diitung. Ngagunakeun tepung siki tiasa nyayogikeun metode anu efektif pikeun ngontrol reungit. efektivitas bubuk siki cruciferous sareng komponén kimia utama na ngalawan larva reungit sareng nunjukkeun kumaha sanyawa alami dina bubuk siki cruciferous tiasa janten larvisida anu ramah lingkungan anu ngajangjikeun pikeun ngontrol reungit.
Panyakit anu ditularkan ku vektor anu disababkeun ku reungit Aedes tetep janten masalah kaséhatan masarakat global anu utama. Insiden panyakit anu ditularkan ku reungit nyebar sacara geografis1,2,3 sareng muncul deui, anu nyababkeun wabah panyakit anu parah4,5,6,7. Sumebarna panyakit di antara manusa sareng sato (contona, chikungunya, dengue, muriang Rift Valley, muriang konéng sareng virus Zika) teu acan pernah aya sateuacanna. Demam dengue nyalira ngajantenkeun sakitar 3,6 milyar jalmi résiko inféksi di daérah tropis, kalayan perkiraan 390 juta inféksi lumangsung unggal taunna, anu nyababkeun 6.100–24.300 maot per taun8. Munculna deui sareng wabah virus Zika di Amérika Kidul parantos narik perhatian dunya kusabab karusakan otak anu disababkeun ku murangkalih anu lahir ti awéwé anu kainféksi2. Kremer et al 3 ngaduga yén rentang geografis reungit Aedes bakal terus ngalegaan sareng yén dina taun 2050, satengah populasi dunya bakal résiko inféksi ku arbovirus anu ditularkan ku reungit.
Iwal ti vaksin anu nembe dikembangkeun pikeun ngalawan demam berdarah sareng muriang konéng, vaksin pikeun ngalawan kalolobaan panyakit anu ditularkeun ku reungit tacan dikembangkeun9,10,11. Vaksin masih sayogi dina jumlah anu terbatas sareng ngan dianggo dina uji klinis. Pangendalian vektor reungit nganggo inséktisida sintétis parantos janten strategi konci pikeun ngontrol panyebaran panyakit anu ditularkeun ku reungit12,13. Sanaos péstisida sintétis épéktip dina maéhan reungit, panggunaan péstisida sintétis anu terus-terusan mangaruhan négatif organisme anu sanés target sareng ngotoran lingkungan14,15,16. Anu langkung pikasieuneun nyaéta tren ningkatna résistansi reungit kana inséktisida kimia17,18,19. Masalah anu aya hubunganana sareng péstisida ieu parantos ngagancangkeun pamilarian alternatif anu épéktip sareng ramah lingkungan pikeun ngontrol vektor panyakit.
Rupa-rupa tutuwuhan parantos dikembangkeun salaku sumber fitopéstisida pikeun pangendali hama20,21. Zat tutuwuhan sacara umum ramah lingkungan sabab tiasa diuraikeun sacara biologis sareng gaduh toksisitas anu handap atanapi tiasa diabaikan pikeun organisme non-target sapertos mamalia, lauk sareng amfibi20,22. Persiapan herbal dipikanyaho ngahasilkeun rupa-rupa sanyawa bioaktif kalayan mékanisme aksi anu béda pikeun sacara efektif ngontrol tahapan kahirupan reungit anu béda23,24,25,26. Sanyawa anu asalna tina tutuwuhan sapertos minyak atsiri sareng bahan tutuwuhan aktif sanésna parantos narik perhatian sareng muka jalan pikeun alat-alat inovatif pikeun ngontrol vektor reungit. Minyak atsiri, monoterpen sareng seskuiterpen bertindak salaku pangusir, pencegah tuangeun sareng ovisida27,28,29,30,31,32,33. Seueur minyak nabati nyababkeun maotna larva reungit, pupa sareng déwasa34,35,36, mangaruhan sistem saraf, pernapasan, endokrin sareng sistem penting serangga anu sanés37.
Panilitian anyar parantos masihan wawasan ngeunaan poténsi panggunaan pepelakan sawi sareng siki na salaku sumber sanyawa bioaktif. Tepung siki sawi parantos diuji salaku biofumigan38,39,40,41 sareng dianggo salaku amandemen taneuh pikeun panyabutan gulma42,43,44 sareng pangendalian patogén pepelakan anu ditularkan ku taneuh45,46,47,48,49,50, nutrisi pepelakan. nematoda 41,51, 52, 53, 54 sareng hama 55, 56, 57, 58, 59, 60. Aktivitas fungisida tina bubuk siki ieu disababkeun ku sanyawa pelindung pepelakan anu disebut isothiocyanates38,42,60. Dina pepelakan, sanyawa pelindung ieu disimpen dina sél pepelakan dina bentuk glukosinolat non-bioaktif. Nanging, nalika pepelakan ruksak ku tuangeun serangga atanapi inféksi patogén, glukosinolat dihidrolisis ku myrosinase janten isothiocyanates bioaktif55,61. Isothiocyanates nyaéta sanyawa volatil anu dipikanyaho gaduh aktivitas antimikroba sareng inséktisida spéktrum lega, sareng struktur, aktivitas biologis sareng eusina bénten-bénten pisan di antara spésiés Brassicaceae42,59,62,63.
Sanaos isotiosianat anu asalna tina tipung siki sawi dipikanyaho gaduh aktivitas insektisida, data ngeunaan aktivitas biologis ngalawan vektor artropoda anu penting sacara médis masih kurang. Panilitian kami nalungtik aktivitas larvisida tina opat bubuk siki anu dikurangan lemakna ngalawan reungit Aedes. Larva Aedes aegypti. Tujuan panilitian ieu nyaéta pikeun meunteun poténsi panggunaanana salaku biopestisida anu ramah lingkungan pikeun ngendalikeun reungit. Tilu komponén kimia utama tina tipung siki, alil isotiosianat (AITC), benzil isotiosianat (BITC), sareng 4-hidroksibenzilisotiosianat (4-HBITC) ogé diuji pikeun nguji aktivitas biologis komponén kimia ieu dina larva reungit. Ieu mangrupikeun laporan munggaran anu meunteun efektivitas opat bubuk siki kol sareng komponén kimia utama na ngalawan larva reungit.
Koloni laboratorium Aedes aegypti (galur Rockefeller) dijaga dina suhu 26°C, kalembaban relatif 70% (RH) sareng 10:14 jam (fotoperiode L:D). Bikang anu dikawinkeun ditempatkeun dina kandang plastik (jangkungna 11 cm sareng diaméter 9,5 cm) sareng dibéré tuangeun ngalangkungan sistem botol nganggo getih sapi sitrat (HemoStat Laboratories Inc., Dixon, CA, AS). Pemberian tuangeun getih dilaksanakeun sapertos biasa nganggo wadah multi-kaca mémbran (Chemglass, Life Sciences LLC, Vineland, NJ, AS) anu disambungkeun kana tabung cai anu sirkulasi (HAAKE S7, Thermo-Scientific, Waltham, MA, AS) kalayan kontrol suhu 37 °C. Pasangkeun pilem Parafilm M kana handapeun unggal kamar tuangeun kaca (aréa 154 mm2). Unggal wadah teras disimpen dina grid luhur anu nutupan kandang anu ngandung bikang anu kawin. Kira-kira 350–400 μl getih sapi ditambahkeun kana corong pangumpan kaca nganggo pipet Pasteur (Fisherbrand, Fisher Scientific, Waltham, MA, USA) sareng cacing déwasa diidinan ngocor sahenteuna sajam. Bikang hamil teras dipasihan larutan sukrosa 10% sareng diidinan ngendog dina kertas saring baseuh anu dialas ku cangkir soufflé ultra-jernih individu (ukuran 1,25 fl oz, Dart Container Corp., Mason, MI, USA). kandang sareng cai. Tempatkeun kertas saring anu ngandung endog dina kantong anu disegel (SC Johnsons, Racine, WI) sareng simpen dina suhu 26°C. Endog-endog éta ditetaskeun sareng sakitar 200–250 larva digedékeun dina baki plastik anu ngandung campuran kadaharan kelenci (ZuPreem, Premium Natural Products, Inc., Mission, KS, USA) sareng bubuk ati (MP Biomedicals, LLC, Solon, OH, USA). sareng fillet lauk (TetraMin, Tetra GMPH, Meer, Jerman) dina babandingan 2:1:1. Larva instar katilu ahir dianggo dina bioassay kami.
Bahan siki pepelakan anu dianggo dina ieu panilitian dicandak tina sumber komérsial sareng pamaréntah ieu: Brassica juncea (mustard coklat-Pacific Gold) sareng Brassica juncea (mustard bodas-Ida Gold) ti Pacific Northwest Farmers' Cooperative, Washington State, AS; (Garden Cress) ti Kelly Seed and Hardware Co., Peoria, IL, AS sareng Thlaspi arvense (Field Pennycress-Elisabeth) ti USDA-ARS, Peoria, IL, AS; Teu aya siki anu dianggo dina panilitian anu dirawat ku péstisida. Sadaya bahan siki diolah sareng dianggo dina panilitian ieu saluyu sareng peraturan lokal sareng nasional sareng saluyu sareng sadaya peraturan lokal nagara bagian sareng nasional anu relevan. Panilitian ieu henteu nalungtik variétas pepelakan transgenik.
Siki Brassica juncea (PG), Alfalfa (Ls), Mustard bodas (IG), Thlaspi arvense (DFP) digiling jadi bubuk lemes maké gilingan ultrasentrifugal Retsch ZM200 (Retsch, Haan, Jerman) nu dilengkepan ku bolong 0,75 mm jeung rotor stainless steel, 12 huntu, 10.000 rpm (Tabel 1). Bubuk siki nu geus digiling dipindahkeun kana bidal kertas terus dihilangkan lemakna ku heksana dina alat Soxhlet salila 24 jam. Subsampel mustar lapangan nu geus dihilangkan lemakna dipanaskeun dina suhu 100 °C salila 1 jam pikeun ngadenaturasi mirosinase jeung nyegah hidrolisis glukosinolat pikeun ngabentuk isotiosianat nu aktif sacara biologis. Bubuk siki buntut kuda nu dipanaskeun (DFP-HT) dipaké salaku kontrol négatif ku cara ngadenaturasi mirosinase.
Eusi glukosinolat tina tipung siki anu dihilangkan lemakna ditangtukeun sacara rangkep tilu nganggo kromatografi cair kinerja tinggi (HPLC) numutkeun protokol 64 anu parantos diterbitkeun sateuacanna. Sacara singget, 3 mL metanol ditambahkeun kana sampel 250 mg bubuk siki anu dihilangkan lemakna. Unggal sampel disonikasi dina bak cai salami 30 menit sareng di tinggalkeun dina kaayaan poék dina suhu 23°C salami 16 jam. Sajumlah 1 mL alikuot tina lapisan organik teras disaring ngalangkungan filter 0,45 μm kana autosampler. Dijalankeun dina sistem Shimadzu HPLC (dua pompa LC 20AD; autosampler SIL 20A; degasser DGU 20As; detektor SPD-20A UV-VIS pikeun ngawaskeun dina 237 nm; sareng modul beus komunikasi CBM-20A), eusi glukosinolat tina tipung siki ditangtukeun sacara rangkep tilu. nganggo parangkat lunak Shimadzu LC Solution versi 1.25 (Shimadzu Corporation, Columbia, MD, USA). Kolomna nyaéta kolom fase tibalik C18 Inertsil (250 mm × 4,6 mm; RP C-18, ODS-3, 5u; GL Sciences, Torrance, CA, USA). Kaayaan fase gerak awal disetel dina 12% metanol/88% 0,01 M tetrabutilammonium hidroksida dina cai (TBAH; Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA) kalayan laju aliran 1 mL/mnt. Saatos diinjeksikeun 15 μl sampel, kaayaan awal dijaga salami 20 menit, teras babandingan pangleyur disaluyukeun kana 100% metanol, kalayan total waktos analisis sampel 65 menit. Kurva standar (dumasar kana nM/mAb) dihasilkeun ku pangenceran serial standar sinapin, glukosinolat sareng mirosin anu nembé disiapkeun (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA) pikeun ngira-ngira eusi walirang tina tipung siki anu dihilangkan lemakna. glukosinolat. Konsentrasi glukosinolat dina sampel diuji dina Agilent 1100 HPLC (Agilent, Santa Clara, CA, USA) nganggo versi OpenLAB CDS ChemStation (C.01.07 SR2 [255]) anu dilengkepan kolom anu sami sareng nganggo metode anu parantos dijelaskeun sateuacanna. Konsentrasi glukosinolat ditangtukeun; tiasa dibandingkeun antara sistem HPLC.
Alil isotiosianat (94%, stabil) sareng benzil isotiosianat (98%) dipésér ti Fisher Scientific (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA). 4-Hydroxybenzylisothiocyanate dipésér ti ChemCruz (Santa Cruz Biotechnology, CA, USA). Nalika dihidrolisis sacara énzimatis ku mirosinase, glukosinolat, glukosinolat, sareng glukosinolat ngabentuk alil isotiosianat, benzil isotiosianat, sareng 4-hidroksibenzylisothiocyanat, masing-masing.
Bioassay laboratorium dilaksanakeun dumasar kana metode Muturi et al. 32 kalayan modifikasi. Lima pakan siki rendah lemak dianggo dina panilitian ieu: DFP, DFP-HT, IG, PG sareng Ls. Dua puluh larva ditempatkeun dina gelas tilu arah 400 mL (VWR International, LLC, Radnor, PA, USA) anu ngandung 120 mL cai deionisasi (dH2O). Tujuh konsentrasi tipung siki diuji pikeun toksisitas larva reungit: 0,01, 0,02, 0,04, 0,06, 0,08, 0,1 sareng 0,12 g tipung siki/120 ml dH2O pikeun tipung siki DFP, DFP-HT, IG sareng PG. Bioassay awal nunjukkeun yén tipung siki Ls anu dihilangkan lemakna langkung toksik tibatan opat tipung siki sanés anu diuji. Ku kituna, urang nyaluyukeun tujuh konsentrasi perlakuan tipung siki Ls kana konsentrasi ieu: 0,015, 0,025, 0,035, 0,045, 0,055, 0,065, sareng 0,075 g/120 mL dH2O.
Hiji grup kontrol anu teu diubaran (dH20, teu aya suplemén tipung siki) dilebetkeun pikeun meunteun mortalitas serangga normal dina kaayaan uji. Bioassay toksikologis pikeun unggal tipung siki kalebet tilu gelas tilu lamping réplika (20 larva instar katilu ahir per gelas), kalayan total 108 vial. Wadah anu diubaran disimpen dina suhu kamar (20-21°C) sareng mortalitas larva kacatet salami 24 sareng 72 jam paparan kontinyu kana konsentrasi perlakuan. Upami awak sareng anggota reungit henteu gerak nalika ditusuk atanapi dirampa ku spatula stainless steel ipis, larva reungit dianggap maot. Larva anu maot biasana tetep teu gerak dina posisi dorsal atanapi ventral di handapeun wadah atanapi dina permukaan cai. Ékspérimén ieu diulang tilu kali dina dinten anu béda nganggo grup larva anu béda, kalayan total 180 larva anu kakeunaan unggal konsentrasi perlakuan.
Toksisitas AITC, BITC, sareng 4-HBITC ka larva reungit dipeunteun nganggo prosedur bioassay anu sami tapi nganggo perlakuan anu béda. Nyiapkeun 100.000 ppm larutan stok pikeun unggal bahan kimia ku cara nambihan 100 µL bahan kimia kana 900 µL étanol absolut dina tabung centrifuge 2-mL sareng dikocok salami 30 detik supados rata. Konsentrasi perlakuan ditangtukeun dumasar kana bioassay awal kami, anu mendakan BITC langkung toksik tibatan AITC sareng 4-HBITC. Pikeun nangtukeun toksisitas, 5 konsentrasi BITC (1, 3, 6, 9 sareng 12 ppm), 7 konsentrasi AITC (5, 10, 15, 20, 25, 30 sareng 35 ppm) sareng 6 konsentrasi 4-HBITC (15, 15, 20, 25, 30 sareng 35 ppm). (30, 45, 60, 75 sareng 90 ppm). Perlakuan kontrol diinjeksi ku 108 μL étanol absolut, anu sami sareng volume maksimum perlakuan kimia. Bioassay diulang sapertos di luhur, ngungkabkeun total 180 larva per konsentrasi perlakuan. Mortalitas larva kacatet pikeun unggal konsentrasi AITC, BITC, sareng 4-HBITC saatos 24 jam paparan kontinyu.
Analisis probit tina 65 data mortalitas anu aya hubunganana sareng dosis dilakukeun nganggo parangkat lunak Polo (Polo Plus, LeOra Software, vérsi 1.0) pikeun ngitung konsentrasi letal 50% (LC50), konsentrasi letal 90% (LC90), lamping, koéfisién dosis letal, sareng konsentrasi letal 95%. dumasar kana interval kapercayaan pikeun babandingan dosis letal pikeun konsentrasi log-transformed sareng kurva mortalitas dosis. Data mortalitas dumasar kana data réplikasi gabungan tina 180 larva anu kakeunaan unggal konsentrasi perlakuan. Analisis probabilistik dilakukeun sacara misah pikeun unggal tipung siki sareng unggal komponén kimia. Dumasar kana interval kapercayaan 95% tina babandingan dosis letal, toksisitas tipung siki sareng konstituén kimia pikeun larva reungit dianggap béda sacara signifikan, janten interval kapercayaan anu ngandung nilai 1 henteu béda sacara signifikan, P = 0,0566.
Hasil HPLC pikeun nangtukeun glukosinolat utama dina tipung siki anu dihilangkan lemakna nyaéta DFP, IG, PG sareng Ls didaptarkeun dina Tabel 1. Glukosinolat utama dina tipung siki anu diuji rupa-rupa iwal ti DFP sareng PG, anu duanana ngandung glukosinolat mirosinase. Kandungan mirosinin dina PG langkung luhur tibatan dina DFP, masing-masing 33,3 ± 1,5 sareng 26,5 ± 0,9 mg/g. Bubuk siki Ls ngandung 36,6 ± 1,2 mg/g glukoglikon, sedengkeun bubuk siki IG ngandung 38,0 ± 0,5 mg/g sinapin.
Larva reungit Ae. Aedes aegypti tiwas nalika diubaran ku tipung siki anu dikurangan lemakna, sanaos efektivitas pangobatanana rupa-rupa gumantung kana spésiés pepelakan. Ngan DFP-NT anu henteu toksik pikeun larva reungit saatos 24 sareng 72 jam paparan (Tabel 2). Toksisitas bubuk siki aktif ningkat kalayan ningkatna konsentrasi (Gambar 1A, B). Toksisitas tipung siki ka larva reungit rupa-rupa sacara signifikan dumasar kana 95% CI tina rasio dosis letal tina nilai LC50 dina penilaian 24 jam sareng 72 jam (Tabel 3). Saatos 24 jam, pangaruh toksik tipung siki Ls langkung ageung tibatan pangobatan tipung siki anu sanés, kalayan aktivitas pangluhurna sareng toksisitas maksimum pikeun larva (LC50 = 0,04 g/120 ml dH2O). Larva kirang sénsitip kana DFP dina 24 jam dibandingkeun sareng perlakuan bubuk siki IG, Ls sareng PG, kalayan nilai LC50 masing-masing 0,115, 0,04 sareng 0,08 g/120 ml dH2O, anu sacara statistik langkung luhur tibatan nilai LC50. 0,211 g/120 ml dH2O (Tabel 3). Nilai LC90 DFP, IG, PG sareng Ls masing-masing nyaéta 0,376, 0,275, 0,137 sareng 0,074 g/120 ml dH2O (Tabel 2). Konsentrasi DPP pangluhurna nyaéta 0,12 g/120 ml dH2O. Saatos 24 jam penilaian, rata-rata mortalitas larva ngan ukur 12%, sedengkeun rata-rata mortalitas larva IG sareng PG masing-masing ngahontal 51% sareng 82%. Saatos 24 jam évaluasi, rata-rata mortalitas larva pikeun perlakuan konsentrasi pangluhurna tina tipung siki Ls (0,075 g/120 ml dH2O) nyaéta 99% (Gambar 1A).
Kurva mortalitas diperkirakeun tina réspon dosis (Probit) larva Ae. Mesir (larva instar ka-3) kana konsentrasi tipung siki 24 jam (A) sareng 72 jam (B) saatos perlakuan. Garis putus-putus ngagambarkeun LC50 tina perlakuan tipung siki. DFP Thlaspi arvense, DFP-HT Heat inactivated Thlaspi arvense, IG Sinapsis alba (Ida Gold), PG Brassica juncea (Pacific Gold), Ls Lepidium sativum.
Dina évaluasi 72 jam, nilai LC50 tina bubuk siki DFP, IG sareng PG masing-masing nyaéta 0,111, 0,085 sareng 0,051 g/120 ml dH2O. Ampir sadaya larva anu kakeunaan bubuk siki Ls maot saatos 72 jam paparan, janten data mortalitas henteu konsisten sareng analisis Probit. Dibandingkeun sareng bubuk siki anu sanés, larva kirang sénsitip kana perlakuan bubuk siki DFP sareng sacara statistik gaduh nilai LC50 anu langkung luhur (Tabel 2 sareng 3). Saatos 72 jam, nilai LC50 pikeun perlakuan bubuk siki DFP, IG sareng PG masing-masing diperkirakeun 0,111, 0,085 sareng 0,05 g/120 ml dH2O. Saatos 72 jam évaluasi, nilai LC90 tina bubuk siki DFP, IG sareng PG masing-masing nyaéta 0,215, 0,254 sareng 0,138 g/120 ml dH2O. Saatos 72 jam évaluasi, rata-rata mortalitas larva pikeun perlakuan tepung siki DFP, IG sareng PG dina konsentrasi maksimum 0,12 g/120 ml dH2O nyaéta masing-masing 58%, 66% sareng 96% (Gambar 1B). Saatos évaluasi 72 jam, tepung siki PG kapanggih langkung toksik tibatan tepung siki IG sareng DFP.
Isothiocyanate sintétis, alil isothiocyanate (AITC), benzil isothiocyanate (BITC) sareng 4-hidroksibenzilisothiocyanate (4-HBITC) tiasa sacara efektif maéhan larva reungit. Dina 24 jam saatos perlakuan, BITC langkung toksik pikeun larva kalayan nilai LC50 5,29 ppm dibandingkeun sareng 19,35 ppm pikeun AITC sareng 55,41 ppm pikeun 4-HBITC (Tabel 4). Dibandingkeun sareng AITC sareng BITC, 4-HBITC ngagaduhan toksisitas anu langkung handap sareng nilai LC50 anu langkung luhur. Aya béda anu signifikan dina toksisitas larva reungit tina dua isothiocyanate utama (Ls sareng PG) dina tipung siki anu paling kuat. Toksisitas dumasar kana babandingan dosis letal tina nilai LC50 antara AITC, BITC, sareng 4-HBITC nunjukkeun bédana statistik sapertos 95% CI tina babandingan dosis letal LC50 henteu kalebet nilai 1 (P = 0,05, Tabel 4). Konsentrasi pangluhurna tina BITC sareng AITC diperkirakeun maéhan 100% larva anu diuji (Gambar 2).
Kurva mortalitas diperkirakeun tina réspon dosis (Probit) Ae. 24 jam saatos perlakuan, larva Mesir (larva instar ka-3) ngahontal konsentrasi isotiosianat sintétis. Garis putus-putus ngagambarkeun LC50 pikeun perlakuan isotiosianat. Benzil isotiosianat BITC, alil isotiosianat AITC sareng 4-HBITC.
Pamakéan biopéstisida tutuwuhan salaku agén pangendali véktor reungit parantos lami ditalungtik. Seueur tutuwuhan ngahasilkeun bahan kimia alami anu gaduh aktivitas insektisida37. Sanyawa bioaktifna nyayogikeun alternatif anu pikaresepeun pikeun inséktisida sintétis kalayan poténsi anu ageung dina ngontrol hama, kalebet reungit.
Tutuwuhan sawi dipelak salaku pepelakan pikeun meunangkeun sikina, dianggo salaku bumbu sareng sumber minyak. Nalika minyak sawi diekstrak tina sikina atanapi nalika sawi diekstrak pikeun dianggo salaku biofuel, 69 produk sampinganna nyaéta tipung siki anu dikurangan lemakna. Pupuk siki ieu nahan seueur komponén biokimia alami sareng énzim hidrolitikna. Toksisitas tipung siki ieu disababkeun ku produksi isotiosianat55,60,61. Isotiosianat kabentuk ku hidrolisis glukosinolat ku énzim mirosinase nalika hidrasi tipung siki38,55,70 sareng dipikanyaho gaduh pangaruh fungisida, baktérisida, nematisida sareng inséktisida, ogé sipat-sipat sanés kalebet pangaruh sénsori kimia sareng sipat kémoterapi61,62,70. Sababaraha panilitian parantos nunjukkeun yén pepelakan sawi sareng tipung siki bertindak sacara efektif salaku fumigan ngalawan taneuh sareng hama dahareun anu disimpen57,59,71,72. Dina ieu panilitian, urang meunteun toksisitas tipung opat siki sareng tilu produk bioaktifna AITC, BITC, sareng 4-HBITC ka larva reungit Aedes. Aedes aegypti. Nambahkeun tipung siki langsung kana cai anu ngandung larva reungit diperkirakeun bakal ngaktipkeun prosés énzimatik anu ngahasilkeun isotiosianat anu toksik pikeun larva reungit. Biotransformasi ieu dipidangkeun sabagian ku aktivitas larvisida anu dititénan tina tipung siki sareng leungitna aktivitas insektisida nalika tipung siki sawi kerdil dipanaskeun sateuacan dianggo. Perlakuan panas diperkirakeun bakal ngancurkeun énzim hidrolitik anu ngaktipkeun glukosinolat, sahingga nyegah formasi isotiosianat bioaktif. Ieu mangrupikeun panilitian munggaran anu mastikeun sipat insektisida bubuk siki kol ngalawan reungit dina lingkungan akuatik.
Di antara bubuk siki anu diuji, bubuk siki selada cai (Ls) mangrupikeun anu paling toksik, nyababkeun mortalitas Aedes albopictus anu luhur. Larva Aedes aegypti diolah sacara kontinyu salami 24 jam. Tilu bubuk siki sésana (PG, IG sareng DFP) ngagaduhan aktivitas anu langkung laun sareng masih nyababkeun mortalitas anu signifikan saatos 72 jam perlakuan kontinyu. Ngan tipung siki Ls anu ngandung jumlah glukosinolat anu signifikan, sedengkeun PG sareng DFP ngandung myrosinase sareng IG ngandung glukosinolat salaku glukosinolat utama (Tabel 1). Glukotropaeolin dihidrolisis janten BITC sareng sinalbine dihidrolisis janten 4-HBITC61,62. Hasil bioassay kami nunjukkeun yén tipung siki Ls sareng BITC sintétis toksik pisan pikeun larva reungit. Komponén utama tipung siki PG sareng DFP nyaéta myrosinase glukosinolat, anu dihidrolisis janten AITC. AITC efektif dina maéhan larva reungit kalayan nilai LC50 19,35 ppm. Dibandingkeun sareng AITC sareng BITC, 4-HBITC isothiocyanate paling teu toksik pikeun larva. Sanaos AITC kirang toksik tibatan BITC, nilai LC50 na langkung handap tibatan seueur minyak atsiri anu diuji dina larva reungit32,73,74,75.
Bubuk siki cruciferous kami pikeun dianggo ngalawan larva reungit ngandung hiji glukosinolat utama, anu ngawakilan langkung ti 98-99% tina total glukosinolat sakumaha anu ditangtukeun ku HPLC. Jumlah glukosinolat sanésna kapanggih, tapi kadarna kirang ti 0,3% tina total glukosinolat. Bubuk siki selada cai (L. sativum) ngandung glukosinolat sekundér (sinigrin), tapi proporsina 1% tina total glukosinolat, sareng eusina masih teu signifikan (sakitar 0,4 mg/g bubuk siki). Sanaos PG sareng DFP ngandung glukosinolat utama anu sami (myrosin), aktivitas larvisida tina tepung siki béda-béda sacara signifikan kusabab nilai LC50 na. Béda-béda dina toksisitas kana jamur bubuk. Munculna larva Aedes aegypti tiasa disababkeun ku bédana aktivitas myrosinase atanapi stabilitas antara dua pakan siki. Aktivitas mirosinase maénkeun peran penting dina bioavailabilitas produk hidrolisis sapertos isotiosianat dina pepelakan Brassicaceae76. Laporan sateuacana ku Pocock et al.77 sareng Wilkinson et al.78 parantos nunjukkeun yén parobahan dina aktivitas sareng stabilitas mirosinase ogé tiasa aya hubunganana sareng faktor genetik sareng lingkungan.
Eusi isotiosianat bioaktif anu dipiharep diitung dumasar kana nilai LC50 tina unggal tipung siki dina 24 sareng 72 jam (Tabel 5) pikeun ngabandingkeun sareng aplikasi kimia anu saluyu. Saatos 24 jam, isotiosianat dina tipung siki langkung toksik tibatan sanyawa murni. Nilai LC50 anu diitung dumasar kana bagian per juta (ppm) tina perlakuan siki isotiosianat langkung handap tibatan nilai LC50 pikeun aplikasi BITC, AITC, sareng 4-HBITC. Kami niténan larva anu ngonsumsi pelet tipung siki (Gambar 3A). Akibatna, larva tiasa nampi paparan anu langkung pekat kana isotiosianat toksik ku cara ngonsumsi pelet tipung siki. Ieu paling katingali dina perlakuan tipung siki IG sareng PG dina paparan 24 jam, dimana konsentrasi LC50 masing-masing 75% sareng 72% langkung handap tibatan perlakuan AITC sareng 4-HBITC murni. Perlakuan Ls sareng DFP langkung toksik tibatan isotiosianat murni, kalayan nilai LC50 masing-masing 24% sareng 41% langkung handap. Larva dina perlakuan kontrol suksés janten pupa (Gambar 3B), sedengkeun kalolobaan larva dina perlakuan tepung siki henteu janten pupa sareng kamekaran larva katerlambatan sacara signifikan (Gambar 3B, D). Dina Spodopteralitura, isotiosianat aya hubunganana sareng retardasi pertumbuhan sareng reureuh perkembangan79.
Larva reungit Ae. Aedes aegypti terus-terusan kakeunaan bubuk siki Brassica salami 24–72 jam. (A) Larva paéh anu aya partikel tipung siki dina sungutna (dibunderan); (B) Perlakuan kontrol (dH20 tanpa tambahan tipung siki) nunjukkeun yén larva tumuwuh sacara normal sareng mimiti jadi kepompong saatos 72 jam (C, D) Larva anu dirawat ku tipung siki; tipung siki nunjukkeun béda dina kamekaran sareng henteu jadi kepompong.
Kami teu acan nalungtik mékanisme pangaruh toksik isotiosianat kana larva reungit. Nanging, panilitian sateuacana dina sireum seuneu beureum (Solenopsis invicta) parantos nunjukkeun yén inhibisi glutathione S-transferase (GST) sareng esterase (EST) mangrupikeun mékanisme utama bioaktivitas isotiosianat, sareng AITC, bahkan dina aktivitas anu handap, ogé tiasa ngahalangan aktivitas GST. sireum seuneu impor beureum dina konsentrasi anu handap. Dosisna nyaéta 0,5 µg/ml80. Sabalikna, AITC ngahalangan asetilkolinesterase dina kumbang jagong déwasa (Sitophilus zeamais)81. Panilitian anu sami kedah dilaksanakeun pikeun ngajelaskeun mékanisme aktivitas isotiosianat dina larva reungit.
Kami nganggo perlakuan DFP anu diinaktivasi ku panas pikeun ngadukung usulan yén hidrolisis glukosinolat tutuwuhan pikeun ngabentuk isotiosianat réaktif ngalayanan salaku mékanisme pikeun ngontrol larva reungit ku tipung siki sawi. Tipung siki DFP-HT henteu toksik dina laju aplikasi anu diuji. Lafarga et al. 82 ngalaporkeun yén glukosinolat sénsitip kana degradasi dina suhu anu luhur. Perlakuan panas ogé diperkirakeun bakal ngadenaturasi énzim mirosinase dina tipung siki sareng nyegah hidrolisis glukosinolat pikeun ngabentuk isotiosianat réaktif. Ieu ogé dikonfirmasi ku Okunade et al. 75 nunjukkeun yén mirosinase sénsitip kana suhu, nunjukkeun yén aktivitas mirosinase diinaktivasi sapinuhna nalika siki sawi, sawi hideung, sareng akar getih kakeunaan suhu di luhur 80°C. Mékanisme ieu tiasa nyababkeun leungitna aktivitas insektisida tina tipung siki DFP anu dipanaskeun.
Ku kituna, tipung siki sawi sareng tilu isotiosianat utama na toksik pikeun larva reungit. Kusabab bédana antara tipung siki sareng perlakuan kimiawi ieu, panggunaan tipung siki tiasa janten metode anu efektif pikeun ngontrol reungit. Aya kabutuhan pikeun ngaidentipikasi formulasi anu cocog sareng sistem pangiriman anu efektif pikeun ningkatkeun efektifitas sareng stabilitas panggunaan bubuk siki. Hasil kami nunjukkeun poténsi panggunaan tipung siki sawi salaku alternatif pikeun péstisida sintétis. Téhnologi ieu tiasa janten alat inovatif pikeun ngontrol vektor reungit. Kusabab larva reungit hirup subur dina lingkungan akuatik sareng glukosinolat tipung siki dirobih sacara énzimatis janten isotiosianat aktif nalika hidrasi, panggunaan tipung siki sawi dina cai anu dieusian reungit nawiskeun poténsi kontrol anu signifikan. Sanaos aktivitas larvisida isotiosianat rupa-rupa (BITC > AITC > 4-HBITC), langkung seueur panilitian diperyogikeun pikeun nangtukeun naha ngagabungkeun tipung siki sareng sababaraha glukosinolat sacara sinergis ningkatkeun toksisitas. Ieu mangrupikeun panilitian munggaran anu nunjukkeun pangaruh insektisida tina tipung siki cruciferous anu dikurangan lemak sareng tilu isotiosianat bioaktif dina reungit. Hasil panilitian ieu muka jalan anyar ku nunjukkeun yén tipung siki kol anu dikurangan lemakna, produk sampingan tina ékstraksi minyak tina siki, tiasa janten agén larvisida anu ngajangjikeun pikeun ngendalikeun reungit. Inpormasi ieu tiasa ngabantosan langkung seueur panemuan agén biokontrol tutuwuhan sareng pamekaranana salaku biopéstisida anu murah, praktis, sareng ramah lingkungan.
Kumpulan data anu dihasilkeun pikeun panilitian ieu sareng analisis anu dihasilkeun sayogi ti panulis anu saluyu upami aya pamundut anu wajar. Di ahir panilitian, sadaya bahan anu dianggo dina panilitian (serangga sareng tipung siki) dibasmi.
Waktos posting: 29-Jul-2024