Pikeun éféktifngadalikeun reungitsarta ngurangan incidence panyakit aranjeunna mawa, strategis, sustainable tur ramah lingkungan alternatif pikeun péstisida kimiawi diperlukeun. Urang dievaluasi kadaharan siki ti Brassicaceae tangtu (kulawarga Brassica) salaku sumber isothiocyanates turunan tutuwuhan dihasilkeun ku hidrolisis énzimatik glukosinolat biologis teu aktif pikeun pamakéan dina kadali Aedes Mesir (L., 1762). Hidangan siki lima-defatted (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 Pikeun nangtukeun karacunan (LC50) alil isothiocyanate, benzyl isothiocyanate jeung 4-hydroxybenzylisothiocyanate ka larva Aedes aegypti dina paparan 24 jam = 0,04 g/120 ml dH2O). Nilai LC50 pikeun mustard, mustard bodas sareng buntut kuda. tepung siki éta 0,05, 0,08 jeung 0,05 masing-masing dibandingkeun allyl isothiocyanate (LC50 = 19,35 ppm) jeung 4. -Hydroxybenzylisothiocyanate (LC50 = 55,41 ppm) éta leuwih toksik mun larva via 24 jam gH / 2 O. Hasil ieu konsisten sareng produksi tepung siki alfalfa. Efisiensi luhur éster bénzil pakait jeung nilai LC50 diitung. Ngagunakeun tepung siki bisa nyadiakeun hiji metodeu éféktif kontrol reungit. efektivitas bubuk siki cruciferous jeung komponén kimia utama na ngalawan jentik reungit sarta nembongkeun kumaha sanyawa alam dina bubuk siki cruciferous bisa ngawula salaku larvicide ramah lingkungan ngajangjikeun pikeun kontrol reungit.
Panyakit bawaan véktor anu disababkeun ku reungit Aedes tetep janten masalah kaséhatan masarakat global utama. Kajadian panyakit bawaan reungit nyebar sacara geografis1,2,3 sareng muncul deui, ngarah kana wabah panyakit parah4,5,6,7. Panyebaran panyakit di antara manusa sareng sato (contona, chikungunya, demam berdarah, demam Rift Valley, muriang konéng sareng virus Zika) teu acan kantos aya. Demam berdarah waé nyababkeun kira-kira 3,6 milyar jalma résiko inféksi di daérah tropis, kalayan diperkirakeun 390 juta inféksi lumangsung unggal taun, nyababkeun 6,100–24,300 maotna per taun8. Munculna deui jeung wabah virus Zika di Amérika Kidul geus narik perhatian sakuliah dunya alatan karuksakan otak eta ngabalukarkeun di barudak dilahirkeun ku awéwé kainféksi2. Kremer dkk 3 ngaramalkeun yén rentang géografis reungit Aedes bakal terus dilegakeun sarta yén dina taun 2050, satengah tina populasi dunya bakal di résiko inféksi ku arboviruses reungit-ditanggung.
Iwal vaksin anu nembe dikembangkeun ngalawan dengue sareng demam konéng, vaksin ngalawan kalolobaan panyakit anu ditanggung reungit teu acan dikembangkeun9,10,11. Vaksin masih sayogi dina jumlah kawates sareng ngan ukur dianggo dina uji klinis. Kontrol véktor reungit ngagunakeun inséktisida sintétik geus jadi strategi konci pikeun ngadalikeun panyebaran panyakit reungit12,13. Sanajan péstisida sintétik éféktif pikeun maéhan reungit, pamakéan péstisida sintétik terus-terusan mangaruhan organisme non-target sarta ngotoran lingkungan14,15,16. Malah leuwih pikahariwangeun nyaéta tren ngaronjatkeun daya tahan reungit ka inséktisida kimiawi17,18,19. Masalah anu aya hubunganana sareng péstisida parantos ngagancangkeun milarian alternatif anu efektif sareng ramah lingkungan pikeun ngontrol vektor panyakit.
Rupa-rupa pepelakan parantos dikembangkeun salaku sumber fitopestisida pikeun ngadalikeun hama20,21. Zat tutuwuhan umumna ramah lingkungan sabab biodegradable sarta boga karacunan low atanapi negligible kana organisme non-target kayaning mamalia, lauk jeung amfibi20,22. Olahan herbal dipikanyaho ngahasilkeun rupa-rupa sanyawa bioaktif kalayan mékanisme aksi anu béda pikeun sacara efektif ngadalikeun tahap kahirupan reungit anu béda23,24,25,26. Sanyawa turunan tutuwuhan sapertos minyak atsiri sareng bahan-bahan pepelakan aktip anu sanés parantos narik perhatian sareng nyayogikeun jalan pikeun alat-alat inovatif pikeun ngontrol véktor reungit. Minyak atsiri, monoterpenes sareng sesquiterpenes tindakan minangka panolak, ngahalangan tuang sareng ovicides27,28,29,30,31,32,33. Seueur minyak nabati nyababkeun maotna larva reungit, pupa sareng déwasa34,35,36, mangaruhan saraf, pernapasan, éndokrin sareng sistem penting serangga37.
Panaliti anyar parantos masihan wawasan ngeunaan poténsi panggunaan pepelakan mustard sareng sikina salaku sumber sanyawa bioaktif. Tepung siki mustard parantos diuji salaku biofumigan38,39,40,41 sareng dianggo salaku amandemen taneuh pikeun suprési gulma42,43,44 sareng kontrol patogén pepelakan anu ditanggung ku taneuh45,46,47,48,49,50, nutrisi pepelakan. nematodes 41,51, 52, 53, 54 jeung hama 55, 56, 57, 58, 59, 60. Kagiatan fungicidal tina powders siki ieu attributed ka tutuwuhan sanyawa pelindung disebut isothiocyanates38,42,60. Dina tutuwuhan, sanyawa pelindung ieu disimpen dina sél tutuwuhan dina bentuk glukosinolat non-bioaktif. Nanging, nalika pepelakan ruksak ku pakan serangga atanapi inféksi patogén, glukosinolat dihidrolisis ku mirosinase janten isothiocyanates bioaktif55,61. Isothiocyanates mangrupakeun sanyawa volatile dipikawanoh boga spéktrum lega aktivitas antimikrobial jeung inséktisida, sarta struktur maranéhanana, aktivitas biologis jeung eusi lega rupa-rupa diantara spésiés Brassicaceae42,59,62,63.
Sanajan isothiocyanates diturunkeun tina tepung siki mustard dipikanyaho miboga aktivitas inséktisida, data aktivitas biologis ngalawan véktor artropoda anu penting sacara medis kurang. Ulikan kami nalungtik aktivitas larvicidal tina opat bubuk siki defatted ngalawan reungit Aedes. Larva Aedes aegypti. Tujuan tina panilitian nyaéta pikeun ngévaluasi poténsial panggunaanana salaku biopéstisida anu ramah lingkungan pikeun ngontrol reungit. Tilu komponén kimiawi utama tepung siki, allyl isothiocyanate (AITC), benzyl isothiocyanate (BITC), jeung 4-hydroxybenzylisothiocyanate (4-HBITC) ogé diuji pikeun nguji aktivitas biologis komponén kimia ieu dina larva reungit. Ieu laporan munggaran pikeun evaluate efektivitas opat powders siki kol jeung komponén kimia utama maranéhanana ngalawan jentik reungit.
Koloni laboratorium Aedes aegypti (galur Rockefeller) dipertahankeun dina suhu 26°C, kalembaban relatif (RH) 70% sareng 10:14 h (fotoperiode L:D). Bikangna dikawinkeun ditempatkeun dina kandang plastik (jangkungna 11 cm sareng diaméterna 9.5 cm) sareng disuap ku sistem nyoco botol nganggo getih bovine citrated (HemoStat Laboratories Inc., Dixon, CA, USA). Dahar getih dilaksanakeun sapertos biasa nganggo mémbran multi-kaca feeder (Chemglass, Life Sciences LLC, Vineland, NJ, AS) dihubungkeun sareng tabung mandi cai anu sirkulasi (HAAKE S7, Thermo-Scientific, Waltham, MA, AS) kalayan suhu. kontrol 37 °C. Regkeun pilem Parafilm M kana handapeun unggal chamber feed kaca (area 154 mm2). Unggal feeder ieu lajeng disimpen dina grid luhur ngawengku kandang ngandung bikang kawin. Kira-kira 350-400 μl getih sapi ditambahkeun kana corong kaca feeder maké pipette Pasteur (Fisherbrand, Fisher Scientific, Waltham, MA, USA) jeung cacing dewasa diwenangkeun solokan salila sahenteuna hiji jam. Awéwé hamil teras dibéré solusi sukrosa 10% sareng ngantepkeun endog dina kertas saringan beueus anu dijejeran dina cangkir soufflé ultra-jelas individu (ukuran 1,25 fl oz, Dart Container Corp., Mason, MI, AS). kandang ku cai. Teundeun kertas saring anu ngandung endog dina kantong anu disegel (SC Johnsons, Racine, WI) teras simpen dina suhu 26°C. Endogna ditetaskeun sareng sakitar 200-250 larva digedékeun dina baki plastik anu ngandung campuran kelenci chow (ZuPreem, Premium Natural Products, Inc., Mission, KS, USA) sareng bubuk ati (MP Biomedicals, LLC, Solon, OH, AS). jeung fillet lauk (TetraMin, Tetra GMPH, Meer, Jérman) dina babandingan 2:1:1. Larva instar katilu ahir dipaké dina bioassays kami.
Bahan siki tutuwuhan anu digunakeun dina ulikan ieu dicandak tina sumber komérsial sareng pamaréntah di handap ieu: Brassica juncea (coklat mustard-Pasifik Emas) sareng Brassica juncea (mustard bodas-Ida Emas) ti Pacific Northwest Farmers' Cooperative, Washington State, AS; (Taman Cress) ti Kelly Kelor jeung Hardware Co., Peoria, Il, AS jeung Thlaspi arvense (Lapang Pennycress-Elisabeth) ti USDA-ARS, Peoria, Il, AS; Euweuh sahiji siki anu digunakeun dina pangajian anu diolah ku péstisida. Sadaya bahan siki diolah sareng dianggo dina ulikan ieu saluyu sareng peraturan lokal sareng nasional sareng saluyu sareng sadaya peraturan kaayaan lokal sareng nasional anu relevan. Ulikan ieu henteu nalungtik variétas tutuwuhan transgenik.
Brassica juncea (PG), Alfalfa (Ls), White mustard (IG), Thlaspi arvense (DFP) siki digiling nepi ka bubuk halus ngagunakeun Retsch ZM200 ultracentrifugal mill (Retsch, Haan, Jérman) dilengkepan bolong 0,75 mm sarta Stainless. rotor baja, 12 huntu, 10.000 rpm (meja 1). Bubuk siki taneuh dialihkeun kana thimble kertas sareng dileungitkeun ku heksana dina alat Soxhlet salami 24 jam. A subsample mustard lapang defatted dirawat panas dina 100 ° C salila 1 h pikeun denaturasi myrosinase sarta nyegah hidrolisis glukosinolat ngabentuk isothiocyanates aktif biologis. bubuk cikal horsetail perlakuan panas (DFP-HT) ieu dipaké salaku kontrol négatip ku denaturing myrosinase.
Eusi glukosinolat tina tepung siki anu dileungitkeun lemak ditangtukeun dina rangkap tiga ngagunakeun kromatografi cair kinerja tinggi (HPLC) nurutkeun protokol 64 anu diterbitkeun samemehna. Sakeudeung, 3 mL métanol ditambahkeun kana sampel 250 mg bubuk cikal defatted. Unggal sampel ieu sonicated dina mandi cai pikeun 30 menit sarta ditinggalkeun di nu poek di 23 ° C salila 16 jam. A aliquot 1 mL tina lapisan organik ieu lajeng disaring ngaliwatan filter 0,45 μm kana autosampler. Ngajalankeun sistem Shimadzu HPLC (dua pompa LC 20AD; SIL 20A autosampler; DGU 20As degasser; SPD-20A UV-VIS detektor pikeun ngawaskeun dina 237 nm; sarta modul beus komunikasi CBM-20A), eusi glukosinolat tina tepung siki ditangtukeun. dina rangkep tilu. ngagunakeun software Shimadzu LC Solution versi 1.25 (Shimadzu Corporation, Columbia, MD, AS). Kolom éta kolom fase balik C18 Inertsil (250 mm × 4,6 mm; RP C-18, ODS-3, 5u; GL Sciences, Torrance, CA, AS). Kaayaan fase mobile awal diatur dina 12% métanol / 88% 0,01 M tetrabutylammonium hidroksida dina cai (TBAH; Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, AS) kalawan laju aliran 1 mL / mnt. Saatos suntikan 15 μl sampel, kaayaan awal dijaga salami 20 menit, teras rasio pelarut disaluyukeun kana 100% métanol, kalayan total waktos analisa sampel 65 menit. Kurva standar (nM / mAb basis) dihasilkeun ku éncér séri tina standar sinapine, glukosinolat sareng myrosin anu énggal disiapkeun (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, AS) pikeun ngira-ngira eusi walirang tina tuangeun siki anu dibuang lemak. glukosinolat. Konsentrasi glukosinolat dina sampel diuji dina Agilent 1100 HPLC (Agilent, Santa Clara, CA, AS) nganggo versi OpenLAB CDS ChemStation (C.01.07 SR2 [255]) dilengkepan kolom anu sami sareng nganggo metode anu dijelaskeun sateuacana. Konsentrasi glukosinolat ditangtukeun; jadi comparable antara sistem HPLC.
Alil isothiocyanate (94%, stabil) jeung bénzil isothiocyanate (98%) dibeuli ti Fisher Scientific (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, AS). 4-Hydroxybenzylisothiocyanate dibeuli ti ChemCruz (Santa Cruz Biotéhnologi, CA, AS). Nalika dihidrolisis sacara énzimatik ku mirosinase, glukosinolat, glukosinolat, sareng glukosinolat ngabentuk alil isothiocyanate, bénzil isothiocyanate, sareng 4-hydroxybenzylisothiocyanate, masing-masing.
Bioassays laboratorium dilakukeun dumasar kana metode Muturi et al. 32 kalawan modifikasi. Lima pakan siki rendah gajih dianggo dina pangajaran: DFP, DFP-HT, IG, PG sareng Ls. Dua puluh larva disimpen dina 400 ml disposable tilu arah beaker (VWR International, LLC, Radnor, PA, AS) ngandung 120 ml cai deionized (dH2O). Tujuh konsentrasi tepung siki diuji pikeun karacunan larva reungit: 0,01, 0,02, 0,04, 0,06, 0,08, 0,1 jeung 0,12 g tepung siki/120 ml dH2O pikeun tepung siki DFP, DFP-HT, IG jeung PG. Bioassay awal nunjukkeun yén tipung siki Ls anu dileungitkeun lemak langkung toksik tibatan opat tipung siki anu diuji. Ku alatan éta, urang disaluyukeun tujuh konsentrasi perlakuan tepung cikal Ls kana konsentrasi handap: 0,015, 0,025, 0,035, 0,045, 0,055, 0,065, jeung 0,075 g / 120 mL dH2O.
Hiji grup kontrol untreated (dH20, euweuh suplement tepung siki) ieu kaasup kana assess mortality serangga normal dina kaayaan assay. Bioassay toksikologis pikeun tiap tepung siki kaasup tilu ulangan tilu-lamping beakers (20 ahir larva instar katilu per beaker), jumlahna aya 108 vial. Wadah anu dirawat disimpen dina suhu kamar (20-21 ° C) sareng mortalitas larva kacatet salami 24 sareng 72 jam paparan kontinyu kana konsentrasi perlakuan. Lamun awak jeung appendages reungit teu gerak nalika ditindik atawa keuna ku spatula stainless steel ipis, larva reungit dianggap maot. Larva paéh biasana tetep teu gerak dina posisi dorsal atanapi véntral di handapeun wadahna atanapi dina permukaan cai. Percobaan diulang tilu kali dina poé béda ngagunakeun grup béda larva, jumlahna aya 180 larva kakeunaan unggal konsentrasi perlakuan.
Toksisitas AITC, BITC, sareng 4-HBITC kana larva reungit ditaksir nganggo prosedur bioassay anu sami tapi kalayan perlakuan anu béda. Nyiapkeun 100.000 larutan stok ppm pikeun tiap bahan kimia ku cara nambahkeun 100 µL bahan kimia kana 900 µL étanol mutlak dina tabung centrifuge 2-mL sarta oyag salila 30 detik pikeun nyampur tuntas. Konsentrasi perlakuan ditangtukeun dumasar kana bioassays awal kami, anu mendakan BITC langkung toksik tibatan AITC sareng 4-HBITC. Pikeun nangtukeun karacunan, 5 konsentrasi BITC (1, 3, 6, 9 jeung 12 ppm), 7 konsentrasi AITC (5, 10, 15, 20, 25, 30 jeung 35 ppm) jeung 6 konsentrasi 4-HBITC (15). , 15, 20, 25, 30 jeung 35 ppm). 30, 45, 60, 75 jeung 90 ppm). Perlakuan kontrol ieu nyuntik 108 μL étanol mutlak, nu sarua jeung volume maksimum perlakuan kimiawi. Bioassays diulang sakumaha di luhur, exposing total 180 larva per konsentrasi perlakuan. Mortalitas larva dirékam 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, versi 1.0) pikeun ngitung konsentrasi 50% maotna (LC50), konsentrasi maotna 90% (LC90), lamping, koefisien dosis maot, sareng 95. % konsentrasi bisa nepi ka tiwasna. dumasar kana interval kapercayaan pikeun babandingan dosis bisa nepi ka tiwasna pikeun konsentrasi log-transformasi jeung kurva dosis-mortalitas. Data mortalitas dumasar kana gabungan data ulangan 180 larva kakeunaan unggal konsentrasi perlakuan. Analisis probabilistik dilaksanakeun sacara misah pikeun unggal tepung siki sareng unggal komponén kimiawi. Dumasar kana interval kapercayaan 95% tina rasio dosis letal, karacunan tepung siki jeung konstituén kimia pikeun jentik reungit dianggap béda nyata, jadi interval kapercayaan ngandung nilai 1 teu béda nyata, P = 0,0566.
Hasil HPLC pikeun penentuan glukosinolat utama dina tipung siki defatted DFP, IG, PG jeung Ls dibéréndélkeun dina Table 1. The glucosinolates utama dina flours siki diuji variatif iwal DFP jeung PG, nu duanana ngandung glukosinolat myrosinase. Eusi myrosinin dina PG langkung luhur tibatan DFP, masing-masing 33,3 ± 1,5 sareng 26,5 ± 0,9 mg / g. Bubuk biji LS ngandung 36,6 ± 1,2 mg/g glukoglikon, sedengkeun bubuk biji IG ngandung 38,0 ± 0,5 mg/g sinapine.
Larva Ae. Reungit Aedes aegypti tiwas nalika diolah ku tepung siki anu dileungitkeun lemak, sanajan éféktivitas perlakuanna béda-béda gumantung kana spésiés tutuwuhan. Ngan DFP-NT henteu toksik pikeun larva reungit saatos 24 sareng 72 h paparan (Tabel 2). Toksisitas bubuk siki aktif ngaronjat kalayan ngaronjatna konsentrasi (Gbr. 1A, B). Toksisitas tepung siki ka jentik reungit variasina sacara signifikan dumasar kana 95% CI tina rasio dosis nepi ka tiwasna nilai LC50 dina penilaian 24 jam sareng 72 jam (Tabel 3). Sanggeus 24 jam, pangaruh toksik tina tepung siki Ls leuwih gede dibandingkeun perlakuan tepung siki sejen, kalawan aktivitas pangluhurna sarta karacunan maksimum pikeun larva (LC50 = 0,04 g/120 ml dH2O). Larva kirang sensitip ka DFP dina jam 24 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 pangluhurna DPP nyaéta 0,12 g / 120 ml dH2O. Saatos penilaian 24 jam, rata-rata mortalitas larva ngan ukur 12%, sedengkeun mortalitas rata-rata larva IG sareng PG masing-masing ngahontal 51% sareng 82%. Sanggeus 24 jam evaluasi, rata-rata mortality larva pikeun konsentrasi pangluhurna perlakuan tepung siki Ls (0,075 g / 120 ml dH2O) éta 99% (Gbr. 1A).
Kurva mortalitas ditaksir tina réspon dosis (Probit) Ae. Larva Mesir (larva instar ka-3) nepi ka konsentrasi tepung siki 24 jam (A) jeung 72 jam (B) sanggeus perlakuan. Garis dotted ngagambarkeun LC50 tina perlakuan tepung siki. DFP Thlaspi arvense, DFP-HT Panas inactivated Thlaspi arvense, IG Sinapsis alba (Ida Emas), PG Brassica juncea (Pasifik Emas), Ls Lepidium sativum.
Dina evaluasi 72-jam, nilai LC50 DFP, IG sareng PG bijil tepung masing-masing nyaéta 0.111, 0.085 sareng 0.051 g/120 ml dH2O. Ampir sadaya larva anu kakeunaan tuangeun siki Ls maot saatos 72 jam paparan, janten data mortalitas henteu konsisten sareng analisa Probit. Dibandingkeun sareng tuangeun siki sanés, larva kirang sénsitip kana perlakuan tuang siki DFP sareng gaduh nilai LC50 sacara statistik langkung luhur (Tabel 2 sareng 3). Saatos 72 jam, nilai LC50 pikeun perlakuan tuang siki DFP, IG sareng PG diperkirakeun masing-masing 0,111, 0,085 sareng 0,05 g / 120 ml dH2O. Saatos 72 jam evaluasi, nilai LC90 bubuk siki DFP, IG sareng PG masing-masing 0,215, 0,254 sareng 0,138 g / 120 ml dH2O. Saatos 72 jam evaluasi, rata-rata mortality larva pikeun perlakuan tepung siki DFP, IG jeung PG dina konsentrasi maksimum 0.12 g / 120 ml dH2O éta 58%, 66% jeung 96%, mungguh (Gbr. 1B). Saatos évaluasi 72 jam, tuangeun siki PG langkung toksik tibatan tuangeun siki IG sareng DFP.
Isothiocyanates sintétik, allyl isothiocyanate (AITC), benzyl isothiocyanate (BITC) sareng 4-hydroxybenzylisothiocyanate (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 (Table 4). Dibandingkeun AITC sareng BITC, 4-HBITC ngagaduhan karacunan anu langkung handap sareng nilai LC50 anu langkung luhur. Aya béda anu signifikan dina karacunan larva reungit tina dua isothiocyanates utama (Ls sareng PG) dina tuangeun siki anu paling kuat. Toksisitas dumasar kana rasio dosis nepi ka tiwasna nilai LC50 antara AITC, BITC, sareng 4-HBITC nunjukkeun bédana statistik sapertos 95% CI tina rasio dosis maot LC50 henteu kalebet nilai 1 (P = 0.05, Tabel. 4). Konsentrasi pangluhurna duanana BITC sareng AITC diperkirakeun maéhan 100% larva anu diuji (Gambar 2).
Kurva mortalitas ditaksir tina réspon dosis (Probit) Ae. 24 jam saatos perlakuan, larva Mesir (larva instar ka-3) ngahontal konsentrasi isothiocyanate sintétik. Garis dotted ngagambarkeun LC50 pikeun pengobatan isothiocyanate. Benzyl isothiocyanate BITC, alil isothiocyanate AITC jeung 4-HBITC.
Pamakéan biopéstisida tutuwuhan salaku agén kontrol vektor reungit geus lila ditalungtik. Seueur pepelakan ngahasilkeun bahan kimia alami anu gaduh kagiatan inséktisida37. Sanyawa bioaktifna nyayogikeun alternatif anu pikaresepeun pikeun inséktisida sintétik kalayan poténsi anu ageung pikeun ngontrol hama, kalebet reungit.
Pepelakan mustard dipelak salaku pepelakan pikeun sikina, dianggo salaku bungbu sareng sumber minyak. Nalika minyak mustard diekstrak tina siki atanapi nalika mustard diekstrak pikeun dianggo salaku bahan bakar nabati, 69 produk sampingna nyaéta tepung siki anu dileungitkeun lemak. Tepung siki ieu nahan seueur komponén biokimiawi alami sareng énzim hidrolitik. Toksisitas tepung siki ieu dikaitkeun kana produksi isothiocyanates55,60,61. Isothiocyanates dibentuk ku hidrolisis glukosinolat ku énzim myrosinase nalika hidrasi tepung siki38,55,70 sareng dipikanyaho gaduh épék fungicidal, bakterisida, nematicidal sareng insécticidal, kitu ogé sipat sanésna kalebet épék sensori kimia sareng sipat kemoterapi61,62, 70. Sababaraha studi geus ditémbongkeun yén tutuwuhan mustard sarta tepung siki tindakan éféktif salaku fumigants ngalawan taneuh jeung hama dahareun disimpen57,59,71,72. Dina ulikan ieu, urang ditaksir karacunan tepung opat siki jeung tilu produk bioaktif na AITC, BITC, sarta 4-HBITC ka larva reungit Aedes. Aedes aegypti. Nambahkeun tepung siki langsung kana cai anu ngandung jentik reungit dipiharep ngaktifkeun prosés énzimatik anu ngahasilkeun isothiocyanates anu toksik pikeun larva reungit. Biotransformasi ieu dibuktikeun sabagian ku aktivitas larvicidal observasi tina tepung siki jeung leungitna aktivitas insécticidal nalika tepung siki mustard dwarf dipanaskeun saméméh pamakéan. Perlakuan panas diperkirakeun ngancurkeun énzim hidrolitik anu ngaktifkeun glukosinolat, ku kituna nyegah formasi isothiocyanates bioaktif. Ieu mangrupikeun panilitian anu munggaran pikeun mastikeun sipat inséktisida bubuk siki kol ngalawan reungit di lingkungan akuatik.
Di antara bubuk siki anu diuji, bubuk siki selada cai (Ls) anu paling beracun, nyababkeun mortalitas Aedes albopictus anu luhur. Larva Aedes aegypti diolah terus-terusan salila 24 jam. Sésana tilu bubuk siki (PG, IG sareng DFP) ngagaduhan kagiatan anu langkung laun sareng masih nyababkeun mortalitas anu signifikan saatos 72 jam perlakuan kontinyu. Ngan tuangeun siki Ls ngandung jumlah glukosinolat anu signifikan, sedengkeun PG sareng DFP ngandung myrosinase sareng IG ngandung glukosinolat salaku glukosinolat utama (Tabel 1). Glucotropaeolin dihidrolisis jadi BITC jeung sinalbine dihidrolisis jadi 4-HBITC61,62. Hasil bioassay kami nunjukkeun yén tepung siki Ls sareng BITC sintétik kacida toksik pikeun larva reungit. Komponén utama tepung siki PG sareng DFP nyaéta myrosinase glucosinolate, anu dihidrolisis jadi AITC. AITC éféktif pikeun maéhan larva reungit kalayan nilai LC50 19,35 ppm. Dibandingkeun sareng AITC sareng BITC, 4-HBITC isothiocyanate mangrupikeun paling henteu toksik pikeun larva. Sanaos AITC kirang toksik tibatan BITC, nilai LC50na langkung handap tina seueur minyak atsiri anu diuji dina larva reungit32,73,74,75.
bubuk cikal cruciferous kami pikeun pamakéan ngalawan larva reungit ngandung hiji glucosinolate utama, akuntansi pikeun leuwih 98-99% tina total glucosinolates sakumaha ditangtukeun ku HPLC. Jumlah renik glukosinolat sanés dideteksi, tapi tingkatna 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 (kira-kira 0,4 mg/g bubuk siki). Sanaos PG sareng DFP ngandung glukosinolat utama anu sami (mirosin), kagiatan larvicidal tina tuangeun sikina béda sacara signifikan kusabab nilai LC50 na. Rupa-rupa karacunan kana powdery mildew. Munculna larva Aedes aegypti bisa jadi alatan bédana aktivitas mirosinase atawa stabilitas antara dua pakan siki. Aktivitas myrosinase maénkeun peran penting dina bioavailability produk hidrolisis sapertos isothiocyanates dina tutuwuhan Brassicaceae76. Laporan saméméhna ku Pocock et al.77 jeung Wilkinson et al.78 geus ditémbongkeun yén parobahan aktivitas myrosinase jeung stabilitas bisa ogé pakait sareng faktor genetik jeung lingkungan.
Eusi isothiocyanate bioaktif anu diperkirakeun diitung dumasar kana nilai LC50 unggal tepung siki dina jam 24 sareng 72 (Tabel 5) pikeun ngabandingkeun sareng aplikasi kimiawi anu cocog. Saatos 24 jam, isothiocyanates dina tepung siki langkung toksik tibatan sanyawa murni. Nilai LC50 diitung dumasar kana bagian per juta (ppm) perlakuan siki isothiocyanate leuwih handap nilai LC50 pikeun aplikasi BITC, AITC, sarta 4-HBITC. Kami niténan larva ngadahar pelet tepung siki (Gambar 3A). Akibatna, larva tiasa nampi paparan anu langkung pekat kana isothiocyanates beracun ku cara ngonsumsi pelet tepung siki. Ieu paling dibuktikeun dina perlakuan tepung IG sareng PG dina paparan 24-jam, dimana konsentrasi LC50 masing-masing 75% sareng 72% langkung handap tina perlakuan AITC murni sareng 4-HBITC. Perlakuan Ls sareng DFP langkung toksik tibatan isothiocyanate murni, kalayan nilai LC50 masing-masing 24% sareng 41% langkung handap. Larva dina perlakuan kontrol hasil pupated (Gbr. 3B), sedengkeun lolobana larva dina perlakuan tepung siki henteu pupate sarta ngembangkeun larva nyata nyangsang (Gbr. 3B, D). Dina Spodopteralitura, isothiocyanates pakait sareng retardasi pertumbuhan sareng telat perkembangan79.
Larva Ae. Reungit Aedes aegypti terus-terusan kakeunaan bubuk siki Brassica salila 24-72 jam. (A) larva maot kalawan partikel tepung siki dina mouthparts (circled); (B) Perlakuan kontrol (dH20 tanpa tambahan tepung siki) nunjukeun yen larva tumuwuh normal sarta mimiti pupate sanggeus 72 jam (C, D) Larva dirawat kalayan tepung siki; tepung siki némbongkeun béda dina ngembangkeun sarta henteu pupate.
Kami henteu acan nalungtik mékanisme épék toksik isothiocyanates dina larva reungit. Sanajan kitu, studi saméméhna dina sireum seuneu beureum (Solenopsis invicta) geus ditémbongkeun yén inhibisi glutathione S-transferase (GST) jeung ésterase (EST) nyaéta mékanisme utama bioactivity isothiocyanate, sarta AITC, sanajan dina aktivitas low, ogé bisa ngahambat aktivitas GST. . sireum seuneu impor beureum dina konsentrasi low. Dosisna nyaéta 0,5 µg/ml80. Sabalikna, AITC ngahambat acetylcholinesterase dina kumbang jagong dewasa (Sitophilus zeamais)81. Panaliti anu sami kedah dilakukeun pikeun ngajelaskeun mékanisme kagiatan isothiocyanate dina larva reungit.
Kami nganggo perlakuan DFP anu dinonaktipkeun panas pikeun ngadukung usulan yén hidrolisis glukosinolat tutuwuhan pikeun ngabentuk isothiocyanates réaktif janten mékanisme pikeun ngontrol larva reungit ku tuang siki mustard. Dahar 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 diharepkeun pikeun ngadénaturasi énzim myrosinase dina tepung siki sareng nyegah hidrolisis glukosinolat pikeun ngabentuk isothiocyanates réaktif. Ieu ogé dikonfirmasi ku Okunade et al. 75 nunjukkeun yén mirosinase sénsitip kana suhu, nunjukkeun yén kagiatan mirosinase lengkep dinonaktipkeun nalika mustard, mustard hideung, sareng siki akar getih kakeunaan suhu di luhur 80 °. C. Mékanisme ieu tiasa nyababkeun leungitna aktivitas inséktisida tina tepung siki DFP anu dipanaskeun.
Ku kituna, tepung siki mustard jeung tilu isothiocyanates utama na mangrupakeun racun pikeun larva reungit. Dibikeun bédana ieu antara tepung siki jeung perlakuan kimiawi, pamakéan tepung siki bisa jadi hiji metodeu éféktif ngadalikeun reungit. Aya kabutuhan pikeun ngaidentipikasi formulasi anu cocog sareng sistem pangiriman anu efektif pikeun ningkatkeun efficacy sareng stabilitas panggunaan bubuk siki. Hasil kami nunjukkeun potensi pamakéan tepung siki mustard salaku alternatif pikeun péstisida sintétik. Téknologi ieu tiasa janten alat inovatif pikeun ngontrol véktor reungit. Kusabab larva reungit mekar di lingkungan akuatik sareng glukosinolat tepung siki sacara énzimatik dirobih janten isothiocyanates aktip nalika hidrasi, pamakean tepung siki mustard dina cai anu kapangaruhan ku reungit nawiskeun poténsi kontrol anu signifikan. Sanajan aktivitas larvicidal of isothiocyanates variasina (BITC> AITC> 4-HBITC), panalungtikan leuwih diperlukeun pikeun nangtukeun naha ngagabungkeun tepung siki jeung sababaraha glucosinolates synergistically ngaronjatkeun karacunan. Ieu mangrupikeun panilitian munggaran anu nunjukkeun épék inséktisida tina tepung siki cruciferous anu dibuang lemak sareng tilu isothiocyanates bioaktif dina reungit. Hasil ulikan ieu megatkeun taneuh anyar ku némbongkeun yén tepung siki kol defatted, hasil gigir tina ékstraksi minyak tina siki, bisa ngawula salaku agén larvicidal ngajangjikeun pikeun kontrol reungit. Inpormasi ieu tiasa ngabantosan langkung seueur panemuan agén biokontrol pepelakan sareng pangembanganana salaku biopéstisida murah, praktis, sareng ramah lingkungan.
Dataset anu dibangkitkeun pikeun ulikan ieu sareng hasil analisa sayogi ti panulis anu aya dina pamundut anu wajar. Dina ahir pangajaran, sadaya bahan anu digunakeun dina pangajaran (serangga sareng tepung siki) dirusak.
waktos pos: Jul-29-2024