Plaši izplatītā sintētisko pesticīdu lietošana ir radījusi daudzas problēmas, tostarp rezistentu organismu rašanos, vides degradāciju un kaitējumu cilvēku veselībai. Tāpēc jauni mikrobiālipesticīdiSteidzami nepieciešami cilvēku veselībai un videi droši biosurfaktanti. Šajā pētījumā Enterobacter cloacae SJ2 ražots ramnolipīdu biosurfaktants tika izmantots, lai novērtētu toksicitāti odu (Culex quinquefasciatus) un termītu (Odontotermes obesus) kāpuriem. Rezultāti parādīja, ka starp apstrādes reizēm pastāv no devas atkarīga mirstība. Termītu un odu kāpuru biosurfaktantu LC50 (50% letālā koncentrācija) vērtība pēc 48 stundām tika noteikta, izmantojot nelineāras regresijas līknes pielāgošanas metodi. Rezultāti parādīja, ka biosurfaktanta larvicīdas un prettermītu aktivitātes 48 stundu LC50 vērtības (95% ticamības intervāls) bija attiecīgi 26,49 mg/l (diapazons no 25,40 līdz 27,57) un 33,43 mg/l (diapazons no 31,09 līdz 35,68). Saskaņā ar histopatoloģisko izmeklēšanu, apstrāde ar biosurfaktantiem izraisīja nopietnus bojājumus kāpuru un termītu organellu audos. Šī pētījuma rezultāti liecina, ka Enterobacter cloacae SJ2 producētais mikrobiālais biosurfaktants ir lielisks un potenciāli efektīvs līdzeklis Cx, quinquefasciatus un O. obesus kontrolei.
Tropu valstīs ir sastopams liels skaits odu pārnēsātu slimību1. Odu pārnēsāto slimību nozīme ir plaši izplatīta. Katru gadu no malārijas mirst vairāk nekā 400 000 cilvēku, un dažās lielākajās pilsētās plosās tādu nopietnu slimību kā denges drudzis, dzeltenais drudzis, čikungunjas vīruss un Zikas vīruss epidēmijas.2 Vektoru pārnēsātas slimības ir saistītas ar katru sesto inficēšanās gadījumu visā pasaulē, un odi izraisa visnozīmīgākos gadījumus3,4. Culex, Anopheles un Aedes ir trīs odu ģints, kas visbiežāk tiek saistītas ar slimību pārnešanu5. Denges drudža, infekcijas, ko pārnēsā Aedes aegypti odi, izplatība pēdējās desmitgades laikā ir palielinājusies un rada ievērojamus draudus sabiedrības veselībai4,7,8. Saskaņā ar Pasaules Veselības organizācijas (PVO) datiem vairāk nekā 40 % pasaules iedzīvotāju ir pakļauti denges drudža riskam, un vairāk nekā 100 valstīs katru gadu rodas 50–100 miljoni jaunu gadījumu9,10,11. Denges drudzis ir kļuvis par nopietnu sabiedrības veselības problēmu, jo tā izplatība ir pieaugusi visā pasaulē12,13,14. Anopheles gambiae, plašāk pazīstams kā Āfrikas Anopheles ods, ir vissvarīgākais cilvēku malārijas pārnēsātājs tropu un subtropu reģionos15. Rietumnīlas vīrusu, Sentluisas encefalītu, Japānas encefalītu un zirgu un putnu vīrusu infekcijas pārnēsā Culex odi, kurus bieži sauc par parastajiem mājas odiem. Turklāt tie ir arī bakteriālu un parazitāru slimību pārnēsātāji16. Pasaulē ir vairāk nekā 3000 termītu sugu, un tie pastāv jau vairāk nekā 150 miljonus gadu17. Lielākā daļa kaitēkļu dzīvo augsnē un barojas ar koksni un koksnes izstrādājumiem, kas satur celulozi. Indijas termīts Odontotermes obesus ir nozīmīgs kaitēklis, kas nodara nopietnus bojājumus svarīgām kultūrām un plantāciju kokiem18. Lauksaimniecības apgabalos termītu invāzijas dažādās stadijās var radīt milzīgus ekonomiskus zaudējumus dažādām kultūrām, koku sugām un būvmateriāliem. Termīti var izraisīt arī cilvēku veselības problēmas19.
Mūsdienu farmācijas un lauksaimniecības jomā mikroorganismu un kaitēkļu rezistences jautājums ir sarežģīts20,21. Tāpēc abiem uzņēmumiem jāmeklē jauni, rentabli pretmikrobu līdzekļi un droši biopesticīdi. Tagad ir pieejami sintētiskie pesticīdi, un ir pierādīts, ka tie ir infekciozi un atbaida blakussugu derīgos kukaiņus22. Pēdējos gados pētījumi par biosurfaktīvajiem līdzekļiem ir paplašinājušies to pielietojuma dēļ dažādās nozarēs. Biosurfaktanti ir ļoti noderīgi un svarīgi lauksaimniecībā, augsnes attīrīšanā, naftas ieguvē, baktēriju un kukaiņu iznīcināšanā, kā arī pārtikas pārstrādē23,24. Biosurfaktanti jeb mikrobiālās virsmaktīvās vielas ir biosurfaktantu ķīmiskās vielas, ko ražo mikroorganismi, piemēram, baktērijas, raugi un sēnītes piekrastes dzīvotnēs un ar naftu piesārņotās teritorijās25,26. Ķīmiski iegūtas virsmaktīvās vielas un biosurfaktanti ir divu veidu, kas tiek iegūti tieši no dabiskās vides27. Dažādas biosurfaktanti tiek iegūti no jūras dzīvotnēm28,29. Tāpēc zinātnieki meklē jaunas tehnoloģijas biosurfaktīvo vielu ražošanai, kuru pamatā ir dabiskās baktērijas30,31. Šādu pētījumu sasniegumi parāda šo bioloģisko savienojumu nozīmi vides aizsardzībā32. Bacillus, Pseudomonas, Rhodococcus, Alcaligenes, Corynebacterium un šīs baktēriju ģintis ir labi pētīti pārstāvji23,33.
Ir daudz biosurfaktantu veidu ar plašu pielietojumu klāstu34. Šo savienojumu būtiska priekšrocība ir tā, ka dažiem no tiem piemīt antibakteriāla, larvicīda un insekticīda aktivitāte. Tas nozīmē, ka tos var izmantot lauksaimniecības, ķīmijas, farmācijas un kosmētikas rūpniecībā35,36,37,38. Tā kā biosurfaktanti parasti ir bioloģiski noārdāmi un videi labvēlīgi, tos izmanto integrētās kaitēkļu apkarošanas programmās, lai aizsargātu kultūraugus39. Tādējādi ir iegūtas pamatzināšanas par Enterobacter cloacae SJ2 ražoto mikrobiālo biosurfaktantu larvicīdu un prettermītu aktivitāti. Mēs pārbaudījām mirstību un histoloģiskās izmaiņas, pakļaujot tās dažādām ramnolipīdu biosurfaktantu koncentrācijām. Turklāt mēs novērtējām plaši izmantoto kvantitatīvās struktūras-aktivitātes (QSAR) datorprogrammu Ecological Structure-Activity (ECOSAR), lai noteiktu akūtu toksicitāti mikroaļģēm, dafnijām un zivīm.
Šajā pētījumā tika pārbaudīta attīrītu biosurfaktantu prettermītu aktivitāte (toksicitāte) dažādās koncentrācijās no 30 līdz 50 mg/ml (ar 5 mg/ml intervālu) pret Indijas termītiem, O. obesus un ceturto sugu. Novērtējums. Cx stadijas kāpuri. Odu quinquefasciatus kāpuri. Biosurfaktantu LC50 koncentrācija 48 stundu laikā pret O. obesus un Cx. C. solanacearum. Odu kāpuri tika identificēti, izmantojot nelineāras regresijas līknes pielāgošanas metodi. Rezultāti parādīja, ka termītu mirstība palielinājās, palielinoties biosurfaktantu koncentrācijai. Rezultāti parādīja, ka biosurfaktantam piemīt larvicīda aktivitāte (1. attēls) un prettermītu aktivitāte (2. attēls), un 48 stundu LC50 vērtības (95 % TI) bija attiecīgi 26,49 mg/l (25,40 līdz 27,57) un 33,43 mg/l (31,09 līdz 35,68) (1. tabula). Attiecībā uz akūto toksicitāti (48 stundas) biosurfaktants tiek klasificēts kā “kaitīgs” testētajiem organismiem. Šajā pētījumā iegūtais biosurfaktants uzrādīja izcilu larvicīdu aktivitāti ar 100 % mirstību 24–48 stundu laikā pēc iedarbības.
Aprēķiniet larvicīdas aktivitātes LC50 vērtību. Nelineāras regresijas līknes pielāgošana (nepārtrauktā līnija) un 95 % ticamības intervāls (ēnotais laukums) relatīvajai mirstībai (%).
Aprēķiniet LC50 vērtību prettermītu aktivitātei. Nelineārās regresijas līknes pielāgošana (nepārtrauktā līnija) un 95% ticamības intervāls (ēnotais laukums) relatīvajai mirstībai (%).
Eksperimenta beigās mikroskopā tika novērotas morfoloģiskas izmaiņas un anomālijas. Morfoloģiskās izmaiņas tika novērotas kontroles un apstrādātajā grupā 40x palielinājumā. Kā parādīts 3. attēlā, augšanas traucējumi radās lielākajai daļai kāpuru, kas tika apstrādāti ar biosurfaktantiem. 3.a attēlā redzams normāls Cx. quinquefasciatus, 3.b attēlā redzams anomāls Cx. Izraisa piecus nematodu kāpurus.
Subletālu (LC50) biosurfaktantu devu ietekme uz Culex quinquefasciatus kāpuru attīstību. Gaismas mikroskopijas attēls (a) ar normālu Cx 40× palielinājumā. quinquefasciatus (b) Patoloģisks Cx. Izraisa piecu nematodu kāpuru attīstību.
Šajā pētījumā apstrādāto kāpuru (4. att.) un termītu (5. att.) histoloģiskā izmeklēšana atklāja vairākas anomālijas, tostarp vēdera dobuma samazināšanos un muskuļu, epitēlija slāņu un ādas bojājumus viduszarnā. Histoloģija atklāja šajā pētījumā izmantotā biosurfaktanta inhibējošās aktivitātes mehānismu.
Normālu, neapstrādātu 4. stadijas Cx kāpuru histopatoloģija. quinquefasciatus kāpuri (kontrole: (a, b)) un apstrādāti ar biosurfaktantu (apstrāde: (c, d)). Bultiņas norāda apstrādāto zarnu epitēliju (epi), kodolus (n) un muskuli (mu). Stienis = 50 µm.
Normālas, neārstētas O. obesus (kontrole: (a, b)) un ar biosurfaktantu apstrādātas O. obesus (apstrāde: (c, d)) histopatoloģija. Bultiņas norāda attiecīgi zarnu epitēliju (epi) un muskuli (mu). Stienis = 50 µm.
Šajā pētījumā ECOSAR tika izmantots, lai prognozētu ramnolipīdu biosurfaktīvo produktu akūto toksicitāti primārajiem ražotājiem (zaļajām aļģēm), primārajiem patērētājiem (ūdensblusām) un sekundārajiem patērētājiem (zivīm). Šī programma izmanto sarežģītus kvantitatīvus struktūras-aktivitātes savienojumu modeļus, lai novērtētu toksicitāti, pamatojoties uz molekulāro struktūru. Modelis izmanto struktūras-aktivitātes (SAR) programmatūru, lai aprēķinātu vielu akūto un ilgtermiņa toksicitāti ūdens sugām. Konkrēti, 2. tabulā ir apkopotas aplēstās vidējās letālās koncentrācijas (LC50) un vidējās efektīvās koncentrācijas (EC50) vairākām sugām. Aizdomīgā toksicitāte tika iedalīta četros līmeņos, izmantojot Globāli harmonizēto ķīmisko vielu klasifikācijas un marķēšanas sistēmu (3. tabula).
Vektoru pārnēsātu slimību, īpaši odu un Aedes odu celmu, kontrole. Ēģiptiešiem tagad ir grūts darbs 40,41,42,43,44,45,46. Lai gan daži ķīmiski pieejami pesticīdi, piemēram, piretroīdi un organofosfāti, ir zināmā mērā labvēlīgi, tie rada ievērojamu risku cilvēku veselībai, tostarp diabētu, reproduktīvās sistēmas traucējumus, neiroloģiskus traucējumus, vēzi un elpceļu slimības. Turklāt laika gaitā šie kukaiņi var kļūt pret tiem rezistenti 13,43,48. Tādējādi efektīvi un videi draudzīgi bioloģiskās kontroles pasākumi kļūs par populārāku odu apkarošanas metodi 49,50. Benelli 51 ieteica, ka odu vektoru agrīna kontrole būtu efektīvāka pilsētu teritorijās, taču viņi neieteica lietot larvicīdus lauku apvidos 52. Toms un līdzautori 53 arī ieteica, ka odu kontrole to nenobriedušajās stadijās būtu droša un vienkārša stratēģija, jo tie ir jutīgāki pret kontroles līdzekļiem 54.
Biosurfaktantu ražošana ar spēcīgu celmu (Enterobacter cloacae SJ2) uzrādīja konsekventu un daudzsološu efektivitāti. Mūsu iepriekšējā pētījumā tika ziņots, ka Enterobacter cloacae SJ2 optimizē biosurfaktantu ražošanu, izmantojot fizikāli ķīmiskos parametrus26. Saskaņā ar viņu pētījumu, optimālie apstākļi biosurfaktantu ražošanai ar potenciālu E. cloacae izolātu bija inkubācija 36 stundas, maisīšana ar ātrumu 150 apgr./min, pH 7,5, 37 °C, sāļums 1 ppt, 2% glikozes kā oglekļa avota, 1% rauga. Ekstrakts tika izmantots kā slāpekļa avots, lai iegūtu 2,61 g/l biosurfaktantu. Turklāt biosurfaktanti tika raksturoti, izmantojot TLC, FTIR un MALDI-TOF-MS. Tas apstiprināja, ka ramnolipīds ir biosurfaktants. Glikolipīdu biosurfaktanti ir visintensīvāk pētītā citu veidu biosurfaktantu klase55. Tie sastāv no ogļhidrātu un lipīdu daļām, galvenokārt taukskābju ķēdēm. Starp glikolipīdiem galvenie pārstāvji ir ramnolipīds un soforolipīds56. Ramnolipīdi satur divas ramnozes daļiņas, kas saistītas ar mono- vai di-β-hidroksidekānskābi57. Ramnolipīdu lietošana medicīnas un farmācijas nozarēs ir labi pazīstama,58 papildus nesenai to lietošanai kā pesticīdiem59.
Biosurfaktantu mijiedarbība ar elpošanas sifona hidrofobo apgabalu ļauj ūdenim iziet cauri tā atvārsnītes dobumam, tādējādi palielinot kāpuru kontaktu ar ūdens vidi. Biosurfaktantu klātbūtne ietekmē arī traheju, kuras garums atrodas tuvu virsmai, kas atvieglo kāpuru izrāpošanu uz virsmu un elpošanu. Tā rezultātā samazinās ūdens virsmas spraigums. Tā kā kāpuri nevar piestiprināties pie ūdens virsmas, tie nokrīt tvertnes apakšā, izjaucot hidrostatisko spiedienu, kā rezultātā rodas pārmērīgs enerģijas patēriņš un nāve noslīkstot38,60. Līdzīgus rezultātus ieguva Ghribi61, kur Bacillus subtilis ražots biosurfaktants uzrādīja larvicīdu aktivitāti pret Ephestia kuehniella. Līdzīgi arī Cx. Das un Mukherjee23 larvicīda aktivitāte novērtēja ciklisko lipopeptīdu ietekmi uz quinquefasciatus kāpuriem.
Šī pētījuma rezultāti attiecas uz ramnolipīdu biosurfaktantu larvicīdo aktivitāti pret Cx. Quinquefasciatus odu iznīcināšana atbilst iepriekš publicētajiem rezultātiem. Piemēram, tiek izmantoti uz surfaktīnu bāzes veidoti biosurfaktanti, ko ražo dažādas Bacillus ģints baktērijas. un Pseudomonas spp. Dažos agrīnos ziņojumos64,65,66 tika ziņots par Bacillus subtilis23 lipopeptīdu biosurfaktantu kāpuru iznīcinošo aktivitāti. Deepali et al.63 atklāja, ka no Stenotropomonas maltophilia izolētam ramnolipīdu biosurfaktantam piemīt spēcīga larvicīdā aktivitāte 10 mg/l koncentrācijā. Silva et al.67 ziņoja par ramnolipīdu biosurfaktanta larvicīdo aktivitāti pret Ae 1 g/l koncentrācijā. Aedes aegypti. Kanakdande et al.68 ziņoja, ka Bacillus subtilis ražotie lipopeptīdu biosurfaktanti izraisīja kopējo mirstību Culex kāpuriem un termītiem ar eikalipta lipofīlo frakciju. Līdzīgi Masendra et al.69 ziņoja par darba skudru (Cryptotermes cynocephalus Light.) mirstību 61,7% apmērā E. neapstrādāta ekstrakta lipofīlajās n-heksāna un EtOAc frakcijās.
Parthipan et al. 70 ziņoja par Bacillus subtilis A1 un Pseudomonas stutzeri NA3 producētu lipopeptīdu biosurfaktantu insekticīdu lietošanu pret Anopheles Stephensi, malārijas parazīta Plasmodium vektoru. Viņi novēroja, ka kāpuri un kūniņas izdzīvoja ilgāk, tiem bija īsāks oliņu dēšanas periods, tie bija sterili un to dzīves ilgums bija īsāks, ja tos apstrādāja ar dažādām biosurfaktantu koncentrācijām. Novērotās B. subtilis biosurfaktanta A1 LC50 vērtības dažādiem kāpuru stāvokļiem (t.i., I, II, III, IV kāpuri un kūniņu stadija) bija attiecīgi 3,58, 4,92, 5,37, 7,10 un 7,99 mg/l. Salīdzinājumam, Pseudomonas stutzeri NA3 kāpuru I-IV stadijas un kūniņu stadijas biosurfaktanti bija attiecīgi 2,61, 3,68, 4,48, 5,55 un 6,99 mg/l. Tiek uzskatīts, ka izdzīvojušo kāpuru un kūniņu aizkavētā fenoloģija ir insekticīdu apstrādes izraisītu ievērojamu fizioloģisku un vielmaiņas traucējumu rezultāts71.
Wickerhamomyces anomalus celms CCMA 0358 ražo biosurfaktantu ar 100% larvicīdu aktivitāti pret Aedes odiem. aegypti 24 stundu intervāls 38 bija augstāks nekā ziņoja Silva et al. Ir pierādīts, ka biosurfaktants, kas iegūts no Pseudomonas aeruginosa, izmantojot saulespuķu eļļu kā oglekļa avotu, 48 stundu laikā iznīcina 100% kāpuru 67. Abinaya et al.72 un Pradhan et al.73 arī pierādīja vairāku Bacillus ģints izolātu ražoto virsmaktīvo vielu larvicīdu vai insekticīdu iedarbību. Iepriekš publicētā Senthil-Nathan et al. pētījumā tika atklāts, ka 100% odu kāpuru, kas pakļauti augu lagūnām, visticamāk, iet bojā. 74.
Insekticīdu subletālās ietekmes uz kukaiņu bioloģiju novērtēšana ir kritiski svarīga integrētām kaitēkļu apkarošanas programmām, jo subletāla deva/koncentrācija nenogalina kukaiņus, bet var samazināt kukaiņu populācijas nākamajās paaudzēs, izjaucot bioloģiskās īpašības10. Siqueira et al.75 novēroja ramnolipīdu biosurfaktanta (300 mg/ml) pilnīgu larvicīdu aktivitāti (100% mirstība), testējot dažādās koncentrācijās no 50 līdz 300 mg/ml. Aedes aegypti celmu kāpuru stadija. Viņi analizēja laika līdz nāvei un subletālu koncentrāciju ietekmi uz kāpuru izdzīvošanu un peldēšanas aktivitāti. Turklāt viņi novēroja peldēšanas ātruma samazināšanos pēc 24–48 stundu ilgas biosurfaktanta subletālu koncentrāciju iedarbības (piemēram, 50 mg/ml un 100 mg/ml). Tiek uzskatīts, ka indes, kurām ir daudzsološas subletālas lomas, ir efektīvākas, nodarot vairākus bojājumus pakļautajiem kaitēkļiem76.
Mūsu rezultātu histoloģiskie novērojumi liecina, ka Enterobacter cloacae SJ2 producētie biosurfaktanti būtiski ietekmē odu (Cx. quinquefasciatus) un termītu (O. obesus) kāpuru audus. Līdzīgas anomālijas izraisīja bazilika eļļas preparāti An. gambiaes.s un An. arabica, ko aprakstīja Ochola77. Kamaraj et al.78 arī aprakstīja tādas pašas morfoloģiskās anomālijas An. Stephanie kāpuri tika pakļauti zelta nanodaļiņām. Vasantha-Srinivasan et al.79 arī ziņoja, ka ganu maisiņa ēteriskā eļļa nopietni bojāja Aedes albopictus kameras un epitēlija slāņus. Aedes aegypti. Raghavendran et al. ziņoja, ka odu kāpuri tika apstrādāti ar 500 mg/ml vietējās Penicillium sēnītes micēlija ekstrakta. Ae uzrāda smagus histoloģiskus bojājumus. aegypti un Cx. Mirstības līmenis 80. Iepriekš Abinaya et al. Tika pētīti An ceturtās stadijas kāpuri. Stephensi un Ae. aegypti atklāja daudzas histoloģiskas izmaiņas Aedes aegypti šūnās, kas tika apstrādātas ar B. licheniformis eksopolisaharīdiem, tostarp kuņģa aklajā zarnā, muskuļu atrofijā, nervu vadu gangliju bojājumos un dezorganizācijā72. Saskaņā ar Raghavendran et al. datiem, pēc apstrādes ar P. daleae micēlija ekstraktu, testēto odu (4. stadijas kāpuri) viduszarnu šūnās bija novērojams zarnu lūmena pietūkums, starpšūnu satura samazināšanās un kodola deģenerācija81. Tādas pašas histoloģiskas izmaiņas tika novērotas odu kāpuros, kas tika apstrādāti ar ehinācijas lapu ekstraktu, kas norāda uz apstrādāto savienojumu insekticīdu potenciālu50.
ECOSAR programmatūras izmantošana ir guvusi starptautisku atzinību82. Pašreizējie pētījumi liecina, ka ECOSAR biosurfaktīvo vielu akūtā toksicitāte mikroaļģēm (C. vulgaris), zivīm un ūdensblusām (D. magna) ietilpst Apvienoto Nāciju Organizācijas definētajā “toksicitātes” kategorijā83. ECOSAR ekotoksicitātes modelis izmanto SAR un QSAR, lai prognozētu vielu akūto un ilgtermiņa toksicitāti, un to bieži izmanto, lai prognozētu organisko piesārņotāju toksicitāti82,84.
Paraformaldehīds, nātrija fosfāta buferšķīdums (pH 7, 4) un visas pārējās šajā pētījumā izmantotās ķīmiskās vielas tika iegādātas no HiMedia Laboratories, Indija.
Biosurfaktantu ražošana tika veikta 500 ml Erlenmeijera kolbās, kas saturēja 200 ml sterilas Bušnela-Hāsa barotnes, kas papildināta ar 1% jēlnaftas kā vienīgo oglekļa avotu. Enterobacter cloacae SJ2 (1,4 × 104 CFU/ml) priekškultūra tika inokulēta un kultivēta orbitālajā kratītājā 37°C temperatūrā, 200 apgr./min 7 dienas. Pēc inkubācijas perioda biosurfaktants tika ekstrahēts, centrifugējot barotni ar ātrumu 3400×g 20 minūtes 4°C temperatūrā, un iegūtais supernatants tika izmantots skrīninga nolūkos. Biosurfaktantu optimizācijas procedūras un raksturojums tika pārņemts no mūsu iepriekšējā pētījuma26.
Culex quinquefasciatus kāpuri tika iegūti no Jūras bioloģijas padziļināto pētījumu centra (CAS) Palanchipetai, Tamilnādā (Indija). Kāpuri tika audzēti plastmasas traukos, kas piepildīti ar dejonizētu ūdeni 27 ± 2°C temperatūrā un fotoperiodā 12:12 (gaisma:tumsa). Odu kāpuriem tika dots 10% glikozes šķīdums.
Culex quinquefasciatus kāpuri ir atrasti atklātās un neaizsargātās septiskajās tvertnēs. Izmantojiet standarta klasifikācijas vadlīnijas, lai identificētu un kultivētu kāpurus laboratorijā85. Larvicīdu izmēģinājumi tika veikti saskaņā ar Pasaules Veselības organizācijas ieteikumiem86. SH. Ceturtās stadijas quinquefasciatus kāpuri tika savākti slēgtās mēģenēs 25 ml un 50 ml grupās ar gaisa spraugu divas trešdaļas no to tilpuma. Biosurfaktants (0–50 mg/ml) tika pievienots katrai mēģenei atsevišķi un uzglabāts 25 °C temperatūrā. Kontroles mēģenē tika izmantots tikai destilēts ūdens (50 ml). Par mirušiem kāpuriem tika uzskatīti tie, kas inkubācijas periodā (12–48 stundas) neuzrādīja peldēšanas pazīmes 87. Aprēķiniet kāpuru mirstības procentuālo daļu, izmantojot vienādojumu (1)88.
Odontotermitidae dzimtā ietilpst Indijas termīts Odontotermes obesus, kas atrodams pūstošos baļķos Lauksaimniecības pilsētiņā (Annamalai Universitāte, Indija). Pārbaudiet šo biosurfaktīvo vielu (0–50 mg/ml), izmantojot parastās procedūras, lai noteiktu, vai tā ir kaitīga. Pēc žāvēšanas laminārā gaisa plūsmā 30 minūtes katra Vatmana papīra strēmele tika pārklāta ar biosurfaktīvo vielu koncentrācijā 30, 40 vai 50 mg/ml. Iepriekš pārklātas un nepārklātas papīra strēmeles tika pārbaudītas un salīdzinātas Petri trauciņa centrā. Katrā Petri trauciņā ir aptuveni trīsdesmit aktīvi termīti O. obesus. Kontroles un testa termītiem kā barības avots tika dots mitrs papīrs. Visas plates inkubācijas perioda laikā tika turētas istabas temperatūrā. Termīti nomira pēc 12, 24, 36 un 48 stundām89,90. Pēc tam 1. vienādojums tika izmantots, lai novērtētu termītu mirstības procentuālo daļu dažādās biosurfaktīvo vielu koncentrācijās. (2)
Paraugi tika uzglabāti uz ledus un iepakoti mikromēģenēs, kas saturēja 100 ml 0,1 M nātrija fosfāta buferšķīduma (pH 7,4), un nosūtīti uz Radživa Gandija Akvakultūras centra (RGCA) Centrālās akvakultūras patoloģijas laboratoriju (CAPL). Histoloģijas laboratorija, Sirkali, Mayiladuthurai apgabals, Tamilnāda, Indija, tālākai analīzei. Paraugi nekavējoties tika fiksēti 4% paraformaldehīdā 37°C temperatūrā 48 stundas.
Pēc fiksācijas fāzes materiālu trīs reizes mazgāja ar 0,1 M nātrija fosfāta buferšķīdumu (pH 7,4), pakāpeniski dehidrēja etanolā un 7 dienas iemērcēja LEICA sveķos. Pēc tam vielu ievietoja plastmasas veidnē, kas piepildīta ar sveķiem un polimerizatoru, un pēc tam ievietoja krāsnī, kas uzkarsēta līdz 37°C, līdz bloks, kas satur vielu, bija pilnībā polimerizēts.
Pēc polimerizācijas bloki tika sagriezti, izmantojot LEICA RM2235 mikrotomu (Rankin Biomedical Corporation 10,399 Enterprise Dr. Davisburg, MI 48,350, ASV), 3 mm biezumā. Sekcijas ir sagrupētas uz preparātiem, pa sešām sekcijām uz katra preparāta. Preparātus žāvēja istabas temperatūrā, pēc tam 7 minūtes iekrāsoja ar hematoksilīnu un 4 minūtes mazgāja ar tekošu ūdeni. Turklāt uz ādas 5 minūtes uzklāja eozīna šķīdumu un 5 minūtes skaloja ar tekošu ūdeni.
Akūta toksicitāte tika prognozēta, izmantojot ūdens organismus no dažādiem tropu līmeņiem: 96 stundu LC50 zivīm, 48 stundu LC50 D. magna un 96 stundu EC50 zaļaļģēm. Ramnolipīdu biosurfaktantu toksicitāte zivīm un zaļaļģēm tika novērtēta, izmantojot ECOSAR programmatūras 2.2. versiju operētājsistēmai Windows, ko izstrādājusi ASV Vides aizsardzības aģentūra. (Pieejama tiešsaistē: https://www.epa.gov/tsca-screening-tools/ecological-struct-activity-relationships-ecosar-predictive-model).
Visi larvicīdas un antitermītu aktivitātes testi tika veikti trīs eksemplāros. Lai aprēķinātu vidējo letālo koncentrāciju (LC50) ar 95% ticamības intervālu, tika veikta kāpuru un termītu mirstības datu nelineārā regresija (devas un atbildes reakcijas mainīgo logaritms), un koncentrācijas un atbildes reakcijas līknes tika ģenerētas, izmantojot Prism® (8.0 versija, GraphPad Software) Inc., ASV) 84, 91.
Šis pētījums atklāj Enterobacter cloacae SJ2 producēto mikrobiālo biosurfaktantu potenciālu kā odu larvicīdus un prettermītu līdzekļus, un šis darbs veicinās labāku larvicīdās un prettermītu darbības mehānismu izpratni. Ar biosurfaktantiem apstrādāto kāpuru histoloģiskajos pētījumos tika konstatēti gremošanas trakta, viduszarnu, smadzeņu garozas bojājumi un zarnu epitēlija šūnu hiperplāzija. Rezultāti: Enterobacter cloacae SJ2 producētā ramnolipīdu biosurfaktanta antitermītu un larvicīdās aktivitātes toksikoloģiskā novērtēšana atklāja, ka šis izolāts ir potenciāls biopesticīds odu (Cx quinquefasciatus) un termītu (O. obesus) vektoru pārnēsātu slimību kontrolei. Ir nepieciešams izprast biosurfaktantu pamatā esošo vides toksicitāti un to iespējamo ietekmi uz vidi. Šis pētījums sniedz zinātnisku pamatu biosurfaktantu vides riska novērtēšanai.
Publicēšanas laiks: 2024. gada 9. aprīlis