სინთეზური პესტიციდების ფართო გამოყენებამ გამოიწვია მრავალი პრობლემა, მათ შორის რეზისტენტული ორგანიზმების გაჩენა, გარემოს დეგრადაცია და ადამიანის ჯანმრთელობისთვის ზიანის მიყენება.ამიტომ სასწრაფოდ საჭიროა ახალი მიკრობული პესტიციდები, რომლებიც უსაფრთხოა ადამიანის ჯანმრთელობისა და გარემოსთვის.ამ კვლევაში, Enterobacter cloacae SJ2-ის მიერ წარმოებული რამნოლიპიდური ბიოსურფაქტანტი გამოიყენებოდა კოღოს (Culex quinquefasciatus) და ტერმიტის (Odontotermes obesus) ლარვების ტოქსიკურობის შესაფასებლად.შედეგებმა აჩვენა, რომ მკურნალობებს შორის იყო დოზადამოკიდებული სიკვდილიანობის მაჩვენებელი.LC50 (50% ლეტალური კონცენტრაცია) მნიშვნელობა 48 საათზე ტერმიტებისა და კოღოს ლარვის ბიოსურფაქტანტებისთვის განისაზღვრა არაწრფივი რეგრესიის მრუდის მორგების მეთოდის გამოყენებით.შედეგებმა აჩვენა, რომ ბიოსურფაქტანტის ლარვიციდური და ანტიტერმიტული აქტივობის 48-საათიანი LC50 მნიშვნელობები (95% სანდო ინტერვალი) იყო 26,49 მგ/ლ (დიაპაზონი 25,40-დან 27,57-მდე) და 33,43 მგ/ლ (დიაპაზონი 31,09-დან 35-მდე).ჰისტოპათოლოგიური გამოკვლევის მიხედვით, ბიოსურფაქტანტებით მკურნალობამ გამოიწვია ლარვებისა და ტერმიტების ორგანული ქსოვილების მძიმე დაზიანება.ამ კვლევის შედეგები მიუთითებს, რომ Enterobacter cloacae SJ2-ის მიერ წარმოებული მიკრობული ბიოსურფაქტანტი არის შესანიშნავი და პოტენციურად ეფექტური საშუალება Cx კონტროლისთვის.quinquefasciatus და O. obesus.
ტროპიკული ქვეყნები განიცდიან კოღოებით გადამდები დაავადებების დიდ რაოდენობას1.კოღოებით გადამდები დაავადებების აქტუალობა ფართოდაა გავრცელებული.ყოველწლიურად 400 000-ზე მეტი ადამიანი იღუპება მალარიით და ზოგიერთ დიდ ქალაქში განიცდის ისეთი სერიოზული დაავადებების ეპიდემიას, როგორიცაა დენგო, ყვითელი ცხელება, ჩიკუნგუნია და ზიკა. მნიშვნელოვანი შემთხვევები3,4.Culex, Anopheles და Aedes არის კოღოების სამი გვარი, რომლებიც ყველაზე ხშირად ასოცირდება დაავადების გადაცემასთან5.დენგეს ცხელების გავრცელება, ინფექცია, რომელიც გადამდებია Aedes aegypti კოღოს მიერ, გაიზარდა ბოლო ათწლეულის განმავლობაში და წარმოადგენს მნიშვნელოვან საფრთხეს საზოგადოებრივი ჯანმრთელობისთვის4,7,8.ჯანდაცვის მსოფლიო ორგანიზაციის (WHO) მონაცემებით, მსოფლიოს მოსახლეობის 40%-ზე მეტს დენგეს ცხელება ემუქრება, ყოველწლიურად 50-100 მილიონი ახალი შემთხვევა 100-ზე მეტ ქვეყანაში ხდება9,10,11.დენგეს ცხელება გახდა საზოგადოებრივი ჯანმრთელობის მთავარი პრობლემა, რადგან მისი სიხშირე გაიზარდა მთელ მსოფლიოში12,13,14.Anopheles gambiae, საყოველთაოდ ცნობილი როგორც აფრიკული ანოფელეს კოღო, არის ადამიანის მალარიის ყველაზე მნიშვნელოვანი ვექტორი ტროპიკულ და სუბტროპიკულ რეგიონებში15.დასავლეთ ნილოსის ვირუსი, სენტ-ლუისის ენცეფალიტი, იაპონური ენცეფალიტი და ცხენებისა და ფრინველების ვირუსული ინფექციები გადამდებია კულექსის კოღოებით, რომლებსაც ხშირად საერთო სახლის კოღოებს უწოდებენ.გარდა ამისა, ისინი ასევე არიან ბაქტერიული და პარაზიტული დაავადებების მატარებლები16.მსოფლიოში 3000-ზე მეტი სახეობის ტერმიტია და ისინი არსებობენ 150 მილიონ წელზე მეტი ხნის განმავლობაში17.მავნებლების უმეტესობა ცხოვრობს ნიადაგში და იკვებება ხის და ცელულოზის შემცველი ხის პროდუქტებით.ინდური ტერმიტი Odontotermes obesus არის მნიშვნელოვანი მავნებელი, რომელიც სერიოზულ ზიანს აყენებს მნიშვნელოვან კულტურებს და პლანტაციის ხეებს18.სასოფლო-სამეურნეო რაიონებში, ტერმიტების შეჭრამ სხვადასხვა ეტაპებზე შეიძლება გამოიწვიოს უზარმაზარი ეკონომიკური ზიანი სხვადასხვა კულტურებს, ხეების სახეობებსა და სამშენებლო მასალებს.ტერმიტებმა ასევე შეიძლება გამოიწვიოს ადამიანის ჯანმრთელობის პრობლემები19.
დღევანდელ ფარმაცევტულ და სასოფლო-სამეურნეო დარგებში მიკროორგანიზმებისა და მავნებლების წინააღმდეგობის საკითხი კომპლექსურია20,21.ამიტომ, ორივე კომპანიამ უნდა მოძებნოს ახალი ეფექტური ანტიმიკრობული საშუალებები და უსაფრთხო ბიოპესტიციდები.სინთეტიკური პესტიციდები ახლა ხელმისაწვდომია და დადასტურებულია, რომ ისინი ინფექციურია და აცილებენ არამიზნობრივ სასარგებლო მწერებს22.ბოლო წლებში ბიოსურფაქტანტებზე კვლევა გაფართოვდა სხვადასხვა ინდუსტრიაში მათი გამოყენების გამო.ბიოსურფაქტანტები ძალიან სასარგებლო და სასიცოცხლოდ მნიშვნელოვანია სოფლის მეურნეობაში, ნიადაგის რემედიაციაში, ნავთობის მოპოვებაში, ბაქტერიებისა და მწერების მოცილებაში და საკვების გადამუშავებაში23,24.ბიოსურფაქტანტები ან მიკრობული სურფაქტანტები არის ბიოსურფაქტანტული ქიმიკატები, რომლებიც წარმოიქმნება მიკროორგანიზმების მიერ, როგორიცაა ბაქტერიები, საფუარები და სოკოები სანაპირო ჰაბიტატებსა და ნავთობით დაბინძურებულ ადგილებში25,26.ქიმიურად მიღებული სურფაქტანტები და ბიოსურფაქტანტები არის ორი ტიპი, რომლებიც მიიღება უშუალოდ ბუნებრივი გარემოდან27.ზღვის ჰაბიტატებიდან მიიღება სხვადასხვა ბიოსურფაქტანტი28,29.ამიტომ, მეცნიერები ეძებენ ახალ ტექნოლოგიებს ბუნებრივ ბაქტერიებზე დაფუძნებული ბიოსურფაქტანტების წარმოებისთვის30,31.ასეთ კვლევებში მიღწეული მიღწევები ცხადყოფს ამ ბიოლოგიური ნაერთების მნიშვნელობას გარემოს დაცვისთვის32.Bacillus, Pseudomonas, Rhodococcus, Alcaligenes, Corynebacterium და ეს ბაქტერიული გვარები კარგად შესწავლილი წარმომადგენლები არიან23,33.
არსებობს ბიოსურფაქტანტების მრავალი სახეობა, გამოყენების ფართო სპექტრით34.ამ ნაერთების მნიშვნელოვანი უპირატესობა ის არის, რომ ზოგიერთ მათგანს აქვს ანტიბაქტერიული, ლარვიციდური და ინსექტიციდური მოქმედება.ეს ნიშნავს, რომ მათი გამოყენება შესაძლებელია სოფლის მეურნეობაში, ქიმიურ, ფარმაცევტულ და კოსმეტიკურ ინდუსტრიებში35,36,37,38.იმის გამო, რომ ბიოსურფაქტანტები ზოგადად ბიოდეგრადირებადი და ეკოლოგიურად სასარგებლოა, ისინი გამოიყენება მავნებლების მართვის ინტეგრირებულ პროგრამებში მოსავლის დასაცავად39.ამრიგად, მიღებულია საბაზისო ცოდნა Enterobacter cloacae SJ2-ის მიერ წარმოებული მიკრობული ბიოსურფაქტანტების ლარვიციდური და ანტიტერმიტული აქტივობის შესახებ.ჩვენ გამოვიკვლიეთ სიკვდილიანობა და ჰისტოლოგიური ცვლილებები რამნოლიპიდური ბიოსურფაქტანტების სხვადასხვა კონცენტრაციის ზემოქმედებისას.გარდა ამისა, ჩვენ შევაფასეთ ფართოდ გამოყენებული რაოდენობრივი სტრუქტურა-აქტივობა (QSAR) კომპიუტერული პროგრამა Ecological Structure-Activity (ECOSAR), რათა განვსაზღვროთ მწვავე ტოქსიკურობა მიკრო წყალმცენარეების, დაფნიისა და თევზისთვის.
ამ კვლევაში, გასუფთავებული ბიოსურფაქტანტების ანტიტერმიტური აქტივობა (ტოქსიკურობა) სხვადასხვა კონცენტრაციებში, 30-დან 50 მგ/მლ-მდე (5 მგ/მლ ინტერვალით) შემოწმებული იყო ინდური ტერმიტების, O. obesus და მეოთხე სახეობის )Evaluate წინააღმდეგ.Cx სტადიის ლარვები.კოღოების ლარვები quinquefasciatus.ბიოსურფაქტანტი LC50 კონცენტრაცია 48 საათის განმავლობაში O. obesus-ისა და Cx-ის მიმართ.C. solanacearum.კოღოს ლარვები იდენტიფიცირებული იყო არაწრფივი რეგრესიის მრუდის მორგების მეთოდის გამოყენებით.შედეგებმა აჩვენა, რომ ტერმიტების სიკვდილიანობა გაიზარდა ბიოსურფაქტანტის კონცენტრაციის მატებასთან ერთად.შედეგებმა აჩვენა, რომ ბიოსურფაქტანტს ჰქონდა ლარვიციდური აქტივობა (სურათი 1) და ანტიტერმიტური აქტივობა (სურათი 2), 48-საათიანი LC50 მნიშვნელობებით (95% CI) 26,49 მგ/ლ (25,40-დან 27,57-მდე) და 33,43 მგ/ l (ნახ. 31.09-დან 35.68-მდე), შესაბამისად (ცხრილი 1).მწვავე ტოქსიკურობის თვალსაზრისით (48 საათი), ბიოსურფაქტანტი კლასიფიცირდება როგორც "მავნე" შემოწმებული ორგანიზმებისთვის.ამ კვლევაში წარმოებულმა ბიოსურფაქტანტმა აჩვენა შესანიშნავი ლარვიციდული აქტივობა 100% სიკვდილიანობით ექსპოზიციიდან 24-48 საათის განმავლობაში.
გამოთვალეთ LC50 მნიშვნელობა ლარვიციდური აქტივობისთვის.არაწრფივი რეგრესიის მრუდის მორგება (მყარი ხაზი) და 95% ნდობის ინტერვალი (დაჩრდილული ფართობი) ფარდობითი სიკვდილიანობისთვის (%).
გამოთვალეთ LC50 მნიშვნელობა ანტიტერმიტების აქტივობისთვის.არაწრფივი რეგრესიის მრუდის მორგება (მყარი ხაზი) და 95% ნდობის ინტერვალი (დაჩრდილული ფართობი) ფარდობითი სიკვდილიანობისთვის (%).
ექსპერიმენტის ბოლოს მიკროსკოპის ქვეშ დაფიქსირდა მორფოლოგიური ცვლილებები და ანომალიები.მორფოლოგიური ცვლილებები დაფიქსირდა საკონტროლო და დამუშავებულ ჯგუფებში 40x გადიდებით.როგორც სურათზე 3-ზეა ნაჩვენები, ბიოსურფაქტანტებით დამუშავებული ლარვების უმრავლესობაში აღინიშნა ზრდის დარღვევა.ნახაზი 3a გვიჩვენებს ნორმალურ Cx-ს.quinquefasciatus, სურათი 3b გვიჩვენებს ანომალიურ Cx-ს.იწვევს ნემატოდის ხუთ ლარვას.
ბიოსურფაქტანტების ქველეტალური (LC50) დოზების ეფექტი Culex quinquefasciatus ლარვის განვითარებაზე.ნორმალური Cx-ის სინათლის მიკროსკოპული სურათი (a) 40× გადიდებით.quinquefasciatus (ბ) არანორმალური Cx.იწვევს ნემატოდის ხუთ ლარვას.
წინამდებარე კვლევაში, დამუშავებული ლარვების (ნახ. 4) და ტერმიტების (ნახ. 5) ჰისტოლოგიურმა გამოკვლევამ გამოავლინა რამდენიმე ანომალია, მათ შორის მუცლის არეს შემცირება და კუნთების, ეპითელიუმის შრეებისა და კანის დაზიანება.შუა ნაწლავი.ჰისტოლოგიამ გამოავლინა ამ კვლევაში გამოყენებული ბიოსურფაქტანტის ინჰიბიტორული აქტივობის მექანიზმი.
ნორმალური არანამკურნალევი მე-4 სტადიის Cx ლარვების ჰისტოპათოლოგია.quinquefasciatus larvae (კონტროლი: (a,b)) და დამუშავებული ბიოსურფაქტანტით (მკურნალობა: (c,d)).ისრები მიუთითებს დამუშავებულ ნაწლავის ეპითელიუმს (epi), ბირთვებს (n) და კუნთებს (mu).ბარი = 50 მკმ.
ნორმალური არანამკურნალევი O. obesus-ის ჰისტოპათოლოგია (კონტროლი: (a,b)) და დამუშავებული ბიოსურფაქტანტი (მკურნალობა: (c,d)).ისრები მიუთითებს ნაწლავის ეპითელიუმზე (epi) და კუნთზე (mu), შესაბამისად.ბარი = 50 მკმ.
ამ კვლევაში, ECOSAR გამოიყენეს რამნოლიპიდური ბიოსურფაქტანტის პროდუქტების მწვავე ტოქსიკურობის პროგნოზირებისთვის პირველადი მწარმოებლების (მწვანე წყალმცენარეები), პირველადი მომხმარებლების (წყლის რწყილები) და მეორადი მომხმარებლებისთვის (თევზი).ეს პროგრამა იყენებს დახვეწილ რაოდენობრივ სტრუქტურა-აქტივობის ნაერთების მოდელებს ტოქსიკურობის შესაფასებლად მოლეკულური სტრუქტურის საფუძველზე.მოდელი იყენებს სტრუქტურა-აქტივობის (SAR) პროგრამას წყლის სახეობებისთვის ნივთიერებების მწვავე და გრძელვადიანი ტოქსიკურობის გამოსათვლელად.კონკრეტულად, ცხრილში 2 აჯამებს სავარაუდო საშუალო ლეტალური კონცენტრაციები (LC50) და საშუალო ეფექტური კონცენტრაციები (EC50) რამდენიმე სახეობისთვის.საეჭვო ტოქსიკურობა დაყოფილი იყო ოთხ დონეზე ქიმიკატების კლასიფიკაციისა და მარკირების გლობალურად ჰარმონიზებული სისტემის გამოყენებით (ცხრილი 3).
ვექტორებით გადამდები დაავადებების, განსაკუთრებით კოღოების და Aedes კოღოების შტამების კონტროლი.ეგვიპტელები, ახლა რთული სამუშაო 40,41,42,43,44,45,46.მიუხედავად იმისა, რომ ზოგიერთი ქიმიურად ხელმისაწვდომი პესტიციდი, როგორიცაა პირეტროიდები და ორგანოფოსფატები, გარკვეულწილად სასარგებლოა, ისინი მნიშვნელოვან რისკებს უქმნიან ადამიანის ჯანმრთელობას, მათ შორის დიაბეტის, რეპროდუქციული დარღვევების, ნევროლოგიური დარღვევების, კიბოს და რესპირატორული დაავადებების ჩათვლით.უფრო მეტიც, დროთა განმავლობაში ეს მწერები შეიძლება გახდეს რეზისტენტული მათ მიმართ13,43,48.ამრიგად, ეფექტური და ეკოლოგიურად სუფთა ბიოლოგიური კონტროლის ღონისძიებები გახდება კოღოების კონტროლის უფრო პოპულარული მეთოდი49,50.ბენელი51 ვარაუდობს, რომ კოღოების ვექტორების ადრეული კონტროლი უფრო ეფექტური იქნებოდა ქალაქებში, მაგრამ ისინი არ ურჩევდნენ ლარვიციდების გამოყენებას სოფლად52.ტომმა და სხვებმა 53 ასევე ვარაუდობენ, რომ კოღოების კონტროლი მათ მოუმწიფებელ სტადიებზე იქნება უსაფრთხო და მარტივი სტრატეგია, რადგან ისინი უფრო მგრძნობიარენი არიან კონტროლის აგენტების მიმართ 54 .
ბიოსურფაქტანტის წარმოება ძლიერი შტამით (Enterobacter cloacae SJ2) აჩვენა თანმიმდევრული და პერსპექტიული ეფექტურობა.ჩვენს წინა კვლევაში ნათქვამია, რომ Enterobacter cloacae SJ2 ოპტიმიზებს ბიოსურფაქტანტის წარმოებას ფიზიკურ-ქიმიური პარამეტრების გამოყენებით26.მათი კვლევის მიხედვით, პოტენციური E. cloacae იზოლატის მიერ ბიოსურფაქტანტის წარმოებისთვის ოპტიმალური პირობები იყო ინკუბაცია 36 საათის განმავლობაში, აგიტაცია 150 rpm-ზე, pH 7.5, 37 °C, მარილიანობა 1 ppt, 2% გლუკოზა, როგორც ნახშირბადის წყარო, 1% საფუარი. .ექსტრაქტი გამოიყენებოდა როგორც აზოტის წყარო 2.61 გ/ლ ბიოსურფაქტანტის მისაღებად.გარდა ამისა, ბიოსურფაქტანტები ხასიათდებოდა TLC, FTIR და MALDI-TOF-MS გამოყენებით.ამან დაადასტურა, რომ რამნოლიპიდი არის ბიოსურფაქტანტი.გლიკოლიპიდური ბიოსურფაქტანტები სხვა ტიპის ბიოსურფაქტანტების ყველაზე ინტენსიურად შესწავლილი კლასია55.ისინი შედგება ნახშირწყლებისა და ლიპიდური ნაწილებისგან, ძირითადად ცხიმოვანი მჟავების ჯაჭვებისგან.გლიკოლიპიდებს შორის ძირითადი წარმომადგენლები არიან რამნოლიპიდი და სოფოროლიპიდი56.რამნოლიპიდები შეიცავს ორ რამნოზის ნაწილს, რომლებიც დაკავშირებულია მონო- ან დი-β-ჰიდროქსიდეკანოინის მჟავასთან 57 .რამნოლიპიდების გამოყენება სამედიცინო და ფარმაცევტულ მრეწველობაში კარგად არის დამკვიდრებული 58 , გარდა მათი ბოლოდროინდელი გამოყენების პესტიციდების სახით 59 .
ბიოსურფაქტანტის ურთიერთქმედება სასუნთქი სიფონის ჰიდროფობიურ რეგიონთან საშუალებას აძლევს წყალს გაიაროს მისი კუჭის ღრუში, რითაც იზრდება ლარვების კონტაქტი წყლის გარემოსთან.ბიოსურფაქტანტების არსებობა გავლენას ახდენს ტრაქეაზეც, რომლის სიგრძე ზედაპირთან ახლოსაა, რაც აადვილებს ლარვას ზედაპირზე ასვლას და სუნთქვას.შედეგად, წყლის ზედაპირული დაძაბულობა მცირდება.ვინაიდან ლარვები ვერ მიმაგრდებიან წყლის ზედაპირზე, ისინი ეცემა ავზის ფსკერზე, არღვევს ჰიდროსტატიკური წნევას, რაც იწვევს ენერგიის გადაჭარბებულ ხარჯვას და დახრჩობით სიკვდილს38,60.მსგავსი შედეგები იქნა მიღებული Ghribi61-ის მიერ, სადაც Bacillus subtilis-ის მიერ წარმოებული ბიოსურფაქტანტი ავლენდა ლარვიციდურ აქტივობას Ephestia kuehniella-ს მიმართ.ანალოგიურად, Cx-ის ლარვიციდური აქტივობა.Das-მა და Mukherjee-მ23 ასევე შეაფასეს ციკლური ლიპოპეპტიდების ეფექტი quinquefasciatus larvae-ზე.
ამ კვლევის შედეგები ეხება რამნოლიპიდური ბიოსურფაქტანტების ლარვიციდულ აქტივობას Cx-ის მიმართ.quinquefasciatus კოღოების მოკვლა შეესაბამება ადრე გამოქვეყნებულ შედეგებს.მაგალითად, გამოიყენება სურფაქტინზე დაფუძნებული ბიოსურფაქტანტები, რომლებიც წარმოიქმნება Bacillus-ის გვარის სხვადასხვა ბაქტერიების მიერ.და Pseudomonas spp.ზოგიერთი ადრეული მოხსენება64,65,66 იტყობინება, რომ ლიპოპეპტიდური ბიოსურფაქტანტების ლარვის მოკვლის აქტივობა Bacillus subtilis23-დან.დიპალი და სხვ.63-მა აღმოაჩინა, რომ Stenotropomonas maltophilia-სგან იზოლირებული რამნოლიპიდური ბიოსურფაქტანტი ჰქონდა ძლიერი ლარვიციდური აქტივობა 10 მგ/ლ კონცენტრაციით.სილვა და სხვ.67 მოხსენებული იყო რამნოლიპიდური ბიოსურფაქტანტის ლარვიციდური აქტივობა Ae-ს მიმართ 1 გ/ლ კონცენტრაციით.Aedes egypti.კანაკდანდე და სხვ.68 იტყობინება, რომ Bacillus subtilis-ის მიერ წარმოებული ლიპოპეპტიდური ბიოსურფაქტანტები იწვევდნენ საერთო სიკვდილიანობას Culex-ის ლარვებსა და ტერმიტებში ევკალიპტის ლიპოფილური ფრაქციის მქონე.ანალოგიურად, მასენდრა და სხვ.69-მა მოახსენა მუშა ჭიანჭველას (Cryptotermes cynocephalus Light.) სიკვდილიანობა 61.7% E. ნედლი ექსტრაქტის ლიპოფილურ n-ჰექსანში და EtOAc ფრაქციებში.
Parthipan et al 70 იტყობინება Bacillus subtilis A1-ის და Pseudomonas stutzeri NA3-ის მიერ წარმოებული ლიპოპეპტიდური ბიოსურფაქტანტების ინსექტიციდური გამოყენების შესახებ Anopheles Stephensi, მალარიის პარაზიტის Plasmodium-ის ვექტორის წინააღმდეგ.მათ შენიშნეს, რომ ლარვები და ლეკვები უფრო დიდხანს ცოცხლობენ, ჰქონდათ უფრო მოკლე კვერცხუჯრედის პერიოდი, იყვნენ სტერილები და ჰქონდათ უფრო მოკლე სიცოცხლის ხანგრძლივობა ბიოსურფაქტანტების სხვადასხვა კონცენტრაციით მკურნალობისას.B. subtilis ბიოსურფაქტანტი A1-ის დაკვირვებული LC50 მნიშვნელობები იყო 3.58, 4.92, 5.37, 7.10 და 7.99 მგ/ლ სხვადასხვა ლარვის მდგომარეობისთვის (ანუ ლარვები I, II, III, IV და სტადიის ლეკვები) შესაბამისად.შედარებისთვის, Pseudomonas stutzeri NA3-ის ლარვის I-IV სტადიების და ლეკვის სტადიებისთვის ბიოსურფაქტანტები იყო 2.61, 3.68, 4.48, 5.55 და 6.99 მგ/ლ, შესაბამისად.გადარჩენილი ლარვებისა და ლეკვების დაგვიანებული ფენოლოგია ითვლება ინსექტიციდებით მკურნალობით გამოწვეული მნიშვნელოვანი ფიზიოლოგიური და მეტაბოლური დარღვევების შედეგი71.
Wickerhamomyces anomalus შტამი CCMA 0358 აწარმოებს ბიოსურფაქტანტს 100% ლარვიციდული აქტივობით Aedes კოღოების წინააღმდეგ.aegypti 24-საათიანი ინტერვალი 38 უფრო მაღალი იყო ვიდრე მოხსენებული Silva et al.ბიოსურფაქტანტი, რომელიც წარმოებულია Pseudomonas aeruginosa-სგან, მზესუმზირის ზეთის ნახშირბადის წყაროს გამოყენებით, კლავს ლარვების 100%-ს 48 საათის განმავლობაში 67 .Abinaya et al.72-მა და Pradhan et al.73-მა ასევე აჩვენეს სურფაქტანტების ლარვიციდური ან ინსექტიციდური ეფექტები, რომლებიც წარმოიქმნება Bacillus გვარის რამდენიმე იზოლატის მიერ.ადრე გამოქვეყნებული კვლევა Senthil-Nathan et al.აღმოაჩინა, რომ მცენარეთა ლაგუნების ზემოქმედების ქვეშ მყოფი კოღოს ლარვების 100% სავარაუდოდ მოკვდებოდა.74.
ინსექტიციდების ქველეტალური ზემოქმედების შეფასება მწერების ბიოლოგიაზე გადამწყვეტია მავნე ორგანიზმების მართვის ინტეგრირებული პროგრამებისთვის, რადგან ქველეტალური დოზები/კონცენტრაციები არ კლავს მწერებს, მაგრამ შეიძლება შეამციროს მწერების პოპულაცია მომავალ თაობებში ბიოლოგიური მახასიათებლების დარღვევით10.Siqueira et al 75-მა დააფიქსირა რამნოლიპიდური ბიოსურფაქტანტის (300 მგ/მლ) სრული ლარვიციდური აქტივობა (100% სიკვდილიანობა) სხვადასხვა კონცენტრაციების ტესტირებისას 50-დან 300 მგ/მლ-მდე.Aedes aegypti შტამების ლარვის სტადია.მათ გააანალიზეს სიკვდილამდე დროისა და ქველეტალური კონცენტრაციების გავლენა ლარვების გადარჩენაზე და ცურვის აქტივობაზე.გარდა ამისა, მათ დააფიქსირეს ცურვის სიჩქარის შემცირება ბიოსურფაქტანტის ქველეტალური კონცენტრაციის 24-48 საათის შემდეგ (მაგ., 50 მგ/მლ და 100 მგ/მლ).შხამები, რომლებსაც აქვთ პერსპექტიული ქველეტალური როლი, ითვლება, რომ უფრო ეფექტურია გამოვლენილი მავნებლების მრავალჯერადი ზიანის მიყენებაში76.
ჩვენს შედეგებზე ჰისტოლოგიური დაკვირვებები მიუთითებს, რომ Enterobacter cloacae SJ2-ის მიერ წარმოებული ბიოსურფაქტანტები მნიშვნელოვნად ცვლის კოღოს (Cx. quinquefasciatus) და ტერმიტის (O. obesus) ლარვის ქსოვილებს.მსგავსი ანომალიები გამოიწვია რეჰანის ზეთის პრეპარატებმა ან.gambiaes.s და An.arabica აღწერა ოჩოლამ77.Kamaraj et al.78 ასევე აღწერს იგივე მორფოლოგიურ ანომალიებს An.სტეფანის ლარვები ექვემდებარებოდნენ ოქროს ნანონაწილაკებს.Vasantha-Srinivasan et al.79 ასევე იტყობინება, რომ მწყემსის ჩანთის ეთერზეთი სერიოზულად აზიანებდა Aedes albopictus-ის კამერასა და ეპითელურ შრეებს.Aedes egypti.რაღავენდრანმა და სხვებმა განაცხადეს, რომ კოღოს ლარვას მკურნალობდნენ ადგილობრივი Penicillium სოკოს 500 მგ/მლ მიცელიუმის ექსტრაქტით.Ae აჩვენებს მძიმე ჰისტოლოგიურ დაზიანებას.ეგვიპტი და Cx.სიკვდილიანობა 80. ადრე აბინაია და სხვ.შესწავლილი იქნა An-ის მეოთხე ასაკის ლარვები.სტეფენსი და აე.aegypti-მ აღმოაჩინა მრავალი ჰისტოლოგიური ცვლილება Aedes aegypti-ში, რომლებიც მკურნალობდნენ B. licheniformis ეგზოპოლისაქარიდებით, მათ შორის კუჭის ბრმა ჯირკვლის, კუნთების ატროფია, ნერვული ტვინის განგლიების დაზიანება და დეზორგანიზაცია72.Raghavendran et al.-ის თანახმად, P. daleae მიცელიუმის ექსტრაქტით მკურნალობის შემდეგ, შემოწმებული კოღოების შუა ნაწლავის უჯრედებმა (მე-4 სტადიის ლარვები) აჩვენეს ნაწლავის სანათურის შეშუპება, უჯრედშორისი შიგთავსის დაქვეითება და ბირთვული გადაგვარება81.იგივე ჰისტოლოგიური ცვლილებები დაფიქსირდა ექინაცეას ფოთლების ექსტრაქტით დამუშავებულ კოღოს ლარვებში, რაც მიუთითებს დამუშავებული ნაერთების ინსექტიციდური პოტენციალის შესახებ50.
ECOSAR-ის პროგრამული უზრუნველყოფის გამოყენებამ მიიღო საერთაშორისო აღიარება82.მიმდინარე კვლევა ვარაუდობს, რომ ECOSAR ბიოსურფაქტანტების მწვავე ტოქსიკურობა მიკროწყალმცენარეების (C. vulgaris), თევზისა და წყლის რწყილების მიმართ (D. magna) მიეკუთვნება გაერთიანებული ერების ორგანიზაციის მიერ განსაზღვრულ „ტოქსიკურობის“ კატეგორიას83.ECOSAR ეკოტოქსიკურობის მოდელი იყენებს SAR და QSAR ნივთიერებების მწვავე და გრძელვადიანი ტოქსიკურობის პროგნოზირებისთვის და ხშირად გამოიყენება ორგანული დამაბინძურებლების ტოქსიკურობის პროგნოზირებისთვის82,84.
პარაფორმალდეჰიდი, ნატრიუმის ფოსფატის ბუფერი (pH 7.4) და ამ კვლევაში გამოყენებული ყველა სხვა ქიმიკატი შეძენილი იყო HiMedia Laboratories-დან, ინდოეთი.
ბიოსურფაქტანტის წარმოება განხორციელდა 500 მლ ერლენმაიერის კოლბაში, რომელიც შეიცავდა 200 მლ სტერილურ Bushnell Haas-ს, დამატებული 1% ნედლი ზეთით, როგორც ნახშირბადის ერთადერთი წყარო.Enterobacter cloacae SJ2-ის პრეკულტურა (1.4 × 104 CFU/ml) იყო ინოკულირებული და კულტივირებული ორბიტალურ შეკერზე 37°C-ზე, 200 rpm 7 დღის განმავლობაში.ინკუბაციური პერიოდის შემდეგ, ბიოსურფაქტანტის ექსტრაქცია მოხდა კულტივირების საშუალების ცენტრიფუგირებით 3400×გრ-ზე 20 წუთის განმავლობაში 4°C-ზე და მიღებული სუპერნატანტი გამოიყენებოდა სკრინინგის მიზნებისთვის.ბიოსურფაქტანტების ოპტიმიზაციის პროცედურები და დახასიათება მიღებული იყო ჩვენი ადრინდელი გამოკვლევიდან26.
Culex quinquefasciatus ლარვები მიღებული იქნა საზღვაო ბიოლოგიის გაფართოებული კვლევის ცენტრიდან (CAS), პალანჩიპეტაი, ტამილ ნადუ (ინდოეთი).ლარვები იზრდებოდა პლასტმასის კონტეინერებში, რომლებიც სავსე იყო დეიონირებული წყლით 27 ± 2°C ტემპერატურაზე და ფოტოპერიოდით 12:12 (ნათელი: ბნელი).კოღოს ლარვებს იკვებებოდნენ გლუკოზის 10%-იანი ხსნარით.
Culex quinquefasciatus ლარვები ნაპოვნია ღია და დაუცველ სეპტიკურ ავზებში.გამოიყენეთ სტანდარტული კლასიფიკაციის გაიდლაინები ლაბორატორიაში ლარვების იდენტიფიკაციისა და კულტურისთვის85.ლარვიციდული კვლევები ჩატარდა ჯანდაცვის მსოფლიო ორგანიზაციის რეკომენდაციების შესაბამისად 86 .შ.Quinquefasciatus-ის მეოთხე ასაკის ლარვები შეგროვდა დახურულ მილებში 25 მლ და 50 მლ ჯგუფებად მათი მოცულობის ორი მესამედის ჰაერის უფსკრულით.ბიოსურფაქტანტი (0-50 მგ/მლ) ემატებოდა თითოეულ მილს ინდივიდუალურად და ინახებოდა 25 °C-ზე.საკონტროლო ტუბში გამოიყენება მხოლოდ გამოხდილი წყალი (50 მლ).მკვდარი ლარვები ითვლებოდა ისეთ ლარვებად, რომლებსაც არ ავლენდნენ ცურვის ნიშნები ინკუბაციურ პერიოდში (12-48 საათი) 87 .გამოთვალეთ ლარვების სიკვდილიანობის პროცენტი განტოლების გამოყენებით.(1)88.
Odontotermitidae ოჯახს მიეკუთვნება ინდური ტერმიტი Odontotermes obesus, რომელიც გვხვდება სოფლის მეურნეობის კამპუსში (ანნამალაის უნივერსიტეტი, ინდოეთი) დამპალ მორებში.შეამოწმეთ ეს ბიოსურფაქტანტი (0-50 მგ/მლ) ჩვეულებრივი პროცედურების გამოყენებით, რათა დაადგინოთ არის თუ არა ის მავნე.ლამინარული ჰაერის ნაკადში 30 წუთის განმავლობაში გაშრობის შემდეგ, Whatman-ის ქაღალდის თითოეული ზოლი დაფარული იყო ბიოსურფაქტანტით 30, 40 ან 50 მგ/მლ კონცენტრაციით.წინასწარ დაფარული და დაუფარავი ქაღალდის ზოლები ტესტირება და შედარება მოხდა პეტრის ჭურჭლის ცენტრში.თითოეული პეტრის კერძი შეიცავს ოცდაათამდე აქტიურ ტერმიტს O. obesus.საკონტროლო და საცდელ ტერმიტებს აძლევდნენ სველ ქაღალდს, როგორც საკვების წყაროს.ყველა ფირფიტა ინახებოდა ოთახის ტემპერატურაზე ინკუბაციური პერიოდის განმავლობაში.ტერმიტები მოკვდნენ 12, 24, 36 და 48 საათის შემდეგ89,90.შემდეგ განტოლება 1 გამოიყენებოდა ტერმიტების სიკვდილიანობის პროცენტის შესაფასებლად ბიოსურფაქტანტის სხვადასხვა კონცენტრაციაზე.(2).
ნიმუშები ინახებოდა ყინულზე და შეფუთული იყო მიკროტუბებში, რომლებიც შეიცავდა 100 მლ 0,1 M ნატრიუმის ფოსფატის ბუფერს (pH 7,4) და გაგზავნეს რაჯივ განდის აკვაკულტურის ცენტრის (RGCA) ცენტრალური აკვაკულტურის პათოლოგიის ლაბორატორიაში (CAPL).ჰისტოლოგიის ლაბორატორია, სირკალი, მაილადუთურაი.ოლქი, ტამილნადუ, ინდოეთი შემდგომი ანალიზისთვის.ნიმუშები დაუყოვნებლივ ფიქსირდება 4% პარაფორმალდეჰიდში 37°C-ზე 48 საათის განმავლობაში.
ფიქსაციის ფაზის შემდეგ მასალა სამჯერ გაირეცხა 0,1 მ ნატრიუმის ფოსფატის ბუფერით (pH 7,4), ეტაპობრივად გაუწყლოდა ეთანოლში და გაჟღენთილია LEICA ფისში 7 დღის განმავლობაში.შემდეგ ნივთიერება მოთავსებულია ფისითა და პოლიმერიზატორით სავსე პლასტმასის ფორმაში, შემდეგ კი 37°C-მდე გახურებულ ღუმელში, სანამ ნივთიერების შემცველი ბლოკი მთლიანად პოლიმერიზდება.
პოლიმერიზაციის შემდეგ, ბლოკები მოჭრილი იქნა LEICA RM2235 მიკროტომის გამოყენებით (Rankin Biomedical Corporation 10,399 Enterprise Dr. Davisburg, MI 48,350, აშშ) 3 მმ სისქემდე.სექციები დაჯგუფებულია სლაიდებზე, თითო სლაიდზე ექვსი სექცია.სლაიდები გაშრეს ოთახის ტემპერატურაზე, შემდეგ შეღებეს ჰემატოქსილინით 7 წუთის განმავლობაში და გარეცხეს გამდინარე წყლით 4 წუთის განმავლობაში.გარდა ამისა, ეოზინის ხსნარი წაისვით კანზე 5 წუთის განმავლობაში და ჩამოიბანეთ გამდინარე წყლით 5 წუთის განმავლობაში.
მწვავე ტოქსიკურობა იწინასწარმეტყველეს სხვადასხვა ტროპიკული დონის წყლის ორგანიზმების გამოყენებით: 96-საათიანი თევზი LC50, 48-საათიანი D. magna LC50 და 96-საათიანი მწვანე წყალმცენარეები EC50.რამნოლიპიდური ბიოსურფაქტანტების ტოქსიკურობა თევზისა და მწვანე წყალმცენარეებისთვის შეფასდა ECOSAR პროგრამული უზრუნველყოფის ვერსიის 2.2 Windows-ისთვის, შემუშავებული აშშ-ს გარემოს დაცვის სააგენტოს მიერ.(ხელმისაწვდომია ონლაინ მისამართზე https://www.epa.gov/tsca-screening-tools/ecological-struct-activity-relationships-ecosar-predictive-model).
ლარვიციდური და ანტიტერმიტული აქტივობის ყველა ტესტი ჩატარდა სამჯერ.ლარვებისა და ტერმიტების სიკვდილიანობის მონაცემების არაწრფივი რეგრესია (დოზის პასუხის ცვლადების ჟურნალი) განხორციელდა მედიანური ლეტალური კონცენტრაციის (LC50) გამოსათვლელად 95% სანდო ინტერვალით და კონცენტრაციის პასუხის მრუდები გენერირებული იყო Prism® (ვერსია 8.0, GraphPad Software) Inc. აშშ) 84, 91.
წინამდებარე კვლევა ავლენს Enterobacter cloacae SJ2-ის მიერ წარმოებული მიკრობული ბიოსურფაქტანტების პოტენციალს, როგორც კოღოს ლარვიციდულ და ანტიტერმიტულ აგენტებს, და ეს ნაშრომი ხელს შეუწყობს ლარვიციდური და ანტიტერმიტული მოქმედების მექანიზმების უკეთ გაგებას.ბიოსურფაქტანტებით დამუშავებული ლარვების ჰისტოლოგიურმა კვლევებმა აჩვენა საჭმლის მომნელებელი ტრაქტის, შუა ნაწლავის, ცერებრალური ქერქის დაზიანება და ნაწლავის ეპითელური უჯრედების ჰიპერპლაზია.შედეგები: Enterobacter cloacae SJ2-ის მიერ წარმოებული რამნოლიპიდური ბიოსურფაქტანტის ანტიტერმიტული და ლარვიციდური აქტივობის ტოქსიკოლოგიურმა შეფასებამ გამოავლინა, რომ ეს იზოლაცია არის პოტენციური ბიოპესტიციდი კოღოების (Cx quinquefasciatus) და ტერმიტების (O.obesus) ვექტორული დაავადებების კონტროლისთვის.საჭიროა გავიგოთ ბიოსურფაქტანტების ძირითადი ეკოლოგიური ტოქსიკურობა და მათი პოტენციური გარემოზე ზემოქმედება.ეს კვლევა იძლევა მეცნიერულ საფუძველს ბიოსურფაქტანტების გარემოსდაცვითი რისკის შესაფასებლად.
გამოქვეყნების დრო: აპრ-09-2024