Dėl plačiai paplitusio sintetinių pesticidų naudojimo kilo daug problemų, įskaitant atsparių organizmų atsiradimą, aplinkos blogėjimą ir žalą žmonių sveikatai. Todėl atsirado naujų mikrobųpesticidaiSkubiai reikalingos žmonių sveikatai ir aplinkai saugios medžiagos. Šiame tyrime ramnolipidinis biosurfaktantas, gaminamas iš Enterobacter cloacae SJ2, buvo panaudotas toksiškumui uodų (Culex quinquefasciatus) ir termitų (Odontotermes obesus) lervoms įvertinti. Rezultatai parodė, kad mirtingumas tarp gydymo būdų priklausė nuo dozės. Termitų ir uodų lervų biosurfaktantų LC50 (50 % mirtina koncentracija) vertė po 48 valandų buvo nustatyta naudojant netiesinės regresijos kreivės pritaikymo metodą. Rezultatai parodė, kad biosurfaktanto larvicidinio ir antitermitinio aktyvumo 48 valandų LC50 vertės (95 % patikimumo intervalas) buvo atitinkamai 26,49 mg/l (diapazonas nuo 25,40 iki 27,57) ir 33,43 mg/l (diapazonas nuo 31,09 iki 35,68). Remiantis histopatologiniu tyrimu, gydymas biosurfaktantais padarė didelę žalą lervų ir termitų organelių audiniams. Šio tyrimo rezultatai rodo, kad „Enterobacter cloacae SJ2“ gaminamas mikrobinis biosurfaktantas yra puiki ir potencialiai veiksminga priemonė Cx, quinquefasciatus ir O. obesus kontrolei.
Tropinėse šalyse pasitaiko daug uodų platinamų ligų1. Uodų platinamų ligų aktualumas yra plačiai paplitęs. Kasmet nuo maliarijos miršta daugiau nei 400 000 žmonių, o kai kuriuose didžiuosiuose miestuose siaučia sunkių ligų, tokių kaip dengė, geltonoji karštligė, čikungunijos ir Zikos virusas, epidemijos.2 Vektorių platinamos ligos siejamos su viena iš šešių infekcijų visame pasaulyje, o uodai sukelia daugiausiai atvejų3,4. Culex, Anopheles ir Aedes yra trys uodų gentys, dažniausiai siejamos su ligų perdavimu5. Dengė, uodo Aedes aegypti platinamos infekcijos, paplitimas per pastarąjį dešimtmetį išaugo ir kelia didelę grėsmę visuomenės sveikatai4,7,8. Pasak Pasaulio sveikatos organizacijos (PSO), daugiau nei 40 % pasaulio gyventojų gresia dengė, o kasmet daugiau nei 100 šalių užregistruojama 50–100 milijonų naujų atvejų9,10,11. Dengė tapo didele visuomenės sveikatos problema, nes jos paplitimas visame pasaulyje išaugo12,13,14. Anopheles gambiae, paprastai žinomas kaip afrikinis Anopheles uodas, yra svarbiausias žmonių maliarijos pernešėjas tropiniuose ir subtropiniuose regionuose15. Vakarų Nilo virusą, Sent Luiso encefalitą, japoninį encefalitą ir arklių bei paukščių virusines infekcijas platina Culex uodai, dažnai vadinami paprastaisiais naminiais uodais. Be to, jie taip pat yra bakterinių ir parazitinių ligų nešiotojai16. Pasaulyje yra daugiau nei 3000 termitų rūšių, ir jie egzistuoja jau daugiau nei 150 milijonų metų17. Dauguma kenkėjų gyvena dirvožemyje ir minta mediena bei medienos gaminiais, kurių sudėtyje yra celiuliozės. Indijos termitas Odontotermes obesus yra svarbus kenkėjas, darantis didelę žalą svarbiems pasėliams ir plantacijų medžiams18. Žemės ūkio vietovėse termitų užkrėtimas įvairiais etapais gali padaryti didžiulę ekonominę žalą įvairiems pasėliams, medžių rūšims ir statybinėms medžiagoms. Termitai taip pat gali sukelti žmonių sveikatos problemų19.
Šiandienos farmacijos ir žemės ūkio srityse mikroorganizmų ir kenkėjų atsparumo problema yra sudėtinga20,21. Todėl abi įmonės turėtų ieškoti naujų ekonomiškai efektyvių antimikrobinių medžiagų ir saugių biopesticidų. Dabar yra sintetinių pesticidų, kurie, kaip įrodyta, yra užkrečiami ir atbaido netikslinius naudingus vabzdžius22. Pastaraisiais metais biopaviršinio aktyvumo medžiagų tyrimai išsiplėtė dėl jų taikymo įvairiose pramonės šakose. Biopaviršinio aktyvumo medžiagos yra labai naudingos ir gyvybiškai svarbios žemės ūkyje, dirvožemio atkūrimo, naftos gavybos, bakterijų ir vabzdžių naikinimo bei maisto perdirbimo srityse23,24. Biopaviršinio aktyvumo medžiagos arba mikrobinės paviršinio aktyvumo medžiagos yra biopaviršinio aktyvumo medžiagos, kurias gamina mikroorganizmai, tokie kaip bakterijos, mielės ir grybeliai, pakrančių buveinėse ir nafta užterštose vietovėse25,26. Chemiškai gautos paviršinio aktyvumo medžiagos ir biopaviršinio aktyvumo medžiagos yra dviejų tipų, kurios gaunamos tiesiogiai iš natūralios aplinkos27. Įvairios biopaviršinio aktyvumo medžiagos gaunamos iš jūrų buveinių28,29. Todėl mokslininkai ieško naujų technologijų biopaviršinio aktyvumo medžiagoms, pagrįstoms natūraliomis bakterijomis, gaminti30,31. Tokių tyrimų pažanga rodo šių biologinių junginių svarbą aplinkos apsaugai32. Bacillus, Pseudomonas, Rhodococcus, Alcaligenes, Corynebacterium ir šios bakterijų gentys yra gerai ištirtos atstovai23,33.
Yra daug biosurfaktantų rūšių, turinčių platų pritaikymo spektrą34. Svarbus šių junginių privalumas yra tas, kad kai kurie iš jų pasižymi antibakteriniu, larvicidiniu ir insekticidiniu aktyvumu. Tai reiškia, kad juos galima naudoti žemės ūkio, chemijos, farmacijos ir kosmetikos pramonėse35,36,37,38. Kadangi biosurfaktantai paprastai yra biologiškai skaidūs ir naudingi aplinkai, jie naudojami integruotose kenkėjų kontrolės programose, siekiant apsaugoti pasėlius39. Taigi, įgytos pagrindinės žinios apie Enterobacter cloacae SJ2 gaminamų mikrobinių biosurfaktantų larvicidinį ir antitermitų aktyvumą. Ištyrėme mirtingumą ir histologinius pokyčius, kai jie buvo veikiami skirtingomis ramnolipidų biosurfaktantų koncentracijomis. Be to, įvertinome plačiai naudojamą kiekybinės struktūros ir aktyvumo (QSAR) kompiuterinę programą „Ecological Structure-Activity“ (ECOSAR), kad nustatytume ūmų toksiškumą mikrodumbliams, dafnijoms ir žuvims.
Šiame tyrime buvo tiriamas išgrynintų biosurfaktantų antitermitinis aktyvumas (toksiškumas), esant įvairioms 30–50 mg/ml koncentracijoms (5 mg/ml intervalais), prieš Indijos termitus, O. obesus ir ketvirtąją rūšį. Įvertinkite. Cx stadijos lervas. Uodų quinquefasciatus lervos. Biosurfaktantų LC50 koncentracijos per 48 valandas prieš O. obesus ir Cx. C. solanacearum. Uodų lervos buvo identifikuotos naudojant netiesinės regresijos kreivės pritaikymo metodą. Rezultatai parodė, kad termitų mirtingumas didėjo didėjant biosurfaktantų koncentracijai. Rezultatai parodė, kad biosurfaktantas pasižymėjo larvicidiniu aktyvumu (1 pav.) ir antitermitiniu aktyvumu (2 pav.), o 48 valandų LC50 vertės (95 % PI) buvo atitinkamai 26,49 mg/l (25,40–27,57) ir 33,43 mg/l (31,09–35,68 pav.) (1 lentelė). Pagal ūminį toksiškumą (48 valandos) biosurfaktantas klasifikuojamas kaip „kenksmingas“ tirtiems organizmams. Šiame tyrime pagaminta biosurfaktantė pasižymėjo puikiu larvicidiniu aktyvumu, o 100 % mirtingumas per 24–48 valandas po sąlyčio buvo pasiektas.
Apskaičiuokite larvicidinio aktyvumo LC50 vertę. Netiesinės regresijos kreivės pritaikymas (ištisinė linija) ir 95 % patikimumo intervalas (užtamsinta sritis) santykiniam mirtingumui (%).
Apskaičiuokite antitermitų aktyvumo LC50 vertę. Netiesinės regresijos kreivės pritaikymas (ištisinė linija) ir 95 % patikimumo intervalas (užtamsinta sritis) santykiniam mirtingumui (%).
Eksperimento pabaigoje mikroskopu buvo pastebėti morfologiniai pokyčiai ir anomalijos. Kontrolinėje ir apdorotoje grupėse morfologiniai pokyčiai pastebėti 40 kartų padidinus vaizdą. Kaip parodyta 3 paveiksle, augimo sutrikimai pasireiškė daugumai lervų, paveiktų biosurfaktantais. 3a paveiksle parodytas normalus Cx. quinquefasciatus, 3b paveiksle parodytas anomalinis Cx. sukelia penkias nematodų lervas.
Subletalių (LC50) biosurfaktantų dozių poveikis Culex quinquefasciatus lervų vystymuisi. Normalaus Cx šviesos mikroskopijos vaizdas (a) su 40 kartų padidinimu. quinquefasciatus (b) Nenormalus Cx. Sukelia penkias nematodų lervas.
Šiame tyrime atlikus gydytų lervų (4 pav.) ir termitų (5 pav.) histologinį tyrimą, nustatyta keletas anomalijų, įskaitant pilvo ploto sumažėjimą ir raumenų, epitelio sluoksnių bei odos pažeidimus vidurinės žarnos dalyje. Histologija atskleidė šiame tyrime naudoto biosurfaktanto slopinamojo aktyvumo mechanizmą.
Normalių neapdorotų 4-ojo stadijos Cx lervų, quinquefasciatus lervų (kontrolė: (a, b)) ir apdorotų biosurfaktantu (apdorojimas: (c, d)), histopatologija. Rodyklės žymi apdorotą žarnyno epitelį (epi), branduolius (n) ir raumenis (mu). Juosta = 50 µm.
Normalaus negydyto O. obesus (kontrolinė grupė: (a, b)) ir biosurfaktantais gydyto O. obesus (gydymas: (c, d)) histopatologija. Rodyklės atitinkamai žymi žarnyno epitelį (epi) ir raumenį (mu). Juosta = 50 µm.
Šiame tyrime ECOSAR buvo naudojamas ramnolipidų biosurfaktantų produktų ūminiam toksiškumui pirminiams gamintojams (žaliesiems dumbliams), pirminiams vartotojams (vandens blusoms) ir antriniams vartotojams (žuvims) prognozuoti. Šioje programoje naudojami sudėtingi kiekybiniai struktūros ir aktyvumo junginių modeliai, siekiant įvertinti toksiškumą remiantis molekuline struktūra. Modelyje naudojama struktūros ir aktyvumo (SAR) programinė įranga, skirta apskaičiuoti medžiagų ūminį ir ilgalaikį toksiškumą vandens organizmams. 2 lentelėje apibendrinta apskaičiuota vidutinė mirtina koncentracija (LC50) ir vidutinė efektyvi koncentracija (EC50) kelioms rūšims. Įtariamas toksiškumas buvo suskirstytas į keturis lygius, naudojant Pasauliniu mastu suderintą cheminių medžiagų klasifikavimo ir ženklinimo sistemą (3 lentelė).
Vektorinių ligų, ypač uodų ir Aedes uodų atmainų, kontrolė. Egiptiečiai dabar sunkiai dirba 40,41,42,43,44,45,46. Nors kai kurie chemiškai prieinami pesticidai, tokie kaip piretroidai ir organofosfatai, yra šiek tiek naudingi, jie kelia didelę riziką žmonių sveikatai, įskaitant diabetą, reprodukcinius sutrikimus, neurologinius sutrikimus, vėžį ir kvėpavimo takų ligas. Be to, laikui bėgant šie vabzdžiai gali tapti jiems atsparūs 13,43,48. Taigi, veiksmingos ir aplinkai nekenksmingos biologinės kontrolės priemonės taps populiaresniu uodų kontrolės metodu 49,50. Benelli 51 teigė, kad ankstyva uodų pernešėjų kontrolė būtų veiksmingesnė miesto vietovėse, tačiau jie nerekomendavo naudoti larvicidų kaimo vietovėse 52. Tom ir kt. 53 taip pat teigė, kad uodų kontrolė nesubrendusiose stadijose būtų saugi ir paprasta strategija, nes jie yra jautresni kontrolės medžiagoms 54.
Galingos padermės (Enterobacter cloacae SJ2) biosurfaktantų gamyba parodė nuoseklų ir daug žadantį efektyvumą. Ankstesniame mūsų tyrime buvo pranešta, kad Enterobacter cloacae SJ2 optimizuoja biosurfaktantų gamybą, naudodamas fizikinius ir cheminius parametrus26. Remiantis jų tyrimu, optimalios sąlygos potencialiam E. cloacae izoliatui biosurfaktantų gamybai buvo 36 valandų inkubacija, maišymas 150 aps./min. greičiu, pH 7,5, 37 °C, druskingumas 1 ppt, 2 % gliukozės kaip anglies šaltinio, 1 % mielių. Ekstraktas buvo naudojamas kaip azoto šaltinis, siekiant gauti 2,61 g/l biosurfaktantų. Be to, biosurfaktantai buvo apibūdinti naudojant TLC, FTIR ir MALDI-TOF-MS. Tai patvirtino, kad ramnolipidas yra biosurfaktantas. Glikolipidų biosurfaktantai yra intensyviausiai tirta kitų tipų biosurfaktantų klasė55. Juos sudaro angliavandenių ir lipidų dalys, daugiausia riebalų rūgščių grandinės. Tarp glikolipidų pagrindiniai atstovai yra ramnolipidas ir soforolipidas56. Ramnolipiduose yra dvi ramnozės dalys, sujungtos su mono- arba di-β-hidroksidekano rūgštimi57. Ramnolipidų naudojimas medicinos ir farmacijos pramonėje yra gerai žinomas58, be to, neseniai jie buvo naudojami kaip pesticidai59.
Biosurfaktanto sąveika su kvėpavimo sifono hidrofobine sritimi leidžia vandeniui praeiti per jo žiotelių ertmę, taip padidindama lervų sąlytį su vandens aplinka. Biosurfaktantų buvimas taip pat veikia trachėją, kurios ilgis yra arti paviršiaus, todėl lervoms lengviau išlįsti į paviršių ir kvėpuoti. Dėl to sumažėja vandens paviršiaus įtempimas. Kadangi lervos negali prisitvirtinti prie vandens paviršiaus, jos nukrenta į rezervuaro dugną, sutrikdydamos hidrostatinį slėgį, dėl to sunaudojama per daug energijos ir jos žūsta nuskęsdamos38,60. Panašius rezultatus gavo Ghribi61, kur Bacillus subtilis gaminama biosurfaktantė pasižymėjo larvicidiniu aktyvumu prieš Ephestia kuehniella. Panašiai, Cx. Das ir Mukherjee23 larvicidinis aktyvumas taip pat įvertino ciklinių lipopeptidų poveikį quinquefasciatus lervoms.
Šio tyrimo rezultatai susiję su ramnolipidų biosurfaktantų larvicidiniu aktyvumu prieš Cx. Quinquefasciatus uodų naikinimas atitinka anksčiau paskelbtus rezultatus. Pavyzdžiui, naudojami įvairių Bacillus genties bakterijų gaminami surfaktino pagrindu pagaminti biosurfaktantai. ir Pseudomonas spp. Kai kuriose ankstyvosiose ataskaitose64,65,66 buvo pranešta apie lipopeptidų biosurfaktantų iš Bacillus subtilis23 lervas naikinantį aktyvumą. Deepali ir kt.63 nustatė, kad iš Stenotropomonas maltophilia išskirtas ramnolipidų biosurfaktantas pasižymėjo stipriu larvicidiniu aktyvumu esant 10 mg/l koncentracijai. Silva ir kt.67 pranešė apie ramnolipidų biosurfaktanto larvicidinį aktyvumą prieš Ae esant 1 g/l koncentracijai. Aedes aegypti. Kanakdande ir kt.68 pranešė, kad Bacillus subtilis gaminami lipopeptidų biosurfaktantai sukėlė bendrą Culex lervų ir termitų mirtingumą, esant lipofilinei eukalipto frakcijai. Panašiai Masendra ir kt. 69 pranešė apie 61,7 % darbininkų skruzdžių (Cryptotermes cynocephalus Light.) mirtingumą lipofilinėse n-heksano ir EtOAc frakcijose neapdorotame E. ekstrakte.
Parthipan ir kt. 70 pranešė apie lipopeptidinių biosurfaktantų, kuriuos gamina Bacillus subtilis A1 ir Pseudomonas stutzeri NA3, insekticidinį naudojimą prieš Anopheles Stephensi, maliarijos parazito Plasmodium vektorių. Jie pastebėjo, kad lervos ir lėliukės išgyveno ilgiau, turėjo trumpesnį kiaušidžių dėjimo laikotarpį, buvo sterilios ir trumpiau gyveno, kai buvo apdorojamos skirtingomis biosurfaktantų koncentracijomis. Stebėtos B. subtilis biosurfaktanto A1 LC50 vertės skirtingoms lervų būsenoms (t. y. I, II, III, IV stadijos lervoms ir lėliukėms) buvo atitinkamai 3,58, 4,92, 5,37, 7,10 ir 7,99 mg/l. Palyginimui, biosurfaktantų, skirtų Pseudomonas stutzeri NA3 I–IV stadijų lervoms ir lėliukės stadijoms, buvo atitinkamai 2,61, 3,68, 4,48, 5,55 ir 6,99 mg/l. Manoma, kad išgyvenusių lervų ir lėliukų uždelsta fenologija yra reikšmingų fiziologinių ir metabolinių sutrikimų, kuriuos sukelia insekticidų apdorojimas, rezultatas71.
Wickerhamomyces anomalus padermė CCMA 0358 gamina biosurfaktantą, pasižymintį 100 % larvicidiniu aktyvumu prieš Aedes uodus. aegypti 24 valandų intervalas 38 buvo didesnis nei pranešė Silva ir kt. Įrodyta, kad iš Pseudomonas aeruginosa pagaminta biosurfaktantė, naudojant saulėgrąžų aliejų kaip anglies šaltinį, per 48 valandas sunaikina 100 % lervų 67. Abinaya ir kt.72 ir Pradhan ir kt.73 taip pat pademonstravo kelių Bacillus genties izoliatų išskiriamų paviršinio aktyvumo medžiagų larvicidinį arba insekticidinį poveikį. Anksčiau paskelbtame Senthil-Nathan ir kt. tyrime nustatyta, kad 100 % uodų lervų, paveiktų augalų lagūnų, greičiausiai žūsta. 74.
Insekticidų subletalinio poveikio vabzdžių biologijai vertinimas yra labai svarbus integruotoms kenkėjų kontrolės programoms, nes subletalinės dozės / koncentracijos vabzdžių nenaikina, bet gali sumažinti vabzdžių populiacijas ateities kartose, sutrikdydamos biologines savybes10. Siqueira ir kt. 75 stebėjo visišką ramnolipidų biosurfaktanto (300 mg/ml) larvicidinį aktyvumą (100 % mirtingumas), kai buvo tiriamos įvairios koncentracijos nuo 50 iki 300 mg/ml. Aedes aegypti padermių lervos stadija. Jie analizavo laiko iki mirties ir subletalinių koncentracijų poveikį lervų išgyvenamumui ir plaukimo aktyvumui. Be to, jie pastebėjo plaukimo greičio sumažėjimą po 24–48 valandų sąlyčio su subletalinėmis biosurfaktanto koncentracijomis (pvz., 50 mg/ml ir 100 mg/ml). Manoma, kad nuodai, turintys daug žadantį subletalinį poveikį, yra veiksmingesni padarant daugybinę žalą veikiamiems kenkėjams76.
Mūsų rezultatų histologiniai stebėjimai rodo, kad Enterobacter cloacae SJ2 gaminamos biosurfaktantės reikšmingai pakeičia uodų (Cx. quinquefasciatus) ir termitų (O. obesus) lervų audinius. Panašias anomalijas sukėlė bazilikų aliejaus preparatai An. gambiaes.s ir An. arabica, kurias aprašė Ochola77. Kamaraj ir kt.78 taip pat aprašė tas pačias morfologines anomalijas An. Stephanie lervos buvo veikiamos aukso nanodalelėmis. Vasantha-Srinivasan ir kt.79 taip pat pranešė, kad piemenų rankšluosčių eterinis aliejus smarkiai pažeidė Aedes albopictus kameros ir epitelio sluoksnius. Aedes aegypti. Raghavendran ir kt. pranešė, kad uodų lervos buvo apdorotos 500 mg/ml vietinio Penicillium grybo micelio ekstrakto. Ae rodo didelį histologinį pažeidimą. aegypti ir Cx. Mirtingumas 80. Anksčiau Abinaya ir kt. Buvo tirtos ketvirtos stadijos An lervos. Stephensi ir Ae. aegypti aptiko daugybę histologinių pokyčių Aedes aegypti uoduose, gydytuose B. licheniformis egzopolisacharidais, įskaitant skrandžio akląją žarną, raumenų atrofiją, nervinių stygų ganglijų pažeidimą ir dezorganizaciją72. Pasak Raghavendran ir kt., po gydymo P. daleae micelio ekstraktu, tirtų uodų (4 stadijos lervų) vidurinės žarnos ląstelėse buvo pastebėtas žarnyno spindžio patinimas, tarpląstelinio turinio sumažėjimas ir branduolio degeneracija81. Tie patys histologiniai pokyčiai buvo pastebėti uodų lervose, gydytose ežiuolės lapų ekstraktu, o tai rodo apdorotų junginių insekticidinį potencialą50.
ECOSAR programinės įrangos naudojimas sulaukė tarptautinio pripažinimo82. Dabartiniai tyrimai rodo, kad ECOSAR biosurfaktantų ūmus toksiškumas mikrodumbliams (C. vulgaris), žuvims ir vandens blusoms (D. magna) patenka į Jungtinių Tautų apibrėžtą „toksiškumo“ kategoriją83. ECOSAR ekotoksiškumo modelyje naudojami SAR ir QSAR, siekiant numatyti medžiagų ūmų ir ilgalaikį toksiškumą, ir jis dažnai naudojamas organinių teršalų toksiškumui prognozuoti82,84.
Paraformaldehidas, natrio fosfato buferis (pH 7, 4) ir visos kitos šiame tyrime naudotos cheminės medžiagos buvo įsigytos iš „HiMedia Laboratories“, Indija.
Biosurfaktantų gamyba buvo atlikta 500 ml Erlenmejerio kolbose, kuriose buvo 200 ml sterilios Bushnell Haas terpės, papildytos 1 % žalios naftos kaip vieninteliu anglies šaltiniu. Enterobacter cloacae SJ2 (1,4 × 104 CFU/ml) išankstinė kultūra buvo inokuliuota ir kultivuojama orbitinėje kratytuvėje 37 °C temperatūroje, 200 aps./min. 7 dienas. Po inkubacinio laikotarpio biosurfaktantas buvo išskirtas centrifuguojant kultūros terpę 3400 × g greičiu 20 min. 4 °C temperatūroje, o gautas supernatantas buvo naudojamas atrankos tikslais. Biosurfaktantų optimizavimo procedūros ir apibūdinimas buvo pritaikyti iš mūsų ankstesnio tyrimo26.
Culex quinquefasciatus lervos buvo gautos iš Jūrų biologijos pažangiųjų studijų centro (CAS), Palanchipetai, Tamil Nadu (Indija). Lervos buvo auginamos plastikiniuose induose, pripildytuose dejonizuoto vandens, esant 27 ± 2 °C temperatūrai ir 12:12 fotoperiodui (šviesa:tamsa). Uodų lervoms buvo duodamas 10 % gliukozės tirpalas.
Culex quinquefasciatus lervų buvo rasta atviruose ir neapsaugotuose septikuose. Leirvoms identifikuoti ir kultivuoti laboratorijoje naudokite standartines klasifikavimo gaires85. Larvicidiniai bandymai buvo atlikti pagal Pasaulio sveikatos organizacijos rekomendacijas86. SH. Ketvirtos stadijos quinquefasciatus lervos buvo surinktos į uždarus mėgintuvėlius 25 ml ir 50 ml grupėmis, kurių oro tarpas sudarė du trečdalius jų talpos. Į kiekvieną mėgintuvėlį atskirai buvo įpilama biosurfaktanto (0–50 mg/ml) ir laikoma 25 °C temperatūroje. Kontroliniame mėgintuvėlyje buvo naudojamas tik distiliuotas vanduo (50 ml). Negyvomis lervomis buvo laikomos tos, kurios inkubaciniu laikotarpiu (12–48 val.) nerodė jokių plaukimo požymių87. Apskaičiuokite lervų mirtingumo procentą naudodami (1)88 lygtį.
Odontotermitidae šeimai priklauso indiškasis termitas Odontotermes obesus, randamas pūvančiuose rąstuose Žemės ūkio miestelyje (Annamalai universitetas, Indija). Ši biosurfaktantė (0–50 mg/ml) buvo ištirta įprastomis procedūromis, siekiant nustatyti, ar ji kenksminga. Po 30 min. džiovinimo laminariniame oro sraute, kiekviena vatmano popieriaus juostelė buvo padengta biosurfaktantu, kurio koncentracija buvo 30, 40 arba 50 mg/ml. Iš anksto padengtos ir nepadengtos popieriaus juostelės buvo išbandytos ir palygintos Petri lėkštelės centre. Kiekvienoje Petri lėkštelėje yra apie trisdešimt aktyvių termitų O. obesus. Kontrolinės ir bandomosios grupės termitams buvo duodamas drėgnas popierius kaip maisto šaltinis. Visos plokštelės buvo laikomos kambario temperatūroje visą inkubacinį laikotarpį. Termitai žuvo po 12, 24, 36 ir 48 valandų89,90. Tada 1 lygtis buvo naudojama termitų mirtingumo procentui esant skirtingoms biosurfaktantų koncentracijoms įvertinti. (2)
Mėginiai buvo laikomi ant ledo, supakuoti į mikromėgintuvėlius su 100 ml 0,1 M natrio fosfato buferio (pH 7,4) ir išsiųsti į Rajiv Gandhi akvakultūros centro (RGCA) Centrinę akvakultūros patologijos laboratoriją (CAPL). Histologijos laboratorija, Sirkali, Mayiladuthurai rajonas, Tamil Nadu, Indija, tolesnei analizei. Mėginiai buvo nedelsiant fiksuojami 4 % paraformaldehidu 37 °C temperatūroje 48 valandas.
Po fiksacijos fazės medžiaga buvo tris kartus plaunama 0,1 M natrio fosfato buferiu (pH 7,4), palaipsniui dehidratuojama etanolyje ir 7 dienas mirkoma LEICA dervoje. Tada medžiaga dedama į plastikinę formą, pripildytą dervos ir polimerizatoriaus, o po to dedama į iki 37 °C įkaitintą orkaitę, kol blokas su medžiaga visiškai polimerizuojasi.
Po polimerizacijos blokeliai buvo supjaustyti naudojant LEICA RM2235 mikrotomą („Rankin Biomedical Corporation“, 10,399 Enterprise Dr., Davisburgas, MI 48,350, JAV) iki 3 mm storio. Pjūviai sugrupuoti ant preparato, po šešis pjūvius viename preparate. Preparatai buvo džiovinami kambario temperatūroje, po to 7 minutes dažomi hematoksilinu ir 4 minutes plaunami tekančiu vandeniu. Be to, 5 minutes ant odos užtepti eozino tirpalo ir 5 minutes nuplauti tekančiu vandeniu.
Ūminis toksiškumas buvo prognozuojamas naudojant skirtingų atogrąžų lygių vandens organizmus: 96 valandų LC50 žuvims, 48 valandų LC50 D. magna ir 96 valandų EC50 žaliosioms dumbliams. Ramnolipidų biosurfaktantų toksiškumas žuvims ir žaliesiems dumbliams buvo įvertintas naudojant JAV Aplinkos apsaugos agentūros sukurtą ECOSAR programinės įrangos 2.2 versiją, skirtą „Windows“. (Prieinama internete adresu https://www.epa.gov/tsca-screening-tools/ecological-struct-activity-relationships-ecosar-predictive-model).
Visi larvicidinio ir antitermitinio aktyvumo tyrimai buvo atlikti trimis egzemplioriais. Lervų ir termitų mirtingumo duomenims apskaičiuoti buvo atlikta netiesinė regresija (dozės ir atsako kintamųjų logaritmas) su 95 % patikimumo intervalu, o koncentracijos ir atsako kreivės buvo sugeneruotos naudojant „Prism®“ (8.0 versija, „GraphPad Software“) Inc., JAV) 84, 91.
Šis tyrimas atskleidžia Enterobacter cloacae SJ2 išskiriamų mikrobinių biosurfaktantų, kaip uodų larvicidinių ir antitermitinių agentų, potencialą, ir šis darbas padės geriau suprasti larvicidinio ir antitermitinio veikimo mechanizmus. Biosurfaktantais paveiktų lervų histologiniai tyrimai parodė virškinamojo trakto, vidurinės žarnos, smegenų žievės pažeidimus ir žarnyno epitelio ląstelių hiperplaziją. Rezultatai: Enterobacter cloacae SJ2 išskiriamo ramnolipidų biosurfaktanto antitermitinio ir larvicidinio aktyvumo toksikologinis įvertinimas parodė, kad šis izoliatas yra potencialus biopesticidas, skirtas kontroliuoti vektorių platinamas uodų (Cx quinquefasciatus) ir termitų (O. obesus) ligas. Reikia suprasti pagrindinį biosurfaktantų toksiškumą aplinkai ir jų galimą poveikį aplinkai. Šis tyrimas suteikia mokslinį pagrindą biosurfaktantų keliamai rizikai aplinkai įvertinti.
Įrašo laikas: 2024 m. balandžio 9 d.