השימוש הנרחב בחומרי הדברה סינתטיים הוביל לבעיות רבות, ביניהן הופעת אורגניזמים עמידים, הרס סביבתי ופגיעה בבריאות האדם.לכן, חיידק חדשחומרי הדברהיש צורך בדחיפות שבטוחים לבריאות האדם והסביבה.במחקר זה, נעשה שימוש ב-Rhamnolipid biosurfactant המיוצר על ידי Enterobacter cloacae SJ2 כדי להעריך רעילות לזחלים של יתושים (Culex quinquefasciatus) וטרמיטים (Odontotermes obesus).התוצאות הראו כי קיים שיעור תמותה תלוי מינון בין הטיפולים.ערך LC50 (50% ריכוז קטלני) לאחר 48 שעות עבור חומרים ביולוגיים של זחל טרמיטים וזחל יתושים נקבע באמצעות שיטת התאמת עקומת רגרסיה לא ליניארית.התוצאות הראו כי ערכי LC50 של 48 שעות (רווח בר סמך של 95%) של פעילות קוטל הזחלים והאנטיטרמיטים של החומר הביולוגי היו 26.49 מ"ג/ליטר (טווח 25.40 עד 27.57) ו-33.43 מ"ג/ליטר (טווח 31.069 עד 35.09) בהתאמה.על פי בדיקה היסטופתולוגית, טיפול בחומרים ביולוגיים גרם לנזק חמור לרקמות אברון של זחלים וטרמיטים.תוצאות מחקר זה מצביעות על כך שהחומר הביולוגי המיקרוביאלי המיוצר על ידי Enterobacter cloacae SJ2 הוא כלי מצוין ופוטנציאלי יעיל לבקרת Cx.quinquefasciatus ו-O. obesus.
מדינות טרופיות חוות מספר רב של מחלות הנישאות יתושים1.הרלוונטיות של מחלות הנישאות יתושים היא נרחבת.יותר מ-400,000 אנשים מתים ממלריה מדי שנה, וכמה ערים מרכזיות חוות מגיפות של מחלות קשות כמו דנגי, קדחת צהובה, צ'יקונגוניה וזיקה.2 מחלות הנישאות וקטור קשורות לאחד מכל שישה זיהומים ברחבי העולם, כאשר היתושים גורמים לרוב. מקרים משמעותיים3 ,4.קולקס, אנופלס ואדס הם שלושת זני היתושים הקשורים לרוב להעברת מחלות5.השכיחות של קדחת הדנגי, זיהום המועבר על ידי יתוש Aedes aegypti, עלתה בעשור האחרון ומהווה איום משמעותי על בריאות הציבור4,7,8.לפי ארגון הבריאות העולמי (WHO), יותר מ-40% מאוכלוסיית העולם נמצאים בסיכון לקדחת דנגי, כאשר 50-100 מיליון מקרים חדשים מתרחשים מדי שנה ביותר מ-100 מדינות9,10,11.קדחת דנגי הפכה לבעיה מרכזית בבריאות הציבור מכיוון ששכיחותה עלתה ברחבי העולם12,13,14.Anopheles gambiae, הידוע בכינויו יתוש אנופלס האפריקאי, הוא הווקטור החשוב ביותר של מלריה אנושית באזורים טרופיים וסובטרופיים15.נגיף מערב הנילוס, דלקת מוח סנט לואיס, דלקת מוח יפנית וזיהומים ויראליים של סוסים וציפורים מועברים על ידי יתושי קולקס, הנקראים לרוב יתושי בית נפוצים.בנוסף, הם גם נשאים של מחלות חיידקיות וטפיליות16.ישנם יותר מ-3,000 מינים של טרמיטים בעולם, והם קיימים כבר יותר מ-150 מיליון שנים17.רוב המזיקים חיים באדמה וניזונים מעץ ומוצרי עץ המכילים תאית.הטרמיט ההודי Odontotermes obesus הוא מזיק חשוב הגורם נזק חמור לגידולים חשובים ועצי מטע18.באזורים חקלאיים, נגיעות טרמיטים בשלבים שונים עלולה לגרום לנזק כלכלי עצום לגידולים שונים, מיני עצים וחומרי בניין.טרמיטים יכולים גם לגרום לבעיות בריאות אנושיות19.
נושא העמידות ממיקרואורגניזמים ומזיקים בתחומי התרופות והחקלאות של ימינו מורכב20,21.לכן, שתי החברות צריכות לחפש אנטי-מיקרוביאלים חדשים חסכוניים וחומרי הדברה ביו-הדברה בטוחים.חומרי הדברה סינתטיים זמינים כעת והוכחו כמדבקים ודוחים חרקים מועילים שאינם מטרה22.בשנים האחרונות התרחב המחקר על חומרים ביולוגיים עקב יישומם בתעשיות שונות.חומרים ביולוגיים שימושיים וחיוניים מאוד בחקלאות, שיקום קרקע, מיצוי נפט, הסרת חיידקים וחרקים ועיבוד מזון23,24.חומרים ביולוגיים או פעילי שטח מיקרוביאליים הם כימיקלים ביולוגיים המיוצרים על ידי מיקרואורגניזמים כגון חיידקים, שמרים ופטריות בבתי גידול בחופים ובאזורים מזוהמים בשמן25,26.חומרים פעילי שטח וחומרי שטח ביולוגיים המופקים כימית הם שני סוגים המתקבלים ישירות מהסביבה הטבעית27.חומרים ביולוגיים שונים מתקבלים מבתי גידול ימיים28,29.לכן, מדענים מחפשים טכנולוגיות חדשות לייצור חומרים ביולוגיים המבוססים על חיידקים טבעיים30,31.ההתקדמות במחקר כזה מוכיחה את החשיבות של תרכובות ביולוגיות אלה להגנה על הסביבה32.Bacillus, Pseudomonas, Rhodococcus, Alcaligenes, Corynebacterium וסוגי החיידקים הללו הם נציגים שנחקרו היטב23,33.
ישנם סוגים רבים של חומרים ביולוגיים עם מגוון רחב של יישומים34.יתרון משמעותי של תרכובות אלו הוא שלחלקן פעילות אנטיבקטריאלית, קוטל זחלים וקוטלת חרקים.המשמעות היא שניתן להשתמש בהם בתעשיות החקלאות, הכימיות, התרופות והקוסמטיקה35,36,37,38.מכיוון שחומרי שטח ביולוגיים הם בדרך כלל מתכלים ומועילים לסביבה, הם משמשים בתוכניות ניהול מזיקים משולבות להגנה על יבולים39.לפיכך, הושג ידע בסיסי על פעילות קוטל הזחלים והאנטיטרמיטים של חומרים ביולוגיים מיקרוביאליים המיוצרים על ידי Enterobacter cloacae SJ2.בדקנו תמותה ושינויים היסטולוגיים כאשר נחשפו לריכוזים שונים של חומרים ביולוגיים של רמנוליפידים.בנוסף, הערכנו את תוכנית המחשב Quantitative Structure-Activity (QSAR) בשימוש נרחב (ECOSAR) כדי לקבוע רעילות חריפה עבור מיקרו-אצות, דפניות ודגים.
במחקר זה, נבדקה פעילות האנטי-טרמיטים (רעילות) של חומרים ביולוגיים מטוהרים בריכוזים שונים הנעים בין 30 ל-50 מ"ג/מ"ל (במרווחים של 5 מ"ג/מ"ל) כנגד טרמיטים הודיים, O. obesus ומין רביעי.זחלים של אינסטאר Cx.זחלים של יתושים quinquefasciatus.ריכוזי Biosurfactant LC50 במשך 48 שעות נגד O. obesus ו-Cx.C. solanacearum.זחלי יתושים זוהו באמצעות שיטת התאמת עקומת רגרסיה לא ליניארית.התוצאות הראו שתמותת טרמיטים עלתה עם הגדלת ריכוז חומרים ביולוגיים.התוצאות הראו שלחומר הביולוגי היה פעילות קוטל זחל (איור 1) ופעילות אנטי-טרמיטית (איור 2), עם ערכי LC50 של 48 שעות (95% CI) של 26.49 מ"ג/ליטר (25.40 עד 27.57) ו-33.43 מ"ג/ l (איור 31.09 עד 35.68), בהתאמה (טבלה 1).במונחים של רעילות חריפה (48 שעות), חומר השטח הביולוגי מסווג כ"מזיק" לאורגניזמים שנבדקו.החומר הביולוגי המיוצר במחקר זה הראה פעילות קוטל זחלים מצוינת עם 100% תמותה תוך 24-48 שעות מרגע החשיפה.
חשב את ערך LC50 עבור פעילות קוטל זחלים.התאמת עקומת רגרסיה לא לינארית (קו מלא) ורווח סמך של 95% (אזור מוצל) לתמותה יחסית (%).
חשב את ערך LC50 עבור פעילות אנטי טרמיטים.התאמת עקומת רגרסיה לא לינארית (קו מלא) ורווח סמך של 95% (אזור מוצל) לתמותה יחסית (%).
בסוף הניסוי נצפו שינויים מורפולוגיים וחריגות תחת המיקרוסקופ.שינויים מורפולוגיים נצפו בקבוצת הביקורת והמטופלים בהגדלה של פי 40.כפי שמוצג באיור 3, פגיעה בגדילה התרחשה ברוב הזחלים שטופלו בחומרים ביולוגיים.איור 3a מציג Cx רגיל.quinquefasciatus, איור 3b מציג Cx חריג.גורם לחמישה זחלי נמטודות.
השפעת מינונים תת קטלניים (LC50) של חומרים ביולוגיים על התפתחות זחלי Culex quinquefasciatus.תמונת מיקרוסקופ אור (א) של Cx רגיל בהגדלה של 40×.quinquefasciatus (ב) Cx חריג.גורם לחמישה זחלי נמטודות.
במחקר הנוכחי, בדיקה היסטולוגית של זחלים מטופלים (איור 4) וטרמיטים (איור 5) גילתה מספר חריגות, כולל הפחתה באזור הבטן ופגיעה בשרירים, בשכבות האפיתל ובעור.אמצע המעי.היסטולוגיה חשפה את מנגנון הפעילות המעכבת של החומר הביולוגי המשמש במחקר זה.
היסטופתולוגיה של זחלי Cx בשלב 4 רגילים שאינם מטופלים.זחלי quinquefasciatus (בקרה: (a,b)) ומטופלים ב-biosurfactant (טיפול: (c,d)).חיצים מצביעים על אפיתל מעי (epi), גרעינים (n) ושריר (mu) מטופלים.סרגל = 50 מיקרומטר.
היסטופתולוגיה של O. obesus רגיל ללא טיפול (בקרה: (a,b)) ו-biosurfactant שטופלו (טיפול: (c,d)).חיצים מציינים אפיתל מעי (epi) ושריר (mu), בהתאמה.סרגל = 50 מיקרומטר.
במחקר זה, נעשה שימוש ב-ECOSAR כדי לחזות את הרעילות החריפה של מוצרי rhamnolipid biosurfactant ליצרנים ראשוניים (אצות ירוקות), צרכנים ראשוניים (פשפשי מים) וצרכנים משניים (דגים).תוכנית זו משתמשת במודלים מתוחכמים של תרכובות מבנה-פעילות כדי להעריך רעילות על סמך מבנה מולקולרי.המודל משתמש בתוכנת מבנה פעילות (SAR) כדי לחשב את הרעילות החריפה וארוכת הטווח של חומרים למיניים.באופן ספציפי, טבלה 2 מסכמת את הריכוזים הממוצעים הקטלניים המשוערים (LC50) ואת הריכוזים האפקטיביים הממוצעים (EC50) עבור מספר מינים.חשד לרעילות סווגה לארבע רמות באמצעות השיטה הגלובלית הרמונית של סיווג ותיוג של כימיקלים (טבלה 3).
שליטה במחלות הנישאות וקטוריות, במיוחד זני יתושים ויתושי Aedes.מצרים, עכשיו עבודה קשה 40,41,42,43,44,45,46.למרות שכמה חומרי הדברה זמינים מבחינה כימית, כגון פירטרואידים ופוספטים אורגניים, מועילים במידה מסוימת, הם מהווים סיכונים משמעותיים לבריאות האדם, כולל סוכרת, הפרעות ברבייה, הפרעות נוירולוגיות, סרטן ומחלות בדרכי הנשימה.יתר על כן, עם הזמן, חרקים אלה יכולים להיות עמידים בפניהם13,43,48.לפיכך, אמצעי הדברה ביולוגיים יעילים וידידותיים לסביבה יהפכו לשיטה פופולרית יותר להדברת יתושים49,50.Benelli51 הציעו ששליטה מוקדמת בוקטורי יתושים תהיה יעילה יותר באזורים עירוניים, אך הם לא המליצו על שימוש בקוטלי זחלים באזורים כפריים52.Tom et al 53 גם הציעו שהדברת יתושים בשלבים הבוסריים שלהם תהיה אסטרטגיה בטוחה ופשוטה מכיוון שהם רגישים יותר לחומרי הדברה 54 .
ייצור חומרי שטח ביולוגיים על ידי זן חזק (Enterobacter cloacae SJ2) הראה יעילות עקבית ומבטיחה.המחקר הקודם שלנו דיווח כי Enterobacter cloacae SJ2 מייעל את ייצור חומרי השטח הביולוגיים באמצעות פרמטרים פיזיקוכימיים26.על פי המחקר שלהם, התנאים האופטימליים לייצור חומרי שטח ביולוגיים על ידי בידוד פוטנציאלי של E. cloacae היו דגירה של 36 שעות, ערבול ב-150 סל"ד, pH 7.5, 37 מעלות צלזיוס, מליחות 1 ppt, 2% גלוקוז כמקור פחמן, 1% שמרים. .התמצית שימשה כמקור חנקן להשגת 2.61 גרם/ליטר חומר ביולוגי-שטחי.בנוסף, חומרי השטח הביולוגיים אופיינו באמצעות TLC, FTIR ו-MALDI-TOF-MS.זה אישר כי rhamnolipid הוא חומר ביולוגי.חומרים ביולוגיים גליקוליפידים הם הכיתה הנחקרת ביותר של סוגים אחרים של חומרים ביולוגיים55.הם מורכבים מחלקי פחמימות ושומנים, בעיקר שרשראות חומצות שומן.מבין הגליקוליפידים, הנציגים העיקריים הם rhamnolipid ו- sophorolipid56.רמנוליפידים מכילים שני חלקי רמנוזה המקושרים לחומצה מונו- או די-β-הידרוקסידקאנו 57.השימוש ברמנוליפידים בתעשיות הרפואה והתרופות מבוסס היטב 58 , בנוסף לשימושם האחרון כחומרי הדברה 59 .
האינטראקציה של חומר השטח הביולוגי עם האזור ההידרופובי של סיפון הנשימה מאפשרת למים לעבור בחלל הסטומטלי שלו, ובכך להגביר את המגע של הזחלים עם הסביבה המימית.נוכחות של חומרים ביולוגיים משפיעה גם על קנה הנשימה שאורכו קרוב לפני השטח, מה שמקל על הזחלים לזחול אל פני השטח ולנשום.כתוצאה מכך, מתח הפנים של המים יורד.מכיוון שהזחלים אינם יכולים להיצמד אל פני המים, הם נופלים לתחתית המיכל, משבשים את הלחץ ההידרוסטטי, וכתוצאה מכך הוצאת אנרגיה מוגזמת ומוות בטביעה38,60.תוצאות דומות התקבלו על ידי Ghribi61, שבו חומר ביולוגי המיוצר על ידי Bacillus subtilis הפגין פעילות קוטל זחלים נגד Ephestia kuehniella.באופן דומה, הפעילות קוטל הזחלים של Cx.Das ו-Mukherjee23 העריכו גם את ההשפעה של ליפופפטידים מחזוריים על זחלי quinquefasciatus.
התוצאות של מחקר זה נוגעות לפעילות קוטל הזחלים של חומרים ביולוגיים של רמנוליפידים נגד Cx.הרג של יתושי quinquefasciatus עולה בקנה אחד עם תוצאות שפורסמו בעבר.לדוגמה, נעשה שימוש בחומרים ביולוגיים על בסיס סורפקטין המיוצרים על ידי חיידקים שונים מהסוג Bacillus.ו-Pseudomonas spp.כמה דיווחים מוקדמים64,65,66 דיווחו על פעילות הורגת זחלים של חומרים ביולוגיים של ליפופפטידים מ-Bacillus subtilis23.Deepali et al.63 מצא כי ל-rhamnolipid bio-surfactant שבודד מ-Stenotropomonas maltophilia היה פעילות חזקה של קוטל זחלים בריכוז של 10 מ"ג/ליטר.סילבה וחב'.67 דיווחו על פעילות קוטל הזחלים של חומר ביולוגי-שטח rhamnolipid נגד Ae בריכוז של 1 גרם/ליטר.Aedes aegypti.Kanakdande et al.68 דיווחו כי חומרים ביולוגיים של ליפופפטידים המיוצרים על ידי Bacillus subtilis גרמו לתמותה כוללת בזחלי Culex ובטרמיטים עם החלק הליפופילי של אקליפטוס.באופן דומה, Masendra et al.69 דיווחו על תמותה של נמלים עובדות (Cryptotermes cynocephalus Light.) של 61.7% בשברי n-hexane ו-EtOAc הליפופיליים של תמצית גולמית של E..
Parthipan וחב' 70 דיווחו על שימוש קוטלי חרקים בחומרים ביולוגיים של ליפופפטידים המיוצרים על ידי Bacillus subtilis A1 ו- Pseudomonas stutzeri NA3 נגד Anopheles Stephensi, וקטור של טפיל המלריה Plasmodium.הם הבחינו כי זחלים וגלמים שרדו זמן רב יותר, היו להם תקופות ביציות קצרות יותר, היו סטריליים ואורך חיים קצר יותר כאשר טופלו בריכוזים שונים של חומרים ביולוגיים.ערכי LC50 שנצפו של B. subtilis biosurfactant A1 היו 3.58, 4.92, 5.37, 7.10 ו-7.99 מ"ג/ליטר עבור מצבי זחל שונים (כלומר זחלים I, II, III, IV וגלמים בשלב) בהתאמה.לשם השוואה, חומרי שטח ביולוגיים לשלבי הזחל I-IV ושלבי הגולם של Pseudomonas stutzeri NA3 היו 2.61, 3.68, 4.48, 5.55 ו-6.99 מ"ג/ליטר, בהתאמה.הפנוולוגיה המאוחרת של זחלים וגלמים שורדים נחשבת תוצאה של הפרעות פיזיולוגיות ומטבוליות משמעותיות הנגרמות על ידי טיפולים בקוטלי חרקים71.
Wickerhamomyces anomalus זן CCMA 0358 מייצר חומר ביולוגי בעל 100% פעילות קוטל זחלים נגד יתושי Aedes.מרווח 24 שעות של aegypti 38 היה גבוה יותר ממה שדווח על ידי Silva et al.הוכח כי חומר ביולוגי המיוצר מ-Pseudomonas aeruginosa באמצעות שמן חמניות כמקור פחמן הורג 100% מהזחלים תוך 48 שעות 67 .Abinaya et al.72 ו-Pradhan et al.73 גם הדגימו את ההשפעות קוטל הזחלים או קוטלי החרקים של חומרים פעילי שטח המיוצרים על ידי כמה מבודדים מהסוג Bacillus.מחקר שפורסם בעבר על ידי Senthil-Nathan et al.מצא כי 100% מזחלי היתושים שנחשפו ללגונות צמחים צפויים למות.74.
הערכת ההשפעות התת-קטלניות של קוטלי חרקים על ביולוגיה של חרקים היא קריטית עבור תוכניות ניהול מזיקים משולבות מכיוון שמינונים/ריכוזים תת-קטליים אינם הורגים חרקים אך עשויים להפחית את אוכלוסיות החרקים בדורות הבאים על ידי שיבוש מאפיינים ביולוגיים10.Squeira וחב' 75 הבחינו בפעילות קוטלית מלאה של זחלים (100% תמותה) של חומר ביולוגי-שטח פעיל rhamnolipid (300 מ"ג/מ"ל) כאשר נבדק בריכוזים שונים שנעו בין 50 ל-300 מ"ג/מ"ל.שלב הזחל של זני Aedes aegypti.הם ניתחו את ההשפעות של זמן עד מוות וריכוזים תת קטלניים על הישרדות הזחלים ופעילות השחייה.בנוסף, הם הבחינו בירידה במהירות השחייה לאחר 24-48 שעות של חשיפה לריכוזים תת קטלניים של חומרים ביולוגיים (לדוגמה, 50 מ"ג/מ"ל ו-100 מ"ג/מ"ל).רעלים בעלי תפקידים תת-קטליים מבטיחים נחשבים יעילים יותר בגרימת נזק רב למזיקים חשופים76.
תצפיות היסטולוגיות של התוצאות שלנו מצביעות על כך שחומרי שטח ביולוגיים המיוצרים על ידי Enterobacter cloacae SJ2 משנים באופן משמעותי את הרקמות של זחלי יתושים (Cx. quinquefasciatus) וטרמיטים (O. obesus).חריגות דומות נגרמו על ידי תכשירים של שמן בזיליקום ב-An.gambiaes.s ו-An.arabica תוארו על ידי Ochola77.Kamaraj et al.78 גם תיארו את אותן חריגות מורפולוגיות ב-An.הזחלים של סטפני נחשפו לננו-חלקיקי זהב.Vasantha-Srinivasan et al.79 גם דיווחו ששמן אתרי ארנק רועים פגע קשות בשכבות החדר והאפיתל של Aedes albopictus.Aedes aegypti.Raghavendran וחב' דיווחו כי זחלי יתושים טופלו בתמצית תפטיר של 500 מ"ג/מ"ל של פטריית פניציליום מקומית.Ae מראים נזק היסטולוגי חמור.aegypti ו-Cx.שיעור תמותה 80. בעבר, Abinaya et al.נחקרו זחלים בשלב הרביעי של An.סטפנסי ואי.aegypti מצאה שינויים היסטולוגיים רבים ב-Aedes aegypti שטופלה ב-B. licheniformis exopolysaccharides, כולל מעי גס בקיבה, ניוון שרירים, נזק וחוסר ארגון של גרעיני חבל העצבים72.לפי Raghavendran וחב', לאחר טיפול בתמצית P. daleae mycelial, תאי המעי האמצעיים של יתושים שנבדקו (זחלים בשלב 4) הראו נפיחות של לומן המעי, ירידה בתכולה הבין-תאית וניוון גרעיני81.אותם שינויים היסטולוגיים נצפו בזחלי יתושים שטופלו בתמצית עלי אכינצאה, מה שמצביע על פוטנציאל קוטל החרקים של התרכובות המטופלות50.
השימוש בתוכנת ECOSAR זכה להכרה בינלאומית82.מחקרים עדכניים מצביעים על כך שהרעילות החריפה של חומרי השטח הביולוגיים של ECOSAR למיקרו-אצות (C. vulgaris), דגים ופשפשי מים (D. magna) נופלת בקטגוריית "רעילות" שהוגדרה על ידי האו"ם83.מודל הרעילות האקולוגית של ECOSAR משתמש ב-SAR וב-QSAR כדי לחזות רעילות חריפה וארוכת טווח של חומרים, והוא משמש לעתים קרובות כדי לחזות את הרעילות של מזהמים אורגניים82,84.
פרפורמלדהיד, חיץ נתרן פוספט (pH 7.4) וכל הכימיקלים האחרים ששימשו במחקר זה נרכשו ממעבדות HiMedia, הודו.
ייצור חומרי שטח ביולוגיים בוצע בצלוחיות של 500 מ"ל Erlenmeyer המכילות 200 מ"ל של מדיום Bushnell Haas סטרילי בתוספת שמן גולמי של 1% כמקור הפחמן היחיד.תרבית קדם של Enterobacter cloacae SJ2 (1.4 × 104 CFU/ml) חוסן ותופחה על גבי שייקר אורביטלי ב-37°C, 200 סל"ד למשך 7 ימים.לאחר תקופת הדגירה, חומר השטח הביולוגי חולץ על ידי צנטריפוגה של מדיום התרבות ב-3400×g למשך 20 דקות ב-4 מעלות צלזיוס והסופרנטנט שנוצר שימש למטרות סקר.הליכי האופטימיזציה והאפיון של חומרים ביולוגיים אומצו מהמחקר הקודם שלנו26.
זחלי Culex quinquefasciatus התקבלו מהמרכז למחקר מתקדם בביולוגיה ימית (CAS), Palanchipetai, Tamil Nadu (הודו).הזחלים גודלו במיכלי פלסטיק מלאים במים מופחתים בטמפרטורה של 27 ± 2 מעלות צלזיוס ובתקופת צילום של 12:12 (אור: כהה).זחלי יתושים הוזנו בתמיסת גלוקוז של 10%.
זחלי Culex quinquefasciatus נמצאו בבורות ספיגה פתוחים ובלתי מוגנים.השתמש בהנחיות סיווג סטנדרטיות כדי לזהות ולטפח זחלים במעבדה85.ניסויים בהדברת זחלים בוצעו בהתאם להמלצות ארגון הבריאות העולמי 86 .ש.ש.זחלים בשלב הרביעי של quinquefasciatus נאספו בצינורות סגורים בקבוצות של 25 מ"ל ו-50 מ"ל עם מרווח אוויר של שני שליש מהקיבולת שלהם.חומר ביולוגי (0-50 מ"ג/מ"ל) הוסף לכל צינור בנפרד ואוחסן ב-25 מעלות צלזיוס.צינור הבקרה השתמש רק במים מזוקקים (50 מ"ל).זחלים מתים נחשבו לאלו שלא הראו סימני שחייה במהלך תקופת הדגירה (12-48 שעות) 87 .חשב את אחוז התמותה של הזחלים באמצעות המשוואה.(1)88.
משפחת ה-Odontotermitidae כוללת את הטרמיט ההודי Odontotermes obesus, המצוי בבולי עץ רקובים בקמפוס החקלאי (אוניברסיטת אנמאלאי, הודו).בדוק את חומר השטח הביולוגי הזה (0-50 מ"ג/מ"ל) באמצעות נהלים רגילים כדי לקבוע אם הוא מזיק.לאחר ייבוש בזרימת אוויר למינרית במשך 30 דקות, כל רצועה של נייר Whatman צופה בחומר ביולוגי בריכוז של 30, 40 או 50 מ"ג/מ"ל.נבדקו והשוו רצועות נייר מצופות מראש ולא מצופות במרכז צלחת פטרי.כל צלחת פטרי מכילה כשלושים טרמיטים פעילים O. obesus.טרמיטים בקרה ובדיקה קיבלו נייר רטוב כמקור מזון.כל הצלחות נשמרו בטמפרטורת החדר לאורך כל תקופת הדגירה.טרמיטים מתו לאחר 12, 24, 36 ו-48 שעות89,90.משוואה 1 שימשה אז כדי להעריך את אחוז התמותה של טרמיטים בריכוזים ביולוגיים שונים.(2).
הדגימות נשמרו על קרח וארוזות במיקרו-צינורות המכילים 100 מ"ל של חיץ נתרן פוספט בנפח 0.1M (pH 7.4) ונשלחו למעבדה המרכזית לפתולוגיות מים (CAPL) של מרכז ראג'יב גנדי לחקלאות מים (RGCA).מעבדת היסטולוגיה, סירקלי, מאילאדותוראי.מחוז, טאמיל נאדו, הודו לניתוח נוסף.דגימות נקבעו מיד ב-4% פרפורמלדהיד ב-37 מעלות צלזיוס למשך 48 שעות.
לאחר שלב הקיבוע, החומר נשטף שלוש פעמים עם חיץ נתרן פוספט 0.1M (pH 7.4), התייבש בשלבים באתנול והשרות בשרף LEICA למשך 7 ימים.לאחר מכן שמים את החומר בתבנית פלסטיק מלאה בשרף ופולימר, ולאחר מכן מכניסים לתנור שחומם ל-37 מעלות צלזיוס עד לפולימר מלא של הבלוק המכיל את החומר.
לאחר פילמור, הבלוקים נחתכו באמצעות מיקרוטום LEICA RM2235 (Rankin Biomedical Corporation 10,399 Enterprise Dr. Davisburg, MI 48,350, USA) לעובי של 3 מ"מ.הקטעים מקובצים על שקופיות, עם שישה קטעים בכל שקופית.השקופיות יובשו בטמפרטורת החדר, לאחר מכן נצבעו בהמטוקסילין למשך 7 דקות ונשטפו במים זורמים למשך 4 דקות.בנוסף, יש למרוח את תמיסת האאוזין על העור למשך 5 דקות ולשטוף במים זורמים למשך 5 דקות.
רעילות חריפה נחזו באמצעות אורגניזמים מימיים מרמות טרופיות שונות: דגים LC50 96 שעות, 48 שעות D. magna LC50 ואצות ירוקות EC50 96 שעות.הרעילות של חומרים ביולוגיים של רמנוליפידים לדגים ולאצות ירוקות הוערכה באמצעות תוכנת ECOSAR גרסה 2.2 עבור Windows שפותחה על ידי הסוכנות להגנת הסביבה האמריקאית.(זמין באינטרנט בכתובת https://www.epa.gov/tsca-screening-tools/ecological-struct-activity-relationships-ecosar-predictive-model).
כל הבדיקות לפעילות קוטל זחלים ואנטי-טרמיטים בוצעו בשלושה עותקים.רגרסיה לא לינארית (יומן של משתני תגובה למינון) של נתוני תמותה של זחלים וטרמיטים בוצעה כדי לחשב ריכוז קטלני חציוני (LC50) עם רווח סמך של 95%, ועקומות תגובת ריכוז נוצרו באמצעות Prism® (גרסה 8.0, GraphPad Software) Inc., ארה"ב) 84, 91.
המחקר הנוכחי חושף את הפוטנציאל של חומרים ביולוגיים מיקרוביאליים המיוצרים על ידי Enterobacter cloacae SJ2 כחומרי קוטל זחלים ואנטי-טרמיטים של יתושים, ועבודה זו תתרום להבנה טובה יותר של מנגנוני הפעולה של קוטל זחלים ואנטי-טרמיטים.מחקרים היסטולוגיים של זחלים שטופלו בחומרים ביולוגיים הראו נזקים למערכת העיכול, למעי הביניים, לקליפת המוח ולהיפרפלזיה של תאי אפיתל מעיים.תוצאות: הערכה טוקסיקולוגית של הפעילות האנטי-טרמיטית וקוטל הזחלים של חומר ביולוגי-שטח rhamnolipid המיוצר על ידי Enterobacter cloacae SJ2 גילתה כי מבודד זה הוא חומר ביו-הדברה פוטנציאלי לשליטה במחלות הנישאות וקטוריות של יתושים (Cx quinquefasciatus) וטרמיטים.יש צורך להבין את הרעילות הסביבתית הבסיסית של חומרים ביולוגיים וההשפעות הסביבתיות הפוטנציאליות שלהם.מחקר זה מספק בסיס מדעי להערכת הסיכון הסביבתי של חומרים ביולוגיים.
זמן פרסום: 09-09-2024