L-użu mifrux ta 'pestiċidi sintetiċi wassal għal ħafna problemi, inkluż l-emerġenza ta' organiżmi reżistenti, degradazzjoni ambjentali u ħsara lis-saħħa tal-bniedem.Għalhekk, pestiċidi mikrobjali ġodda li huma sikuri għas-saħħa tal-bniedem u għall-ambjent huma meħtieġa b'mod urġenti.F'dan l-istudju, il-bijosurfactant rhamnolipid prodott minn Enterobacter cloacae SJ2 intuża biex jevalwaw it-tossiċità għal larva tan-nemus (Culex quinquefasciatus) u termite (Odontotermes obesus).Ir-riżultati wrew li kien hemm rata ta' mortalità dipendenti mid-doża bejn it-trattamenti.Il-valur LC50 (50% konċentrazzjoni letali) fi 48 siegħa għal bijosurfactants tal-larva tat-termite u tan-nemus ġie determinat bl-użu ta 'metodu ta' twaħħil ta 'kurva ta' rigressjoni mhux lineari.Ir-riżultati wrew li l-valuri LC50 ta’ 48 siegħa (intervall ta’ kunfidenza ta’ 95%) tal-attività larviċida u antitermite tal-bijosurfactant kienu 26.49 mg/L (medda 25.40 sa 27.57) u 33.43 mg/L (medda 31.09 sa 35.68) rispettivament.Skont eżami istopatoloġiku, it-trattament b'bijosurfactants ikkawża ħsara severa lit-tessuti tal-organelli ta 'larva u termites.Ir-riżultati ta 'dan l-istudju jindikaw li l-bijosurfactant mikrobjali prodott minn Enterobacter cloacae SJ2 huwa għodda eċċellenti u potenzjalment effettiva għall-kontroll Cx.quinquefasciatus u O. obesus.
Il-pajjiżi tropikali jesperjenzaw numru kbir ta’ mard li jinġarr min-nemus1.Ir-rilevanza tal-mard li jinġarr min-nemus hija mifruxa.Aktar minn 400,000 persuna jmutu mill-malarja kull sena, u xi bliet ewlenin qed jesperjenzaw epidemiji ta’ mard serju bħal dengue, deni isfar, chikungunya u Zika.2 Il-mard li jinġarr mill-vettur huwa assoċjat ma’ waħda minn kull sitt infezzjonijiet madwar id-dinja, bin-nemus li jikkawżaw l-aktar. każijiet sinifikanti3,4.Culex, Anopheles u Aedes huma t-tliet ġeneri tan-nemus l-aktar assoċjati mat-trażmissjoni tal-mard5.Il-prevalenza tad-deni dengue, infezzjoni trażmessa min-nemus Aedes aegypti, żdiedet matul l-aħħar għaxar snin u toħloq theddida sinifikanti għas-saħħa pubblika4,7,8.Skont l-Organizzazzjoni Dinjija tas-Saħħa (WHO), aktar minn 40% tal-popolazzjoni tad-dinja tinsab f'riskju ta' deni dengue, b'50–100 miljun każ ġdid iseħħu kull sena f'aktar minn 100 pajjiż9,10,11.Id-deni dengue sar problema ewlenija tas-saħħa pubblika peress li l-inċidenza tiegħu żdiedet madwar id-dinja12,13,14.Anopheles gambiae, komunement magħruf bħala n-nemus Anopheles Afrikan, huwa l-aktar vettur importanti tal-malarja umana fir-reġjuni tropikali u subtropikali15.Il-virus tan-Nil tal-Punent, l-enċefalite ta 'St. Louis, l-enċefalite Ġappuniża, u l-infezzjonijiet virali taż-żwiemel u l-għasafar huma trażmessi minn nemus Culex, spiss imsejħa nemus tad-dar komuni.Barra minn hekk, huma wkoll trasportaturi ta’ mard batterjali u parassitiku16.Hemm aktar minn 3,000 speċi ta’ termites fid-dinja, u ilhom jeżistu għal aktar minn 150 miljun sena17.Il-biċċa l-kbira tal-pesti jgħixu fil-ħamrija u jieklu minn injam u prodotti tal-injam li fihom iċ-ċelluloża.It-termite Indjan Odontotermes obesus huwa pesti importanti li jikkawża ħsara serja lill-uċuħ importanti u siġar tal-pjantaġġuni18.Fiż-żoni agrikoli, l-infestazzjonijiet tat-termite f’diversi stadji jistgħu jikkawżaw ħsara ekonomika enormi lil diversi uċuħ tar-raba’, speċi ta’ siġar u materjali tal-bini.It-termites jistgħu wkoll jikkawżaw problemi tas-saħħa tal-bniedem19.
Il-kwistjoni tar-reżistenza minn mikro-organiżmi u pesti fl-oqsma farmaċewtiċi u agrikoli tal-lum hija kumplessa20,21.Għalhekk, iż-żewġ kumpaniji għandhom ifittxu antimikrobiċi ġodda kost-effettivi u bijopestiċidi sikuri.Il-pestiċidi sintetiċi issa huma disponibbli u ntwera li huma infettivi u jirripellaw insetti ta’ benefiċċju mhux fil-mira22.F'dawn l-aħħar snin, ir-riċerka dwar il-bijosurfactants espandiet minħabba l-applikazzjoni tagħhom f'diversi industriji.Il-bijosurfactants huma utli ħafna u vitali fl-agrikoltura, ir-rimedjazzjoni tal-ħamrija, l-estrazzjoni taż-żejt mhux raffinat, it-tneħħija tal-batterji u l-insetti, u l-ipproċessar tal-ikel23,24.Il-bijosurfactants jew is-surfactants mikrobiċi huma kimiċi biosurfactant prodotti minn mikro-organiżmi bħal batterji, ħmira u fungi f'ħabitats kostali u żoni kkontaminati biż-żejt25,26.Surfactants u biosurfactants derivati kimikament huma żewġ tipi li jinkisbu direttament mill-ambjent naturali27.Diversi bijosurfactants jinkisbu mill-ħabitats tal-baħar28,29.Għalhekk, ix-xjenzati qed ifittxu teknoloġiji ġodda għall-produzzjoni ta 'bijosurfactants ibbażati fuq batterji naturali30,31.Avvanzi f'riċerka bħal din juru l-importanza ta' dawn il-komposti bijoloġiċi għall-protezzjoni ambjentali32.Bacillus, Pseudomonas, Rhodococcus, Alcaligenes, Corynebacterium u dawn il-ġeneri batterjali huma rappreżentanti studjati sew23,33.
Hemm ħafna tipi ta’ bijosurfactants b’firxa wiesgħa ta’ applikazzjonijiet34.Vantaġġ sinifikanti ta 'dawn il-komposti huwa li xi wħud minnhom għandhom attività antibatterika, larviċida u insettiċida.Dan ifisser li jistgħu jintużaw fl-industriji agrikoli, kimiċi, farmaċewtiċi u kosmetiċi35,36,37,38.Minħabba li l-bijosurfactants huma ġeneralment bijodegradabbli u ta’ benefiċċju għall-ambjent, jintużaw fi programmi ta’ ġestjoni integrata tal-pesti biex jipproteġu l-uċuħ tar-raba’39.Għalhekk, inkiseb għarfien bażiku dwar l-attività larviċida u antitermite tal-bijosurfactants mikrobiċi prodotti minn Enterobacter cloacae SJ2.Aħna eżaminajna l-mortalità u l-bidliet istoloġiċi meta esposti għal konċentrazzjonijiet differenti ta 'bijosurfactants rhamnolipid.Barra minn hekk, aħna evalwaw il-programm tal-kompjuter ta 'Struttura-Attività Kwantitattiva (QSAR) użat b'mod wiesa' biex tiddetermina t-tossiċità akuta għal mikroalka, daphnia u ħut.
F'dan l-istudju, l-attività antitermite (tossiċità) ta 'bijosurfactants purifikati f'konċentrazzjonijiet varji li jvarjaw minn 30 sa 50 mg / ml (f'intervalli ta' 5 mg / ml) ġiet ittestjata kontra termites Indjani, O. obesus u r-raba 'speċi ) Evalwa.Larva ta' stadju Cx.Larva tan-nemus quinquefasciatus.Konċentrazzjonijiet ta 'Biosurfactant LC50 fuq 48 siegħa kontra O. obesus u Cx.C. solanacearum.Il-larva tan-nemus ġew identifikati bl-użu ta 'metodu ta' twaħħil tal-kurva ta 'rigressjoni mhux lineari.Ir-riżultati wrew li l-mortalità tat-termite żdiedet maż-żieda fil-konċentrazzjoni tal-bijosurfactant.Ir-riżultati wrew li l-bijosurfactant kellu attività larviċida (Figura 1) u attività kontra t-termite (Figura 2), b'valuri LC50 ta' 48 siegħa (95% CI) ta' 26.49 mg/L (25.40 sa 27.57) u 33.43 mg/ l (Fig. 31.09 sa 35.68), rispettivament (Tabella 1).F'termini ta' tossiċità akuta (48 siegħa), il-bijosurfactant huwa kklassifikat bħala "ta' ħsara" għall-organiżmi ttestjati.Il-bijosurfactant prodott f'dan l-istudju wera attività larviċida eċċellenti b'mortalità ta' 100% fi żmien 24-48 siegħa mill-espożizzjoni.
Ikkalkula l-valur LC50 għall-attività larviċida.Twaħħil tal-kurva tar-rigressjoni mhux lineari (linja solida) u intervall ta 'kunfidenza ta' 95% (żona skura) għal mortalità relattiva (%).
Ikkalkula l-valur LC50 għall-attività kontra t-termites.Twaħħil tal-kurva tar-rigressjoni mhux lineari (linja solida) u intervall ta 'kunfidenza ta' 95% (żona skura) għal mortalità relattiva (%).
Fl-aħħar tal-esperiment, ġew osservati bidliet morfoloġiċi u anomaliji taħt il-mikroskopju.Bidliet morfoloġiċi ġew osservati fil-gruppi ta 'kontroll u ttrattati b'ingrandiment ta' 40x.Kif muri fil-Figura 3, indeboliment tat-tkabbir seħħ fil-maġġoranza tal-larva ttrattati b'bijosurfactants.Figura 3a turi Cx normali.quinquefasciatus, Figura 3b turi Cx anomali.Jikkawża ħames larva ta 'nematodi.
Effett ta 'dożi subletali (LC50) ta' bijosurfactants fuq l-iżvilupp ta 'larva ta' Culex quinquefasciatus.Immaġini ta' mikroskopija tad-dawl (a) ta' Cx normali b'ingrandiment ta' 40×.quinquefasciatus (b) Cx anormali.Jikkawża ħames larva ta 'nematodi.
Fl-istudju preżenti, eżami istoloġiku ta 'larva ttrattati (Fig. 4) u termites (Fig. 5) wera diversi anormalitajiet, inkluż tnaqqis fiż-żona addominali u ħsara lill-muskoli, saffi epiteljali u ġilda.midgut.L-istoloġija wriet il-mekkaniżmu ta 'attività inibitorja tal-bijosurfactant użat f'dan l-istudju.
L-istopatoloġija ta' larva normali Cx tar-4 stadju mhux ittrattat.quinquefasciatus larvae (kontroll: (a,b)) u ttrattati b'bijosurfactant (trattament: (c,d)).Il-vleġeġ jindikaw epitelju intestinali trattat (epi), nuklei (n), u muskolu (mu).Bar = 50 µm.
Istopatoloġija ta' O. obesus normali mhux ittrattat (kontroll: (a,b)) u trattat b'bijosurfactant (trattament: (c,d)).Il-vleġeġ jindikaw epitelju intestinali (epi) u muskolu (mu), rispettivament.Bar = 50 µm.
F'dan l-istudju, ECOSAR intuża biex ibassar it-tossiċità akuta tal-prodotti tal-bijosurfactant rhamnolipid lill-produtturi primarji (alka ħadra), konsumaturi primarji (briegħed tal-ilma) u konsumaturi sekondarji (ħut).Dan il-programm juża mudelli ta' komposti kwantitattivi ta' struttura-attività sofistikati biex jevalwa t-tossiċità bbażata fuq struttura molekulari.Il-mudell juża softwer tal-attività tal-istruttura (SAR) biex jikkalkula t-tossiċità akuta u fit-tul tas-sustanzi għall-ispeċijiet akkwatiċi.Speċifikament, it-Tabella 2 tiġbor fil-qosor il-konċentrazzjonijiet letali medji stmati (LC50) u l-konċentrazzjonijiet effettivi medji (EC50) għal bosta speċi.It-tossiċità suspettata ġiet kategorizzata f'erba' livelli bl-użu tas-Sistema Globalment Armonizzata ta' Klassifikazzjoni u Tikkettjar ta' Sustanzi Kimiċi (Tabella 3).
Kontroll ta 'mard li jinġarr mill-vettur, speċjalment razez ta' nemus u nemus Aedes.Eġizzjani, issa xogħol diffiċli 40,41,42,43,44,45,46.Għalkemm xi pestiċidi disponibbli kimikament, bħal piretrojdi u organofosfati, huma kemmxejn ta 'benefiċċju, huma joħolqu riskji sinifikanti għas-saħħa tal-bniedem, inklużi dijabete, disturbi riproduttivi, disturbi newroloġiċi, kanċer u mard respiratorju.Barra minn hekk, maż-żmien, dawn l-insetti jistgħu jsiru reżistenti għalihom13,43,48.Għalhekk, miżuri ta 'kontroll bijoloġiku effettivi u favur l-ambjent se jsiru metodu aktar popolari ta' kontroll tan-nemus49,50.Benelli51 issuġġerixxa li l-kontroll bikri ta' vettori tan-nemus ikun aktar effettiv f'żoni urbani, iżda ma rrakkomandawx l-użu ta' larviċidi f'żoni rurali52.Tom et al 53 issuġġerixxa wkoll li l-kontroll tan-nemus fl-istadji immaturi tagħhom ikun strateġija sigura u sempliċi minħabba li huma aktar sensittivi għall-aġenti tal-kontroll 54 .
Il-produzzjoni tal-bijosurfactant minn razza qawwija (Enterobacter cloacae SJ2) wriet effikaċja konsistenti u promettenti.L-istudju preċedenti tagħna rrapporta li Enterobacter cloacae SJ2 jottimizza l-produzzjoni tal-bijosurfactant billi juża parametri fiżikokimiċi26.Skont l-istudju tagħhom, l-aħjar kundizzjonijiet għall-produzzjoni tal-bijosurfactant minn iżolat potenzjali ta’ E. cloacae kienu inkubazzjoni għal 36 siegħa, aġitazzjoni f’150 rpm, pH 7.5, 37 °C, salinità 1 ppt, 2% glukożju bħala sors tal-karbonju, 1% ħmira .l-estratt intuża bħala sors ta 'nitroġenu biex jikseb 2.61 g/L biosurfactant.Barra minn hekk, il-bijosurfactants ġew ikkaratterizzati bl-użu ta 'TLC, FTIR u MALDI-TOF-MS.Dan ikkonferma li rhamnolipid huwa bijosurfactant.Il-bijosurfactants glikolipidi huma l-klassi l-aktar studjata b'mod intensiv ta' tipi oħra ta' bijosurfactants55.Huma jikkonsistu f'partijiet ta 'karboidrati u lipidi, prinċipalment ktajjen ta' aċidu xaħmi.Fost il-glikolipidi, ir-rappreżentanti ewlenin huma rhamnolipid u sophorolipid56.Ir-ramnolipidi fihom żewġ porzjonijiet tar-ramnose marbuta ma' aċidu mono- jew di-β-hydroxydecanoic 57 .L-użu tar-ramnolipidi fl-industriji mediċi u farmaċewtiċi huwa stabbilit sew 58 , minbarra l-użu riċenti tagħhom bħala pestiċidi 59 .
L-interazzjoni tal-bijosurfactant mar-reġjun idrofobiku tas-sifun respiratorju tippermetti li l-ilma jgħaddi mill-kavità stomatika tiegħu, u b'hekk iżid il-kuntatt tal-larva mal-ambjent akkwatiku.Il-preżenza ta 'bijosurfactants taffettwa wkoll it-trakea, li t-tul tagħha huwa qrib il-wiċċ, li jagħmilha aktar faċli għall-larva li jitkaxkru lejn il-wiċċ u jieħdu n-nifs.Bħala riżultat, it-tensjoni tal-wiċċ tal-ilma tonqos.Peress li l-larva ma tistax teħel mal-wiċċ ta 'l-ilma, jaqgħu fil-qiegħ tat-tank, u jfixklu l-pressjoni idrostatika, li jirriżultaw f'nefqa eċċessiva ta' enerġija u mewt bl-għarqa38,60.Riżultati simili nkisbu minn Ghribi61, fejn bijosurfactant prodott minn Bacillus subtilis wera attività larviċida kontra Ephestia kuehniella.Bl-istess mod, l-attività larviċida ta 'Cx.Das u Mukherjee23 vvalutaw ukoll l-effett ta 'lipopeptides ċikliċi fuq larva ta' quinquefasciatus.
Ir-riżultati ta 'dan l-istudju jikkonċernaw l-attività larviċida ta' bijosurfactants rhamnolipid kontra Cx.Il-qtil tan-nemus quinquefasciatus huwa konsistenti mar-riżultati ppubblikati qabel.Pereżempju, jintużaw bijosurfactins ibbażati fuq surfactin prodotti minn diversi batterji tal-ġeneru Bacillus.u Pseudomonas spp.Xi rapporti bikrija64,65,66 irrappurtaw attività ta 'qtil tal-larva ta' biosurfactants lipopeptide minn Bacillus subtilis23.Deepali et al.63 sabet li l-bijosurfactant rhamnolipid iżolat minn Stenotropomonas maltophilia kellu attività larviċida qawwija f'konċentrazzjoni ta' 10 mg/L.Silva et al.67 irrapporta l-attività larviċida ta' rhamnolipid biosurfactant kontra Ae f'konċentrazzjoni ta' 1 g/L.Aedes aegypti.Kanakdande et al.68 irrapporta li l-biosurfactants lipopeptide prodotti minn Bacillus subtilis ikkawżaw mortalità ġenerali f'larva ta 'Culex u termites bil-frazzjoni lipofilika ta' Eucalyptus.Bl-istess mod, Masendra et al.69 rrappurtati ħaddiem ant (Cryptotermes cynocephalus Light.) Mortalità ta '61.7% fil-frazzjonijiet lipofiliċi n -hexane u EtOAc ta' E. estratt mhux raffinat.
Parthipan et al 70 irrappurtaw l-użu insettiċida ta 'bijosurfactants lipopeptide prodotti minn Bacillus subtilis A1 u Pseudomonas stutzeri NA3 kontra Anopheles Stephensi, vettur tal-parassita tal-malarja Plasmodium.Huma osservaw li l-larva u l-pupae baqgħu ħajjin itwal, kellhom perjodi iqsar tal-ovipożizzjoni, kienu sterili, u kellhom ħajja iqsar meta ttrattati b'konċentrazzjonijiet differenti ta 'bijosurfactants.Il-valuri LC50 osservati ta 'B. subtilis biosurfactant A1 kienu 3.58, 4.92, 5.37, 7.10 u 7.99 mg/L għal stati larvali differenti (jiġifieri larva I, II, III, IV u stadju pupae) rispettivament.B'paragun, il-bijosurfactants għall-istadji larvali I-IV u l-istadji pupali ta 'Pseudomonas stutzeri NA3 kienu 2.61, 3.68, 4.48, 5.55 u 6.99 mg/L, rispettivament.Il-fenoloġija mdewma tal-larva u pupa li jibqgħu ħajjin hija maħsuba li hija r-riżultat ta’ disturbi fiżjoloġiċi u metaboliċi sinifikanti kkawżati minn trattamenti insettiċidi71.
Ir-razza tal-Wickerhamomyces anomalus CCMA 0358 tipproduċi bijosurfactant b'attività larviċida 100% kontra n-nemus Aedes.aegypti intervall ta' 24 siegħa 38 kien ogħla minn dak irrappurtat minn Silva et al.Biosurfactant prodott minn Pseudomonas aeruginosa bl-użu taż-żejt tal-ġirasol bħala sors tal-karbonju intwera li joqtol 100% tal-larva fi żmien 48 siegħa 67 .Abinaya et al.72 u Pradhan et al.73 wrew ukoll l-effetti larviċidi jew insettiċidi ta 'surfactants prodotti minn diversi iżolati tal-ġeneru Bacillus.Studju ppubblikat qabel minn Senthil-Nathan et al.sabet li 100% tal-larva tan-nemus esposti għal laguni tal-pjanti x'aktarx li jmutu.74.
Il-valutazzjoni tal-effetti subletali tal-insettiċidi fuq il-bijoloġija tal-insetti hija kritika għall-programmi ta’ ġestjoni integrata tal-pesti minħabba li dożi/konċentrazzjonijiet subletali ma joqtlux l-insetti iżda jistgħu jnaqqsu l-popolazzjonijiet tal-insetti fil-ġenerazzjonijiet futuri billi jfixklu l-karatteristiċi bijoloġiċi10.Siqueira et al 75 osservaw attività larviċida kompleta (mortalità ta' 100%) ta' biosurfactant rhamnolipid (300 mg/ml) meta ttestjat f'diversi konċentrazzjonijiet li jvarjaw minn 50 sa 300 mg/ml.Stadju tal-larva ta' razez ta' Aedes aegypti.Huma analizzaw l-effetti taż-żmien sal-mewt u l-konċentrazzjonijiet subletali fuq is-sopravivenza tal-larva u l-attività tal-għawm.Barra minn hekk, osservaw tnaqqis fil-veloċità tal-għawm wara 24-48 siegħa ta 'espożizzjoni għal konċentrazzjonijiet subletali ta' bijosurfactant (eż., 50 mg/mL u 100 mg/mL).Il-veleni li għandhom rwoli subletali promettenti huma maħsuba li huma aktar effettivi biex jikkawżaw ħsara multipla lill-pesti esposti76.
Osservazzjonijiet istoloġiċi tar-riżultati tagħna jindikaw li l-bijosurfactants prodotti minn Enterobacter cloacae SJ2 jibdlu b'mod sinifikanti t-tessuti tal-larva tan-nemus (Cx. quinquefasciatus) u termite (O. obesus).Anomaliji simili kienu kkawżati minn preparazzjonijiet taż-żejt tal-ħabaq f'An.gambiaes.s u An.arabica kienu deskritti minn Ochola77.Kamaraj et al.78 iddeskrivew ukoll l-istess anormalitajiet morfoloġiċi f'An.Il-larva ta’ Stephanie kienu esposti għal nanopartiċelli tad-deheb.Vasantha-Srinivasan et al.79 irrappurtaw ukoll li ż-żejt essenzjali tal-purse tar-ragħaj għamel ħsara kbira lill-kamra u s-saffi epiteljali ta 'Aedes albopictus.Aedes aegypti.Raghavendran et al irrappurtaw li l-larva tan-nemus ġew ittrattati b'500 mg/ml estratt miċeljali ta 'fungus Penicillium lokali.Ae juru ħsara istoloġika severa.aegypti u Cx.Rata ta 'mortalità 80. Preċedentement, Abinaya et al.Ġew studjati larva tar-raba' stadju ta' An.Stephensi u Ae.aegypti sabet bidliet istoloġiċi numerużi f'Aedes aegypti trattat b'exopolysaccharides B. licheniformis, inkluż cecum gastriku, atrofija tal-muskoli, ħsara u diżorganizzazzjoni tal-ganglia tal-korda tan-nervituri72.Skont Raghavendran et al., Wara t-trattament b'estratt miċeljali ta 'P. daleae, iċ-ċelluli midgut tan-nemus ittestjati (larva tar-4 stadju) wrew nefħa tal-lumen intestinali, tnaqqis fil-kontenut interċellulari, u deġenerazzjoni nukleari81.L-istess bidliet istoloġiċi ġew osservati fil-larva tan-nemus ittrattati bl-estratt tal-weraq tal-echinacea, li jindika l-potenzjal insettiċida tal-komposti ttrattati50.
L-użu tas-softwer ECOSAR irċieva rikonoxximent internazzjonali82.Ir-riċerka attwali tissuġġerixxi li t-tossiċità akuta tal-bijosurfactants ECOSAR għall-mikroalka (C. vulgaris), il-ħut u l-briegħed tal-ilma (D. magna) taqa’ fil-kategorija ta’ “tossiċità” definita min-Nazzjonijiet Uniti83.Il-mudell ta' ekotossiċità ECOSAR juża SAR u QSAR biex ibassar tossiċità akuta u fit-tul tas-sustanzi u ħafna drabi jintuża biex ibassar it-tossiċità ta' inkwinanti organiċi82,84.
Paraformaldehyde, sodium phosphate buffer (pH 7.4) u l-kimiċi l-oħra kollha użati f'dan l-istudju nxtraw minn HiMedia Laboratories, l-Indja.
Il-produzzjoni tal-bijosurfactant twettqet fi fliexken Erlenmeyer ta '500 mL li fihom 200 mL ta' medju Bushnell Haas sterili supplimentat b'1% żejt mhux raffinat bħala l-uniku sors tal-karbonju.Prekultura ta 'Enterobacter cloacae SJ2 (1.4 × 104 CFU/ml) ġiet imlaqqma u kkultivata fuq shaker orbitali f'37 ° C, 200 rpm għal 7 ijiem.Wara l-perjodu ta 'inkubazzjoni, il-bijosurfactant ġie estratt billi ċ-ċentrifugazzjoni tal-medja tal-kultura f'3400 × g għal 20 min f'4 ° C u s-supernatant li jirriżulta ntuża għal skopijiet ta' screening.Il-proċeduri ta 'ottimizzazzjoni u l-karatterizzazzjoni tal-bijosurfactants ġew adottati mill-istudju preċedenti tagħna26.
Il-larva ta 'Culex quinquefasciatus inkisbu miċ-Ċentru ta' Studju Avvanzat fil-Bijoloġija tal-Baħar (CAS), Palanchipetai, Tamil Nadu (Indja).Il-larva tkabbru f'kontenituri tal-plastik mimlija b'ilma dejonizzat f'27 ± 2 ° C u fotoperjodu ta '12:12 (dawl: skur).Larva tan-nemus ġew mitmugħa soluzzjoni ta '10% glukożju.
Il-larva ta’ Culex quinquefasciatus instabu f’tankijiet settiċi miftuħa u mhux protetti.Uża linji gwida ta' klassifikazzjoni standard biex tidentifika u tikkultura l-larva fil-laboratorju85.Twettqu provi larviċidi skont ir-rakkomandazzjonijiet tal-Organizzazzjoni Dinjija tas-Saħħa 86 .SH.Larva tar-raba 'stadju ta' quinquefasciatus inġabru f'tubi magħluqa fi gruppi ta '25 ml u 50 ml b'vojt ta' arja ta 'żewġ terzi tal-kapaċità tagħhom.Biosurfactant (0-50 mg/ml) ġie miżjud ma 'kull tubu individwalment u maħżun f'25 °C.It-tubu ta' kontroll uża biss ilma distillat (50 ml).Larva mejta tqiesu li huma dawk li ma wrew l-ebda sinjali ta 'għawm matul il-perjodu ta' inkubazzjoni (12-48 siegħa) 87 .Ikkalkula l-perċentwal tal-mortalità tal-larva billi tuża l-ekwazzjoni.(1)88.
Il-familja Odontotermitidae tinkludi t-termite Indjan Odontotermes obesus, li jinstab fi zkuk taħsir fil-Kampus Agrikolu (Università Annamalai, Indja).Ittestja dan il-bijosurfactant (0–50 mg/ml) billi tuża proċeduri normali biex tiddetermina jekk huwiex ta' ħsara.Wara t-tnixxif fil-fluss ta 'arja laminari għal 30 min, kull strixxa ta' karta Whatman kienet miksija b'bijosurfactant f'konċentrazzjoni ta '30, 40, jew 50 mg/ml.Strixxi tal-karti miksija minn qabel u mhux miksija ġew ittestjati u mqabbla fiċ-ċentru ta 'dixx Petri.Kull dixx Petri fih madwar tletin termite attiva O. obesus.It-termites tal-kontroll u tat-test ingħataw karta mxarrba bħala sors tal-ikel.Il-pjanċi kollha nżammu f'temperatura ambjentali matul il-perjodu ta 'inkubazzjoni.Termites mietu wara 12, 24, 36 u 48 siegħa89,90.Imbagħad intużat l-ekwazzjoni 1 biex jiġi stmat il-perċentwal tal-mortalità tat-termite f'konċentrazzjonijiet differenti ta' bijosurfactant.(2).
Il-kampjuni nżammu fuq is-silġ u ppakkjati f'mikrotubi li fihom 100 ml ta 'buffer tal-fosfat tas-sodju 0.1 M (pH 7.4) u mibgħuta lill-Laboratorju Ċentrali tal-Patoloġija tal-Akwakultura (CAPL) taċ-Ċentru tal-Akkwakultura Rajiv Gandhi (RGCA).Laboratorju tal-Istoloġija, Sirkali, Mayiladuthurai.Distrett, Tamil Nadu, Indja għal aktar analiżi.Il-kampjuni ġew imwaħħla immedjatament f'4% paraformaldehyde f'37 ° C għal 48 siegħa.
Wara l-fażi ta 'fissazzjoni, il-materjal inħasel tliet darbiet b'buffer tal-fosfat tas-sodju 0.1 M (pH 7.4), deidratat gradwalment fl-etanol u mxarrba fir-reżina LEICA għal 7 ijiem.Is-sustanza mbagħad titqiegħed f'moffa tal-plastik mimlija b'reżina u polimerizzatur, u mbagħad titqiegħed f'forn imsaħħan sa 37 ° C sakemm il-blokka li fiha s-sustanza tkun polimerizzata kompletament.
Wara l-polimerizzazzjoni, il-blokki nqatgħu bl-użu ta 'mikrotomu LEICA RM2235 (Rankin Biomedical Corporation 10,399 Enterprise Dr. Davisburg, MI 48,350, USA) għal ħxuna ta' 3 mm.Is-sezzjonijiet huma miġbura fuq slides, b'sitt sezzjonijiet għal kull slide.Il-pjastri ġew imnixxfa f'temperatura tal-kamra, imbagħad imtebba 'b'ematossilina għal 7 min u maħsula bl-ilma ġieri għal 4 min.Barra minn hekk, applika s-soluzzjoni tal-eosin mal-ġilda għal 5 minuti u laħlaħ b'ilma ġieri għal 5 minuti.
It-tossiċità akuta kienet mbassra bl-użu ta' organiżmi akkwatiċi minn livelli tropikali differenti: ħut ta' 96 siegħa LC50, 48 siegħa D. magna LC50, u 96 siegħa ta' alka ħadra EC50.It-tossiċità tal-bijosurfactants rhamnolipid għall-ħut u l-alka ħadra ġiet evalwata bl-użu tas-softwer ECOSAR verżjoni 2.2 għall-Windows żviluppat mill-Aġenzija għall-Protezzjoni Ambjentali tal-Istati Uniti.(Disponibbli onlajn fuq https://www.epa.gov/tsca-screening-tools/ecological-struct-activity-relationships-ecosar-predictive-model).
It-testijiet kollha għall-attività larviċida u antitermita twettqu fi tliet kopji.Rigressjoni mhux lineari (log tal-varjabbli tar-rispons tad-doża) tad-dejta tal-mortalità tal-larva u termite saret biex tiġi kkalkulata l-konċentrazzjoni letali medjana (LC50) b'intervall ta 'kunfidenza ta' 95%, u l-kurvi tar-rispons tal-konċentrazzjoni ġew iġġenerati bl-użu ta 'Prism® (verżjoni 8.0, GraphPad Software) Inc., USA) 84, 91.
L-istudju preżenti jiżvela l-potenzjal ta 'bijosurfactants mikrobiċi prodotti minn Enterobacter cloacae SJ2 bħala aġenti larviċida u antitermite tan-nemus, u dan ix-xogħol se jikkontribwixxi għal fehim aħjar tal-mekkaniżmi ta' azzjoni larviċida u antitermite.Studji istoloġiċi ta 'larva ttrattati b'bijosurfactants urew ħsara lill-passaġġ diġestiv, midgut, kortiċi ċerebrali u iperplażja taċ-ċelloli epiteljali intestinali.Riżultati: Evalwazzjoni tossikoloġika tal-antitermite u l-attività larviċida tal-bijosurfactant rhamnolipid prodott minn Enterobacter cloacae SJ2 żvelat li dan iżolat huwa bijopestiċida potenzjali għall-kontroll ta 'mard li jinġarr mill-vettur tan-nemus (Cx quinquefasciatus) u termites (O. obesus).Hemm bżonn li wieħed jifhem it-tossiċità ambjentali sottostanti tal-bijosurfactants u l-impatti ambjentali potenzjali tagħhom.Dan l-istudju jipprovdi bażi xjentifika għall-valutazzjoni tar-riskju ambjentali tal-bijosurfactants.
Ħin tal-post: Apr-09-2024