Powszechne stosowanie syntetycznych pestycydów doprowadziło do wielu problemów, w tym pojawienia się organizmów opornych, degradacji środowiska i szkód dla zdrowia ludzi. Dlatego też nowe środki mikrobiologicznepestycydypilnie potrzebne są bezpieczne dla zdrowia ludzkiego i środowiska. W tym badaniu biosurfaktant ramnolipidowy wytwarzany przez Enterobacter cloacae SJ2 został użyty do oceny toksyczności dla larw komarów (Culex quinquefasciatus) i termitów (Odontotermes obesus). Wyniki wykazały, że między zabiegami występowała zależna od dawki śmiertelność. Wartość LC50 (50% stężenia śmiertelnego) po 48 godzinach dla biosurfaktantów termitów i larw komarów została określona przy użyciu metody dopasowania krzywej regresji nieliniowej. Wyniki wykazały, że 48-godzinne wartości LC50 (95% przedział ufności) aktywności larwicydowej i przeciwtermitowej biosurfaktantu wynosiły odpowiednio 26,49 mg/l (zakres 25,40 do 27,57) i 33,43 mg/l (zakres 31,09 do 35,68). Zgodnie z badaniem histopatologicznym, leczenie biosurfaktantami spowodowało poważne uszkodzenia tkanek organelli larw i termitów. Wyniki tego badania wskazują, że mikrobiologiczny biosurfaktant wytwarzany przez Enterobacter cloacae SJ2 jest doskonałym i potencjalnie skutecznym narzędziem do kontroli Cx. quinquefasciatus i O. obesus.
Kraje tropikalne doświadczają dużej liczby chorób przenoszonych przez komary1. Znaczenie chorób przenoszonych przez komary jest powszechne. Ponad 400 000 osób umiera z powodu malarii każdego roku, a w niektórych dużych miastach występują epidemie poważnych chorób, takich jak denga, żółta febra, chikungunya i Zika.2 Choroby przenoszone przez wektory są związane z jedną na sześć infekcji na świecie, przy czym komary powodują najpoważniejsze przypadki3,4. Culex, Anopheles i Aedes to trzy rodzaje komarów najczęściej kojarzone z przenoszeniem chorób5. Częstotliwość występowania gorączki denga, infekcji przenoszonej przez komara Aedes aegypti, wzrosła w ciągu ostatniej dekady i stanowi poważne zagrożenie dla zdrowia publicznego4,7,8. Według Światowej Organizacji Zdrowia (WHO) ponad 40% populacji świata jest narażonych na gorączkę denga, przy czym co roku odnotowuje się 50–100 milionów nowych przypadków w ponad 100 krajach9,10,11. Gorączka denga stała się poważnym problemem zdrowia publicznego, ponieważ jej częstość występowania wzrosła na całym świecie12,13,14. Anopheles gambiae, powszechnie znany jako afrykański komar Anopheles, jest najważniejszym wektorem ludzkiej malarii w regionach tropikalnych i subtropikalnych15. Wirus Zachodniego Nilu, zapalenie mózgu St. Louis, japońskie zapalenie mózgu i wirusowe infekcje koni i ptaków są przenoszone przez komary Culex, często nazywane pospolitymi komarami domowymi. Ponadto są one również nosicielami chorób bakteryjnych i pasożytniczych16. Na świecie istnieje ponad 3000 gatunków termitów, które występują od ponad 150 milionów lat17. Większość szkodników żyje w glebie i żywi się drewnem i produktami drzewnymi zawierającymi celulozę. Indyjski termit Odontotermes obesus jest ważnym szkodnikiem, który powoduje poważne szkody w ważnych uprawach i drzewach plantacyjnych18. Na terenach rolniczych inwazje termitów na różnych etapach mogą powodować ogromne szkody ekonomiczne w różnych uprawach, gatunkach drzew i materiałach budowlanych. Termity mogą również powodować problemy zdrowotne u ludzi19.
Problem oporności mikroorganizmów i szkodników w dzisiejszym przemyśle farmaceutycznym i rolniczym jest złożony20,21. Dlatego obie firmy powinny szukać nowych, opłacalnych środków przeciwdrobnoustrojowych i bezpiecznych biopestycydów. Syntetyczne pestycydy są obecnie dostępne i wykazano, że są zakaźne i odstraszają pożyteczne owady niebędące celem22. W ostatnich latach badania nad biosurfaktantami rozszerzyły się ze względu na ich zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu. Biosurfaktanty są bardzo przydatne i niezbędne w rolnictwie, remediacji gleby, wydobyciu ropy naftowej, usuwaniu bakterii i owadów oraz przetwórstwie żywności23,24. Biosurfaktanty lub surfaktanty mikrobiologiczne to chemikalia biosurfaktantowe wytwarzane przez mikroorganizmy, takie jak bakterie, drożdże i grzyby w siedliskach przybrzeżnych i obszarach zanieczyszczonych ropą25,26. Surfaktanty pochodzenia chemicznego i biosurfaktanty to dwa rodzaje, które są pozyskiwane bezpośrednio ze środowiska naturalnego27. Różne biosurfaktanty są pozyskiwane z siedlisk morskich28,29. Dlatego naukowcy poszukują nowych technologii do produkcji biosurfaktantów na bazie naturalnych bakterii30,31. Postępy w takich badaniach dowodzą znaczenia tych związków biologicznych dla ochrony środowiska32. Bacillus, Pseudomonas, Rhodococcus, Alcaligenes, Corynebacterium i te rodzaje bakterii są dobrze zbadanymi przedstawicielami23,33.
Istnieje wiele rodzajów biosurfaktantów o szerokim zakresie zastosowań34. Istotną zaletą tych związków jest to, że niektóre z nich mają działanie antybakteryjne, larwobójcze i owadobójcze. Oznacza to, że mogą być stosowane w przemyśle rolniczym, chemicznym, farmaceutycznym i kosmetycznym35,36,37,38. Ponieważ biosurfaktanty są na ogół biodegradowalne i korzystne dla środowiska, są stosowane w zintegrowanych programach ochrony upraw39. W ten sposób uzyskano podstawową wiedzę na temat aktywności larwobójczej i przeciwtermitowej mikrobiologicznych biosurfaktantów wytwarzanych przez Enterobacter cloacae SJ2. Przeanalizowaliśmy śmiertelność i zmiany histologiczne po narażeniu na różne stężenia biosurfaktantów ramnolipidowych. Ponadto oceniliśmy powszechnie stosowany program komputerowy Quantitative Structure-Activity (QSAR) Ecological Structure-Activity (ECOSAR) w celu określenia ostrej toksyczności dla mikroalg, dafni i ryb.
W tym badaniu aktywność przeciwtermitowa (toksyczność) oczyszczonych biosurfaktantów w różnych stężeniach od 30 do 50 mg/ml (w odstępach 5 mg/ml) została przetestowana na termitach indyjskich, O. obesus i czwartym gatunku)Oceń. Larwy stadium Cx. Larwy komarów quinquefasciatus. Stężenia biosurfaktantu LC50 w ciągu 48 godzin dla O. obesus i Cx. C. solanacearum. Larwy komarów zidentyfikowano przy użyciu metody dopasowania krzywej regresji nieliniowej. Wyniki wykazały, że śmiertelność termitów wzrosła wraz ze wzrostem stężenia biosurfaktantu. Wyniki wykazały, że biosurfaktant miał działanie larwicydalne (rysunek 1) i działanie przeciwtermitom (rysunek 2), przy 48-godzinnych wartościach LC50 (95% CI) wynoszących 26,49 mg/l (25,40 do 27,57) i 33,43 mg/l (rysunek 31.09 do 35,68), odpowiednio (tabela 1). Pod względem ostrej toksyczności (48 godzin) biosurfaktant jest klasyfikowany jako „szkodliwy” dla badanych organizmów. Biosurfaktant wytworzony w tym badaniu wykazał doskonałą aktywność larwicydalną ze 100% śmiertelnością w ciągu 24-48 godzin od narażenia.
Oblicz wartość LC50 dla aktywności larwicydalnej. Dopasowanie krzywej regresji nieliniowej (linia ciągła) i 95% przedział ufności (zacieniony obszar) dla względnej śmiertelności (%).
Oblicz wartość LC50 dla aktywności przeciwtermitowej. Dopasowanie krzywej regresji nieliniowej (linia ciągła) i 95% przedział ufności (zacieniony obszar) dla względnej śmiertelności (%).
Pod koniec eksperymentu zaobserwowano zmiany morfologiczne i anomalie pod mikroskopem. Zmiany morfologiczne zaobserwowano w grupie kontrolnej i leczonej przy powiększeniu 40x. Jak pokazano na rysunku 3, upośledzenie wzrostu wystąpiło u większości larw leczonych biosurfaktantami. Rysunek 3a przedstawia normalny Cx. quinquefasciatus, rysunek 3b przedstawia anomalny Cx. Powoduje pięć larw nicieni.
Wpływ subletalnych (LC50) dawek biosurfaktantów na rozwój larw Culex quinquefasciatus. Obraz mikroskopu świetlnego (a) normalnego Cx przy powiększeniu 40×. quinquefasciatus (b) Nieprawidłowy Cx. Powoduje pięć larw nicieni.
W niniejszym badaniu badanie histologiczne leczonych larw (ryc. 4) i termitów (ryc. 5) ujawniło kilka nieprawidłowości, w tym zmniejszenie powierzchni brzucha i uszkodzenie mięśni, warstw nabłonka i skóry. jelita środkowego. Histologia ujawniła mechanizm działania hamującego biosurfaktantu stosowanego w tym badaniu.
Histopatologia normalnych nieleczonych larw Cx czwartej fazy. Larwy quinquefasciatus (kontrola: (a, b)) i leczone biosurfaktantem (leczenie: (c, d)). Strzałki wskazują leczony nabłonek jelitowy (epi), jądra (n) i mięśnie (mu). Słupek = 50 µm.
Histopatologia normalnego nieleczonego O. obesus (kontrola: (a, b)) i leczonego biosurfaktantem (leczenie: (c, d)). Strzałki wskazują nabłonek jelitowy (epi) i mięsień (mu), odpowiednio. Słupek = 50 µm.
W tym badaniu ECOSAR został użyty do przewidywania ostrej toksyczności produktów biosurfaktantów ramnolipidowych dla producentów pierwotnych (algi zielone), konsumentów pierwotnych (pchły wodne) i konsumentów wtórnych (ryby). Ten program wykorzystuje zaawansowane ilościowe modele związków struktura-aktywność do oceny toksyczności na podstawie struktury molekularnej. Model wykorzystuje oprogramowanie struktura-aktywność (SAR) do obliczenia ostrej i długotrwałej toksyczności substancji dla gatunków wodnych. W szczególności Tabela 2 podsumowuje szacowane średnie stężenia śmiertelne (LC50) i średnie stężenia efektywne (EC50) dla kilku gatunków. Podejrzewana toksyczność została podzielona na cztery poziomy przy użyciu Globalnie Zharmonizowanego Systemu Klasyfikacji i Oznakowania Chemikaliów (Tabela 3).
Kontrola chorób przenoszonych przez wektory, zwłaszcza szczepów komarów i komarów Aedes. Egipcjanie, teraz trudna praca 40,41,42,43,44,45,46. Chociaż niektóre chemicznie dostępne pestycydy, takie jak pyretroidy i organofosforany, są w pewnym stopniu korzystne, stanowią one znaczne ryzyko dla zdrowia ludzi, w tym cukrzycę, zaburzenia rozrodcze, zaburzenia neurologiczne, raka i choroby układu oddechowego. Ponadto z czasem owady te mogą stać się na nie odporne13,43,48. W związku z tym skuteczne i przyjazne dla środowiska środki kontroli biologicznej staną się bardziej popularną metodą kontroli komarów49,50. Benelli51 zasugerował, że wczesna kontrola komarów przenoszących choroby byłaby skuteczniejsza na obszarach miejskich, ale nie zalecał stosowania larwicydów na obszarach wiejskich52. Tom i in.53 zasugerowali również, że kontrola komarów w ich niedojrzałych stadiach byłaby bezpieczną i prostą strategią, ponieważ są one bardziej wrażliwe na środki kontroli54.
Produkcja biosurfaktantu przez silny szczep (Enterobacter cloacae SJ2) wykazała stałą i obiecującą skuteczność. Nasze poprzednie badanie wykazało, że Enterobacter cloacae SJ2 optymalizuje produkcję biosurfaktantu przy użyciu parametrów fizykochemicznych26. Zgodnie z ich badaniem, optymalne warunki do produkcji biosurfaktantu przez potencjalny izolat E. cloacae to inkubacja przez 36 godzin, mieszanie przy 150 obr./min, pH 7,5, 37 °C, zasolenie 1 ppt, 2% glukozy jako źródła węgla, 1% drożdży. Ekstrakt został użyty jako źródło azotu w celu uzyskania 2,61 g/l biosurfaktantu. Ponadto biosurfaktanty scharakteryzowano przy użyciu TLC, FTIR i MALDI-TOF-MS. Potwierdziło to, że ramnolipid jest biosurfaktantem. Biosurfaktanty glikolipidowe są najintensywniej badaną klasą innych typów biosurfaktantów55. Składają się z części węglowodanowych i lipidowych, głównie łańcuchów kwasów tłuszczowych. Wśród glikolipidów głównymi przedstawicielami są ramnolipid i soforolipid56. Ramnolipidy zawierają dwa fragmenty ramnozy połączone z kwasem mono- lub di-β-hydroksydekanowym57. Zastosowanie ramnolipidów w przemyśle medycznym i farmaceutycznym jest dobrze ugruntowane58, oprócz ich niedawnego zastosowania jako pestycydów59.
Interakcja biosurfaktantu z hydrofobowym obszarem syfonu oddechowego umożliwia przepływ wody przez jego jamę szparkową, zwiększając w ten sposób kontakt larw ze środowiskiem wodnym. Obecność biosurfaktantów wpływa również na tchawicę, której długość jest blisko powierzchni, co ułatwia larwom czołganie się na powierzchnię i oddychanie. W rezultacie napięcie powierzchniowe wody maleje. Ponieważ larwy nie mogą przyczepić się do powierzchni wody, opadają na dno zbiornika, zakłócając ciśnienie hydrostatyczne, co powoduje nadmierne zużycie energii i śmierć przez utonięcie38,60. Podobne wyniki uzyskał Ghribi61, gdzie biosurfaktant wytwarzany przez Bacillus subtilis wykazał działanie larwobójcze przeciwko Ephestia kuehniella. Podobnie, działanie larwobójcze Cx. Das i Mukherjee23 również oceniali wpływ cyklicznych lipopeptydów na larwy quinquefasciatus.
Wyniki tego badania dotyczą larwobójczej aktywności biosurfaktantów ramnolipidowych przeciwko Cx. Zabijanie komarów quinquefasciatus jest zgodne z wcześniej opublikowanymi wynikami. Na przykład, biosurfaktanty na bazie surfaktantów produkowane przez różne bakterie z rodzaju Bacillus są używane. i Pseudomonas spp. Niektóre wczesne raporty64,65,66 donoszą o larwobójczej aktywności biosurfaktantów lipopeptydowych z Bacillus subtilis23. Deepali i in. 63 stwierdzili, że biosurfaktant ramnolipidowy wyizolowany ze Stenotropomonas maltophilia ma silną aktywność larwobójczą przy stężeniu 10 mg/l. Silva i in. 67 donieśli o larwobójczej aktywności biosurfaktantu ramnolipidowego przeciwko Ae przy stężeniu 1 g/l. Aedes aegypti. Kanakdande i in. 68 donieśli, że lipopeptydowe biosurfaktanty produkowane przez Bacillus subtilis powodowały ogólną śmiertelność larw Culex i termitów z lipofilową frakcją Eucalyptus. Podobnie Masendra i in. 69 donieśli o śmiertelności mrówek robotnic (Cryptotermes cynocephalus Light.) wynoszącej 61,7% w lipofilowych frakcjach n-heksanu i EtOAc surowego ekstraktu E.
Parthipan i in. 70 opisali insektycydowe zastosowanie lipopeptydowych biosurfaktantów wytwarzanych przez Bacillus subtilis A1 i Pseudomonas stutzeri NA3 przeciwko Anopheles Stephensi, nosicielowi pasożyta malarii Plasmodium. Zaobserwowali, że larwy i poczwarki przeżywały dłużej, miały krótsze okresy składania jaj, były jałowe i miały krótszą długość życia, gdy były traktowane różnymi stężeniami biosurfaktantów. Obserwowane wartości LC50 biosurfaktantu A1 B. subtilis wynosiły odpowiednio 3,58, 4,92, 5,37, 7,10 i 7,99 mg/l dla różnych stadiów larwalnych (tj. larw I, II, III, IV i stadiów poczwarki). Dla porównania, biosurfaktanty dla stadiów larwalnych I-IV i stadiów poczwarkowych Pseudomonas stutzeri NA3 wynosiły odpowiednio 2,61, 3,68, 4,48, 5,55 i 6,99 mg/l. Uważa się, że opóźniona fenologia przeżywających larw i poczwarek jest wynikiem znacznych zaburzeń fizjologicznych i metabolicznych wywołanych przez zabiegi insektycydowe71.
Szczep Wickerhamomyces anomalus CCMA 0358 wytwarza biosurfaktant o 100% aktywności larwobójczej wobec komarów Aedes. aegypti 24-godzinny odstęp 38 był wyższy niż podali Silva i in. Wykazano, że biosurfaktant wytworzony z Pseudomonas aeruginosa przy użyciu oleju słonecznikowego jako źródła węgla zabija 100% larw w ciągu 48 godzin 67 . Abinaya i in.72 oraz Pradhan i in.73 również wykazali larwobójcze lub owadobójcze działanie surfaktantów wytwarzanych przez kilka izolatów rodzaju Bacillus. Wcześniej opublikowane badanie Senthil-Nathan i in. wykazało, że 100% larw komarów wystawionych na działanie lagun roślinnych prawdopodobnie zginie. 74.
Ocena subletalnych skutków insektycydów na biologię owadów ma kluczowe znaczenie dla zintegrowanych programów zwalczania szkodników, ponieważ subletalne dawki/stężenia nie zabijają owadów, ale mogą zmniejszyć populację owadów w przyszłych pokoleniach poprzez zakłócenie cech biologicznych10. Siqueira i in. 75 zaobserwowali całkowitą aktywność larwicydalną (100% śmiertelności) biosurfaktantu ramnolipidowego (300 mg/ml) po przeprowadzeniu testów w różnych stężeniach od 50 do 300 mg/ml. Stadium larwalne szczepów Aedes aegypti. Przeanalizowali oni wpływ czasu do śmierci i subletalnych stężeń na przeżywalność larw i aktywność pływania. Ponadto zaobserwowali spadek prędkości pływania po 24–48 godzinach narażenia na subletalne stężenia biosurfaktantu (np. 50 mg/ml i 100 mg/ml). Uważa się, że trucizny o obiecujących subletalnych rolach są skuteczniejsze w powodowaniu wielokrotnych uszkodzeń u narażonych szkodników76.
Histologiczne obserwacje naszych wyników wskazują, że biosurfaktanty wytwarzane przez Enterobacter cloacae SJ2 znacząco zmieniają tkanki larw komarów (Cx. quinquefasciatus) i termitów (O. obesus). Podobne anomalie były spowodowane przez preparaty olejku bazyliowego u An. gambiaes.s i An. arabica zostały opisane przez Ochola77. Kamaraj i in.78 opisali również te same nieprawidłowości morfologiczne u larw An. Stephanie's zostały wystawione na działanie nanocząstek złota. Vasantha-Srinivasan i in.79 poinformowali również, że olejek eteryczny z tasznika poważnie uszkodził komorę i warstwy nabłonkowe Aedes albopictus. Aedes aegypti. Raghavendran i in. poinformowali, że larwy komarów były leczone 500 mg/ml ekstraktu z grzybni lokalnego grzyba Penicillium. Ae wykazują poważne uszkodzenia histologiczne. aegypti i Cx. Współczynnik śmiertelności 80. Wcześniej Abinaya i in. badali larwy czwartego stadium An. Stephensi i Ae. aegypti odkryli liczne zmiany histologiczne u Aedes aegypti leczonych egzopolisacharydami B. licheniformis, w tym jelito ślepe, zanik mięśni, uszkodzenia i dezorganizację zwojów nerwowych72. Według Raghavendrana i in., po leczeniu ekstraktem z grzybni P. daleae, komórki jelita środkowego badanych komarów (larwy czwartego stadium) wykazywały obrzęk światła jelita, zmniejszenie zawartości międzykomórkowej i zwyrodnienie jądrowe81. Takie same zmiany histologiczne zaobserwowano u larw komarów leczonych ekstraktem z liści jeżówki, co wskazuje na potencjał owadobójczy leczonych związków50.
Zastosowanie oprogramowania ECOSAR zyskało międzynarodowe uznanie82. Aktualne badania sugerują, że ostra toksyczność biosurfaktantów ECOSAR dla mikroalg (C. vulgaris), ryb i pcheł wodnych (D. magna) mieści się w kategorii „toksyczności” zdefiniowanej przez Organizację Narodów Zjednoczonych83. Model ekotoksyczności ECOSAR wykorzystuje SAR i QSAR do przewidywania ostrej i długoterminowej toksyczności substancji i jest często używany do przewidywania toksyczności zanieczyszczeń organicznych82,84.
Paraformaldehyd, bufor fosforanu sodu (pH 7,4) i wszystkie inne substancje chemiczne użyte w tym badaniu zakupiono w HiMedia Laboratories w Indiach.
Produkcja biosurfaktantu odbywała się w 500 ml kolbach Erlenmeyera zawierających 200 ml sterylnego podłoża Bushnell Haas uzupełnionego 1% ropy naftowej jako jedynym źródłem węgla. Prekulturę Enterobacter cloacae SJ2 (1,4 × 104 CFU/ml) zaszczepiono i hodowano na wytrząsarce orbitalnej w temperaturze 37°C, 200 obr./min przez 7 dni. Po okresie inkubacji biosurfaktant ekstrahowano przez wirowanie podłoża hodowlanego przy 3400×g przez 20 min w temperaturze 4°C, a powstały supernatant wykorzystano do celów przesiewowych. Procedury optymalizacji i charakterystyki biosurfaktantów przyjęto z naszego wcześniejszego badania26.
Larwy Culex quinquefasciatus uzyskano z Center for Advanced Study in Marine Biology (CAS), Palanchipetai, Tamil Nadu (Indie). Larwy hodowano w plastikowych pojemnikach wypełnionych dejonizowaną wodą w temperaturze 27 ± 2°C i fotoperiodem 12:12 (światło:ciemność). Larwy komarów karmiono 10% roztworem glukozy.
Larwy Culex quinquefasciatus znaleziono w otwartych i niezabezpieczonych szambach. Do identyfikacji i hodowli larw w laboratorium należy stosować standardowe wytyczne klasyfikacji85. Badania larwobójcze przeprowadzono zgodnie z zaleceniami Światowej Organizacji Zdrowia86. SH. Czwarte stadium larwalne quinquefasciatus zebrano do zamkniętych probówek w grupach 25 ml i 50 ml z przerwą powietrzną wynoszącą dwie trzecie ich pojemności. Do każdej probówki dodano indywidualnie biosurfaktant (0–50 mg/ml) i przechowywano w temperaturze 25 °C. W probówce kontrolnej użyto tylko wody destylowanej (50 ml). Za martwe larwy uznawano te, które nie wykazywały oznak pływania w okresie inkubacji (12–48 godzin)87. Oblicz procent śmiertelności larw, korzystając z równania. (1)88.
Rodzina Odontotermitidae obejmuje indyjskiego termita Odontotermes obesus, znalezionego w gnijących kłodach w Agricultural Campus (Uniwersytet Annamalai, Indie). Przetestuj ten biosurfaktant (0–50 mg/ml) przy użyciu normalnych procedur, aby określić, czy jest szkodliwy. Po wysuszeniu w laminarnym przepływie powietrza przez 30 minut, każdy pasek papieru Whatman został pokryty biosurfaktantem o stężeniu 30, 40 lub 50 mg/ml. Wstępnie powlekane i niepowlekane paski papieru zostały przetestowane i porównane w środku szalki Petriego. Każda szalka Petriego zawiera około trzydziestu aktywnych termitów O. obesus. Kontrolnym i testowym termitom podano mokry papier jako źródło pożywienia. Wszystkie płytki były przechowywane w temperaturze pokojowej przez cały okres inkubacji. Termity zginęły po 12, 24, 36 i 48 godzinach89,90. Następnie równanie 1 zostało użyte do oszacowania procentowej śmiertelności termitów przy różnych stężeniach biosurfaktantu. (2).
Próbki przechowywano na lodzie i pakowano w mikroprobówki zawierające 100 ml 0,1 M buforu fosforanu sodu (pH 7,4) i wysyłano do Central Aquaculture Pathology Laboratory (CAPL) Rajiv Gandhi Center for Aquaculture (RGCA). Histology Laboratory, Sirkali, Mayiladuthurai. District, Tamil Nadu, Indie w celu dalszej analizy. Próbki natychmiast utrwalano w 4% paraformaldehydu w temperaturze 37°C przez 48 godzin.
Po fazie utrwalania materiał przemywano trzykrotnie 0,1 M buforem fosforanu sodu (pH 7,4), stopniowo odwadniano w etanolu i moczono w żywicy LEICA przez 7 dni. Następnie substancję umieszczano w plastikowej formie wypełnionej żywicą i polimeryzatorem, a następnie umieszczano w piecu nagrzanym do 37°C, aż blok zawierający substancję został całkowicie spolimeryzowany.
Po polimeryzacji bloki pocięto za pomocą mikrotomu LEICA RM2235 (Rankin Biomedical Corporation 10,399 Enterprise Dr. Davisburg, MI 48,350, USA) na grubość 3 mm. Skrawki pogrupowano na szkiełkach, po sześć skrawków na szkiełko. Szkiełka wysuszono w temperaturze pokojowej, a następnie barwiono hematoksyliną przez 7 min i przemywano bieżącą wodą przez 4 min. Ponadto na skórę nałożono roztwór eozyny na 5 minut i przemywano bieżącą wodą przez 5 minut.
Ostra toksyczność została przewidziana przy użyciu organizmów wodnych z różnych poziomów tropikalnych: 96-godzinna LC50 dla ryb, 48-godzinna LC50 dla D. magna i 96-godzinna EC50 dla zielonych alg. Toksyczność biosurfaktantów ramnolipidowych dla ryb i zielonych alg została oceniona przy użyciu oprogramowania ECOSAR w wersji 2.2 dla systemu Windows opracowanego przez amerykańską Agencję Ochrony Środowiska. (Dostępne online pod adresem https://www.epa.gov/tsca-screening-tools/ecological-struct-activity-relationships-ecosar-predictive-model).
Wszystkie testy aktywności larwicydalnej i przeciwtermitowej przeprowadzono trzykrotnie. Przeprowadzono nieliniową regresję (logarytm zmiennych dawka-odpowiedź) danych dotyczących śmiertelności larw i termitów, aby obliczyć medianę stężenia śmiertelnego (LC50) z 95% przedziałem ufności, a krzywe stężenia-odpowiedzi wygenerowano przy użyciu oprogramowania Prism® (wersja 8.0, GraphPad Software) Inc., USA) 84, 91.
Niniejsze badanie ujawnia potencjał mikrobiologicznych biosurfaktantów wytwarzanych przez Enterobacter cloacae SJ2 jako środków larwicydowych i przeciwtermitowych komarów, a praca ta przyczyni się do lepszego zrozumienia mechanizmów działania larwicydowego i przeciwtermitowego. Badania histologiczne larw poddanych działaniu biosurfaktantów wykazały uszkodzenia przewodu pokarmowego, jelita środkowego, kory mózgowej i hiperplazję komórek nabłonka jelitowego. Wyniki: Toksykologiczna ocena aktywności przeciwtermitowej i larwicydowej biosurfaktantu ramnolipidowego wytwarzanego przez Enterobacter cloacae SJ2 wykazała, że izolat ten jest potencjalnym biopestycydem do zwalczania chorób przenoszonych przez wektory komarów (Cx quinquefasciatus) i termitów (O. obesus). Istnieje potrzeba zrozumienia toksyczności środowiskowej biosurfaktantów i ich potencjalnego wpływu na środowisko. Niniejsze badanie zapewnia naukową podstawę do oceny ryzyka środowiskowego biosurfaktantów.
Czas publikacji: 09-kwi-2024