Powszechne stosowanie syntetycznych pestycydów doprowadziło do wielu problemów, w tym pojawienia się odpornych organizmów, degradacji środowiska i szkód dla zdrowia ludzkiego.Dlatego pilnie potrzebne są nowe pestycydy mikrobiologiczne, bezpieczne dla zdrowia człowieka i środowiska.W tym badaniu biosurfaktant ramnolipidowy wytwarzany przez Enterobacter cloacae SJ2 wykorzystano do oceny toksyczności dla larw komarów (Culex quinquefasciatus) i termitów (Odontotermes obesus).Wyniki wykazały, że śmiertelność pomiędzy terapiami była zależna od dawki.Wartość LC50 (50% stężenie śmiertelne) po 48 godzinach dla biosurfaktantów termitów i larw komarów określono metodą dopasowywania krzywej regresji nieliniowej.Wyniki wykazały, że 48-godzinne wartości LC50 (95% przedział ufności) działania larwobójczego i przeciwtermitowego biosurfaktantu wyniosły odpowiednio 26,49 mg/L (zakres 25,40 do 27,57) i 33,43 mg/L (zakres 31,09 do 35,68).Badania histopatologiczne wykazały, że 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 kontroli Cx.quinquefasciatus i O. obesus.
W krajach tropikalnych występuje duża liczba chorób przenoszonych przez komary1.Znaczenie chorób przenoszonych przez komary jest powszechne.Co roku na malarię umiera ponad 400 000 osób, a w niektórych dużych miastach epidemie poważnych chorób, takich jak denga, żółta febra, chikungunya i Zika.2 Choroby przenoszone przez wektory są powiązane z jedną na sześć infekcji na świecie, przy czym najczęściej przyczyną są komary istotne przypadki3,4.Culex, Anopheles i Aedes to trzy rodzaje komarów najczęściej kojarzone z przenoszeniem chorób5.Częstość 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% światowej populacji jest zagrożone gorączką denga, a w ponad 100 krajach co roku odnotowuje się 50–100 milionów nowych przypadków9,10,11.Gorączka denga stała się głównym problemem zdrowia publicznego ze względu na wzrost jej częstości występowania na całym świecie12,13,14.Anopheles gambiae, powszechnie znany jako afrykański komar Anopheles, jest najważniejszym wektorem malarii u ludzi w regionach tropikalnych i subtropikalnych15.Wirus Zachodniego Nilu, zapalenie mózgu z St. Louis, japońskie zapalenie mózgu oraz infekcje wirusowe koni i ptaków przenoszone są przez komary Culex, często nazywane komarami domowymi.Ponadto są także nosicielami chorób bakteryjnych i pasożytniczych16.Na świecie żyje ponad 3000 gatunków termitów, które istnieją od ponad 150 milionów lat17.Większość szkodników żyje w glebie i żeruje na drewnie i produktach drzewnych zawierających celulozę.Termit indyjski Odontotermes obesus jest ważnym szkodnikiem, który powoduje poważne szkody w ważnych uprawach i drzewach plantacyjnych18.Na obszarach rolniczych inwazja termitów na różnych etapach może powodować ogromne szkody gospodarcze w różnych uprawach, gatunkach drzew i materiałach budowlanych.Termity mogą również powodować problemy zdrowotne u ludzi19.
Kwestia odporności mikroorganizmów i szkodników w dzisiejszych dziedzinach farmacji i rolnictwa jest złożona20,21.Dlatego obie firmy powinny poszukiwać nowych opłacalnych środków przeciwdrobnoustrojowych i bezpiecznych biopestycydów.Syntetyczne pestycydy są obecnie dostępne i wykazano, że są zakaźne i odstraszają pożyteczne owady niebędące przedmiotem zwalczania22.W ostatnich latach badania nad biosurfaktantami poszerzyły się ze względu na ich zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu.Biosurfaktanty są bardzo przydatne i niezbędne w rolnictwie, rekultywacji gleby, wydobyciu ropy naftowej, usuwaniu bakterii i owadów oraz przetwórstwie żywności23,24.Biosurfaktanty lub mikrobiologiczne środki powierzchniowo czynne to chemikalia będące biosurfaktantami wytwarzane przez mikroorganizmy, takie jak bakterie, drożdże i grzyby, w siedliskach przybrzeżnych i obszarach skażonych ropą25,26.Środki powierzchniowo czynne i biosurfaktanty pochodzenia chemicznego to dwa rodzaje środków otrzymywanych bezpośrednio ze środowiska naturalnego27.Z siedlisk morskich pozyskiwane są różne biosurfaktanty28,29.Dlatego naukowcy poszukują nowych technologii produkcji biosurfaktantów w oparciu o naturalne bakterie30,31.Postępy w tego typu badaniach wskazują na znaczenie 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 spektrum zastosowań34.Istotną zaletą tych związków jest to, że niektóre z nich wykazują działanie przeciwbakteryjne, larwobójcze i owadobójcze.Oznacza to, że można je stosować w przemyśle rolniczym, chemicznym, farmaceutycznym i kosmetycznym35,36,37,38.Ponieważ biosurfaktanty na ogół ulegają biodegradacji i są korzystne dla środowiska, stosuje się je w programach zintegrowanej ochrony roślin w celu ochrony upraw39.W ten sposób uzyskano podstawową wiedzę na temat larwobójczego i przeciwtermitowego działania mikrobiologicznych biosurfaktantów wytwarzanych przez Enterobacter cloacae SJ2.Zbadaliśmy śmiertelność i zmiany histologiczne pod wpływem różnych stężeń biosurfaktantów ramnolipidowych.Ponadto oceniliśmy szeroko stosowany program komputerowy ilościowej struktury-aktywności (QSAR) Ekologiczne struktury-aktywności (ECOSAR) w celu określenia ostrej toksyczności dla mikroalg, rozwielitek i ryb.
W tym badaniu zbadano aktywność przeciwtermitową (toksyczność) oczyszczonych biosurfakantów w różnych stężeniach w zakresie od 30 do 50 mg/ml (w odstępach co 5 mg/ml) przeciwko termitom indyjskim, O. obesus i czwartym gatunkom).Larwy stadium rozwojowego Cx.Larwy komarów quinquefasciatus.Stężenia biosurfaktantu LC50 w ciągu 48 godzin w stosunku do O. obesus i Cx.C. solanacearum.Larwy komarów identyfikowano metodą dopasowywania krzywej regresji nieliniowej.Wyniki wykazały, że śmiertelność termitów wzrastała wraz ze wzrostem stężenia biosurfaktanta.Wyniki wykazały, że biosurfaktant wykazywał działanie larwobójcze (ryc. 1) i działanie przeciw termitom (ryc. 2), przy 48-godzinnych wartościach LC50 (95% CI) wynoszących 26,49 mg/l (25,40 do 27,57) i 33,43 mg/l l (ryc. 31.09 do 35.68) odpowiednio (tabela 1).Pod względem toksyczności ostrej (48 godzin) biosurfaktant jest klasyfikowany jako „szkodliwy” dla badanych organizmów.Biosurfaktant wytworzony w tym badaniu wykazywał doskonałe działanie larwobójcze ze 100% śmiertelnością w ciągu 24-48 godzin od narażenia.
Obliczyć wartość LC50 dla aktywności larwobójczej.Dopasowanie krzywej regresji nieliniowej (linia ciągła) i 95% przedział ufności (obszar zacieniony) dla śmiertelności względnej (%).
Oblicz wartość LC50 dla aktywności przeciw termitom.Dopasowanie krzywej regresji nieliniowej (linia ciągła) i 95% przedział ufności (obszar zacieniony) dla śmiertelności względnej (%).
Na koniec doświadczenia pod mikroskopem zaobserwowano zmiany morfologiczne i anomalie.Zmiany morfologiczne zaobserwowano w grupie kontrolnej i grupie leczonej przy 40-krotnym powiększeniu.Jak pokazano na ryc. 3, u większości larw traktowanych biosurfaktantami wystąpiło zaburzenie wzrostu.Rysunek 3a przedstawia normalny Cx.quinquefasciatus, ryc. 3b przedstawia nieprawidłowe Cx.Powoduje pięć larw nicieni.
Wpływ subletalnych (LC50) dawek biosurfaktantów na rozwój larw Culex quinquefasciatus.Obraz z mikroskopu świetlnego (a) normalnego Cx przy powiększeniu 40 ×.quinquefasciatus (b) Nieprawidłowe Cx.Powoduje pięć larw nicieni.
W niniejszym badaniu badanie histologiczne leczonych larw (ryc. 4) i termitów (ryc. 5) ujawniło kilka nieprawidłowości, w tym zmniejszenie obszaru brzucha oraz uszkodzenie mięśni, warstw nabłonka i skóry.jelito środkowe.Histologia ujawniła mechanizm działania hamującego biosurfaktantu użytego w tym badaniu.
Histopatologia prawidłowych, nieleczonych larw Cx w czwartym stadium rozwoju.larwy quinquefasciatus (kontrola: (a, b)) i poddane działaniu biosurfaktantu (zabieg: (c, d)).Strzałki wskazują leczony nabłonek jelitowy (epi), jądra (n) i mięśnie (mu).Pasek = 50 µm.
Histopatologia normalnego, nieleczonego O. obesus (kontrola: (a, b)) i leczonego biosurfaktantem (leczenie: (c, d)).Strzałki wskazują odpowiednio nabłonek jelitowy (epi) i mięsień (mu).Pasek = 50 µm.
W tym badaniu zastosowano ECOSAR do przewidywania ostrej toksyczności produktów zawierających biosurfaktanty ramnolipidowe dla producentów pierwotnych (algi zielone), konsumentów pierwotnych (pchły wodne) i konsumentów wtórnych (ryby).Program ten wykorzystuje zaawansowane ilościowe modele związków struktura-aktywność do oceny toksyczności w oparciu o strukturę molekularną.W modelu wykorzystano oprogramowanie do obliczania aktywności strukturalnej (SAR) w celu obliczenia ostrej i długoterminowej toksyczności substancji dla gatunków wodnych.W szczególności Tabela 2 podsumowuje szacunkowe średnie stężenia śmiertelne (LC50) i średnie stężenia skuteczne (EC50) dla kilku gatunków.Podejrzewaną toksyczność podzielono na cztery poziomy, stosując Globalnie Zharmonizowany System Klasyfikacji i Oznakowania Chemikaliów (Tabela 3).
Zwalczanie chorób przenoszonych przez wektory, zwłaszcza szczepów komarów i komarów Aedes.Egipcjanie, teraz ciężka praca 40,41,42,43,44,45,46.Chociaż niektóre dostępne chemicznie pestycydy, takie jak piretroidy i fosforany organiczne, są w pewnym stopniu korzystne, stwarzają one znaczne ryzyko dla zdrowia ludzkiego, w tym cukrzycy, zaburzeń reprodukcji, zaburzeń neurologicznych, nowotworów i chorób układu oddechowego.Co więcej, z biegiem czasu owady te mogą uodpornić się na nie13,43,48.Tym samym skuteczne i przyjazne dla środowiska środki kontroli biologicznej staną się bardziej popularną metodą zwalczania komarów49,50.Benelli51 zasugerował, że wczesna kontrola wektorów komarów byłaby skuteczniejsza na obszarach miejskich, ale nie zalecił stosowania larwicydów na obszarach wiejskich52.Tom i wsp. 53 zasugerowali także, że zwalczanie komarów w ich niedojrzałych stadiach byłoby bezpieczną i prostą strategią, ponieważ są one bardziej wrażliwe na środki zwalczania54.
Produkcja biosurfaktantu przez silny szczep (Enterobacter cloacae SJ2) wykazała stałą i obiecującą skuteczność.Nasze poprzednie badanie wykazało, że Enterobacter cloacae SJ2 optymalizuje produkcję biosurfaktantów przy użyciu parametrów fizykochemicznych26.Według ich badań optymalne warunki 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 wykorzystano jako źródło azotu, uzyskując biosurfaktant o stężeniu 2,61 g/l.Dodatkowo biosurfaktanty scharakteryzowano za pomocą TLC, FTIR i MALDI-TOF-MS.Potwierdziło to, że ramnolipid jest biosurfaktantem.Biosurfaktanty glikolipidowe stanowią najintensywniej badaną klasę innych typów biosurfaktantów55.Składają się z części węglowodanowej i lipidowej, głównie łańcuchów kwasów tłuszczowych.Wśród glikolipidów głównymi przedstawicielami są ramnolipid i soforolipid56.Ramnolipidy zawierają dwie reszty ramnozy połączone z kwasem mono- lub di-β-hydroksydekanowym 57 .Stosowanie ramnolipidów w przemyśle medycznym i farmaceutycznym jest dobrze ugruntowane 58 , oprócz ich niedawnego zastosowania jako pestycydów 59 .
Oddziaływanie biosurfaktantu z hydrofobowym obszarem syfonu oddechowego umożliwia przepływ wody przez jego jamę szparkową, zwiększając w ten sposób kontakt larw ze środowiskiem wodnym.Obecność biosurfaktantów oddziałuje także na tchawicę, której długość znajduje się blisko powierzchni, co ułatwia larwom wydostanie się na powierzchnię i oddychanie.W rezultacie napięcie powierzchniowe wody maleje.Ponieważ larwy nie mogą przyczepić się do powierzchni wody, opadają na dno zbiornika, zaburzając ciśnienie hydrostatyczne, co powoduje nadmierny wydatek energii i śmierć przez utonięcie38,60.Podobne wyniki uzyskała Ghribi61, gdzie biosurfaktant wytwarzany przez Bacillus subtilis wykazywał działanie larwobójcze wobec Ephestia kuehniella.Podobnie działanie larwobójcze Cx.Das i Mukherjee23 również ocenili wpływ cyklicznych lipopeptydów na larwy quinquefasciatus.
Wyniki badań dotyczą larwobójczego działania biosurfaktantów ramnolipidowych na Cx.Zabijanie komarów quinquefasciatus jest zgodne z wcześniej opublikowanymi wynikami.Stosuje się na przykład biosurfaktanty na bazie surfaktyny wytwarzane przez różne bakterie z rodzaju Bacillus.i Pseudomonas spp.Niektóre wczesne doniesienia64,65,66 donosiły o działaniu biosurfaktantów lipopeptydowych z Bacillus subtilis na zabijanie larw23.Deepali i in.63 stwierdzili, że biosurfaktant ramnolipidowy wyizolowany ze Stenotropomonas maltophilia miał silne działanie larwobójcze w stężeniu 10 mg/l.Silva i in.67 opisali działanie larwobójcze biosurfaktanta ramnolipidowego na Ae w stężeniu 1 g/l.Aedes aegypti.Kanakdande i in.68 podali, że biosurfaktanty lipopeptydowe wytwarzane przez Bacillus subtilis powodują ogólną śmiertelność larw Culex i termitów z lipofilową frakcją eukaliptusa.Podobnie Masendra i in.69 podało, że śmiertelność mrówek robotnic (Cryptotermes cynocephalus Light.) wyniosła 61,7% w lipofilowych frakcjach n-heksanu i EtOAc surowego ekstraktu E..
Parthipan i wsp. 70 opisali owadobójcze zastosowanie biosurfaktantów lipopeptydowych wytwarzanych przez Bacillus subtilis A1 i Pseudomonas stutzeri NA3 przeciwko Anopheles Stephensi, wektorowi pasożyta malarii Plasmodium.Zaobserwowali, że larwy i poczwarki przeżywały dłużej, miały krótsze okresy składania jaj, były sterylne i miały krótszą długość życia, gdy były traktowane różnymi stężeniami biosurfaktantów.Zaobserwowane wartości LC50 biosurfaktanta A1 B. subtilis wynosiły odpowiednio 3,58, 4,92, 5,37, 7,10 i 7,99 mg/L dla różnych stanów larwalnych (tj. larw I, II, III, IV i poczwarek w stadium poczwarkowym).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 znaczących zaburzeń fizjologicznych i metabolicznych spowodowanych zabiegami owadobójczymi71.
Wickerhamomyces anomalus szczep CCMA 0358 wytwarza biosurfaktant o 100% działaniu larwobójczym przeciwko komarom Aedes.aegypti 24-godzinny odstęp 38 był dłuższy niż podany przez Silvę i in.Wykazano, że biosurfaktant wytwarzany z Pseudomonas aeruginosa przy użyciu oleju słonecznikowego jako źródła węgla zabija 100% larw w ciągu 48 godzin 67 .Abinaya i wsp.72 oraz Pradhan i wsp.73 również wykazali działanie larwobójcze lub owadobójcze środków powierzchniowo czynnych wytwarzanych przez kilka izolatów rodzaju Bacillus.Opublikowane wcześniej badanie Senthila-Nathana i wsp.odkryli, że 100% larw komarów narażonych na kontakt z lagunami roślinnymi prawdopodobnie umrze.74.
Ocena subletalnego wpływu środków owadobójczych na biologię owadów ma kluczowe znaczenie dla programów zintegrowanego zwalczania szkodników, ponieważ subletalne dawki/stężenia nie zabijają owadów, ale mogą zmniejszyć populację owadów w przyszłych pokoleniach poprzez zakłócanie cech biologicznych10.Siqueira i wsp. 75 zaobserwowali całkowitą aktywność larwobójczą (100% śmiertelności) biosurfaktantu ramnolipidowego (300 mg/ml) podczas badania w różnych stężeniach w zakresie od 50 do 300 mg/ml.Stadium larwalne szczepów Aedes aegypti.Przeanalizowali wpływ czasu do śmierci i stężeń subletalnych na przeżycie larw i aktywność pływania.Ponadto zaobserwowali spadek prędkości pływania po 24–48 godzinach ekspozycji na subletalne stężenia biosurfaktanta (np. 50 mg/ml i 100 mg/ml).Uważa się, że trucizny o obiecującym działaniu subletalnym są bardziej skuteczne w powodowaniu wielokrotnych uszkodzeń narażonych szkodników76.
Obserwacje histologiczne naszych wyników wskazują, że biosurfaktanty wytwarzane przez Enterobacter cloacae SJ2 znacząco zmieniają tkanki larw komarów (Cx. quinquefasciatus) i termitów (O. obesus).Podobne anomalie wywołały preparaty olejku bazyliowego w An.gambiaes.s i An.arabikę opisał Ochola77.Kamaraj i wsp.78 opisali także te same nieprawidłowości morfologiczne u An.Larwy Stephanie zostały wystawione na działanie nanocząstek złota.Vasantha-Srinivasan i wsp.79 również podali, że olejek eteryczny z torebki pasterskiej poważnie uszkadza komory i warstwy nabłonkowe Aedes albopictus.Aedes aegypti.Raghavendran i wsp. podali, że larwy komarów traktowano ekstraktem z grzybni lokalnego grzyba Penicillium w stężeniu 500 mg/ml.Ae wykazują poważne uszkodzenia histologiczne.aegypti i Cx.Śmiertelność 80. Wcześniej Abinaya i in.Badano larwy An w czwartym stadium rozwojowym.Stephensi i Ae.aegypti stwierdził liczne zmiany histologiczne u Aedes aegypti leczonych egzopolisacharydami B. licheniformis, w tym jelito ślepe żołądka, zanik mięśni, uszkodzenie i dezorganizację zwojów nerwowych72.Według Raghavendran i wsp., po leczeniu ekstraktem z grzybni P. daleae, komórki jelita środkowego badanych komarów (larwy w czwartym stadium rozwoju) wykazywały obrzęk światła jelita, zmniejszenie zawartości międzykomórkowej i zwyrodnienie jądra81.Te same zmiany histologiczne zaobserwowano u larw komarów traktowanych ekstraktem z liści echinacei, co wskazuje na potencjał owadobójczy traktowanych związków50.
Zastosowanie oprogramowania ECOSAR zyskało międzynarodowe uznanie82.Obecne 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 stosowany do przewidywania toksyczności zanieczyszczeń organicznych82,84.
Paraformaldehyd, bufor fosforanu sodu (pH 7,4) i wszystkie inne substancje chemiczne użyte w tym badaniu zakupiono od HiMedia Laboratories w Indiach.
Produkcję biosurfaktantu przeprowadzono w 500 ml kolbach Erlenmeyera zawierających 200 ml sterylnej pożywki Bushnell Haas uzupełnionej 1% ropą naftową jako jedynym źródłem węgla.Zaszczepiono prekulturę Enterobacter cloacae SJ2 (1,4 x 104 CFU/ml) i hodowano na wytrząsarce orbitalnej w temperaturze 37°C, 200 obr./min. przez 7 dni.Po okresie inkubacji biosurfaktant ekstrahowano poprzez odwirowanie pożywki hodowlanej przy 3400 x g przez 20 minut w temperaturze 4°C, a powstały supernatant wykorzystano do celów przesiewowych.Procedury optymalizacyjne i charakterystykę biosurfaktantów przejęliśmy 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 wodą dejonizowaną w temperaturze 27 ± 2°C i fotoperiodzie 12:12 (jasno:ciemno).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 dotyczące klasyfikacji85.Badania larwobójcze przeprowadzono zgodnie z zaleceniami Światowej Organizacji Zdrowia 86 .CII.Larwy quinquefasciatus w czwartym stadium rozwojowym zebrano w zamkniętych probówkach w grupach po 25 ml i 50 ml ze szczeliną powietrzną wynoszącą dwie trzecie ich pojemności.Do każdej probówki indywidualnie dodano biosurfaktant (0–50 mg/ml) i przechowywano w temperaturze 25°C.W probówce kontrolnej stosowano wyłącznie wodę destylowaną (50 ml).Za martwe larwy uznano te, które w okresie inkubacji (12–48 godzin) nie wykazywały oznak pływania87.Oblicz procent śmiertelności larw, korzystając z równania.(1) 88.
Rodzina Odontotermitidae obejmuje indyjskiego termita Odontotermes obesus, znalezionego w gnijących kłodach na kampusie rolniczym (Uniwersytet Annamalai, Indie).Przetestuj ten biosurfaktant (0–50 mg/ml) stosując normalne procedury, aby określić, czy jest on szkodliwy.Po suszeniu w laminarnym przepływie powietrza przez 30 minut każdy pasek papieru Whatman pokryto biosurfaktantem w stężeniu 30, 40 lub 50 mg/ml.Wstępnie powlekane i niepowlekane paski papieru testowano i porównywano na środku szalki Petriego.Każda szalka Petriego zawiera około trzydziestu aktywnych termitów O. obesus.Termity kontrolne i testowe otrzymywały jako źródło pożywienia mokry papier.Wszystkie płytki trzymano w temperaturze pokojowej przez cały okres inkubacji.Termity padły po 12, 24, 36 i 48 godzinach89,90.Następnie równanie 1 wykorzystano do oszacowania procentu śmiertelności termitów przy różnych stężeniach biosurfaktanta.(2).
Próbki trzymano na lodzie i pakowano w mikroprobówki zawierające 100 ml 0,1 M buforu fosforanu sodu (pH 7,4) i wysyłano do Centralnego Laboratorium Patologii Akwakultury (CAPL) Centrum Akwakultury Rajiva Gandhiego (RGCA).Laboratorium Histologiczne, Sirkali, Mayiladuthurai.District, Tamil Nadu, Indie do dalszej analizy.Próbki natychmiast utrwalono w 4% paraformaldehydzie 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.Substancję następnie umieszcza się w plastikowej formie wypełnionej żywicą i polimeryzatorem, a następnie umieszcza w piecu nagrzanym do 37°C, aż blok zawierający substancję zostanie całkowicie spolimeryzowany.
Po polimeryzacji bloki pocięto przy użyciu mikrotomu LEICA RM2235 (Rankin Biomedical Corporation 10,399 Enterprise Dr. Davisburg, MI 48,350, USA) do grubości 3 mm.Sekcje są pogrupowane na slajdach, po sześć sekcji na slajd.Szkiełka suszono w temperaturze pokojowej, następnie barwiono hematoksyliną przez 7 minut i przemywano bieżącą wodą przez 4 minuty.Dodatkowo nałóż roztwór eozyny na skórę na 5 minut i spłucz bieżącą wodą przez 5 minut.
Toksyczność ostrą przewidywano na podstawie organizmów wodnych z różnych poziomów tropikalnych: 96-godzinna ryba LC50, 48-godzinna D. magna LC50 i 96-godzinna zielona alga EC50.Toksyczność biosurfaktantów ramnolipidowych dla ryb i zielonych glonów oceniano przy użyciu oprogramowania ECOSAR w wersji 2.2 dla Windows opracowanego przez amerykańską Agencję Ochrony Środowiska.(Dostępne w Internecie pod adresem https://www.epa.gov/tsca-screening-tools/ecological-struct-activity-relationships-ecosar-predictive-model).
Wszystkie testy na działanie larwobójcze i przeciwtermitowe przeprowadzono w trzech powtórzeniach.Przeprowadzono regresję nieliniową (log zmiennych dawka-odpowiedź) danych dotyczących śmiertelności larw i termitów w celu obliczenia średniego stężenia śmiertelnego (LC50) z 95% przedziałem ufności, a krzywe zależności między stężeniem a odpowiedzią wygenerowano przy użyciu Prism® (wersja 8.0, GraphPad Software) Inc., USA) 84, 91.
Niniejsze badanie ujawnia potencjał mikrobiologicznych biosurfaktantów wytwarzanych przez Enterobacter cloacae SJ2 jako środków larwobójczych i przeciwtermitowych komarów, a praca ta przyczyni się do lepszego zrozumienia mechanizmów działania larwobójczego i przeciwtermitowego.Badania histologiczne larw leczonych biosurfaktantami wykazały uszkodzenie przewodu pokarmowego, jelita środkowego, kory mózgowej oraz rozrost komórek nabłonka jelit.Wyniki: Ocena toksykologiczna działania przeciwtermitowego i larwobójczego 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 podstawowej toksyczności środowiskowej biosurfaktantów i ich potencjalnego wpływu na środowisko.Badanie to stanowi podstawę naukową do oceny ryzyka środowiskowego stwarzanego przez biosurfaktanty.
Czas publikacji: 09 kwietnia 2024 r