Merci fir Äre Besuch op Nature.com. D'Versioun vum Browser, déi Dir benotzt, huet limitéiert CSS-Ënnerstëtzung. Fir déi bescht Resultater empfeelen mir Iech, eng méi nei Versioun vun Ärem Browser ze benotzen (oder de Kompatibilitéitsmodus am Internet Explorer auszeschalten). An der Zwëschenzäit, fir déi weider Ënnerstëtzung ze garantéieren, weisen mir d'Websäit ouni Styling oder JavaScript.
Kombinatioune vu pflanzlechen Insektizidverbindunge kënnen synergistesch oder antagonistesch Interaktioune géint Schädlinge weisen. Wéinst der schneller Verbreedung vu Krankheeten, déi vun Aedes-Moskitoen iwwerdroe ginn, an der wuessender Resistenz vun den Aedes-Moskitopopulatiounen géint traditionell Insektiziden, goufen aachtanzwanzeg Kombinatioune vun Terpenverbindungen op Basis vu pflanzlechen äthereschen Ueleger formuléiert an géint d'Larven- a Erwuessenestadien vun Aedes aegypti getest. Fënnef pflanzlech äthereschen Ueleger (EOs) goufen ufanks op hir larvizid an Erwuessenen-Benotzungs-Effizienz evaluéiert, an zwou Haaptverbindunge goufen an all EO baséiert op GC-MS Resultater identifizéiert. Déi wichtegst identifizéiert Verbindunge goufen kaaft, nämlech Diallyldisulfid, Diallyltrisulfid, Carvon, Limonen, Eugenol, Methyleugenol, Eukalyptol, Eudesmol a Moskito-Alpha-Pinen. Binär Kombinatioune vun dëse Verbindunge goufen dann mat subletalen Dosen virbereet an hir synergistesch an antagonistesch Effekter goufen getest a bestëmmt. Déi bescht larvizid Zesummesetzunge ginn duerch d'Mëschung vu Limonen mat Diallyldisulfid kritt, an déi bescht adultizid Zesummesetzunge ginn duerch d'Mëschung vu Carvon mat Limonen kritt. Dat kommerziell benotzt synthetescht Larvizid Temphos an d'Medikament fir Erwuessener Malathion goufen separat an a binäre Kombinatioune mat Terpenoiden getest. D'Resultater hunn gewisen, datt d'Kombinatioun vun Temephos an Diallyldisulfid a Malathion an Eudesmol déi effektivst Kombinatioun war. Dës potent Kombinatioune hunn de Potenzial fir d'Benotzung géint Aedes aegypti.
Planzenäthereschen Ueleger (EOs) si sekundär Metabolitte mat verschiddene bioaktive Verbindungen a ginn ëmmer méi wichteg als Alternativ zu synthetesche Pestiziden. Si sinn net nëmmen ëmweltfrëndlech a benotzerfrëndlech, mä si sinn och eng Mëschung aus verschiddene bioaktive Verbindungen, wat och d'Wahrscheinlechkeet vun der Entwécklung vu Medikamentenresistenz reduzéiert1. Mat der GC-MS Technologie hunn d'Fuerscher d'Bestanddeeler vu verschiddene Planzenäthereschen Ueleger ënnersicht an iwwer 3.000 Verbindungen aus 17.500 aromatesche Planzen2 identifizéiert, vun deenen déi meescht op insektizid Eegeschafte getest goufen a berichtlech insektizid Effekter ze hunn3,4. E puer Studien weisen drop hin, datt d'Toxizitéit vun der Haaptkomponent vun der Verbindung d'selwecht oder méi grouss ass wéi déi vu sengem réie Ethylenoxid. Awer d'Benotzung vun eenzelne Verbindungen kéint erëm Plaz fir d'Entwécklung vu Resistenz loossen, wéi et de Fall bei chemeschen Insektiziden5,6 ass. Dofir läit de Fokus aktuell op der Virbereedung vu Mëschunge vun Ethylenoxid-baséierte Verbindungen, fir d'Insektizid-Effektivitéit ze verbesseren an d'Wahrscheinlechkeet vu Resistenz an Zilpestpopulatiounen ze reduzéieren. Individuell aktiv Verbindungen, déi an EOen präsent sinn, kënnen synergistesch oder antagonistesch Effekter a Kombinatiounen opweisen, déi d'Gesamtaktivitéit vun der EO reflektéieren, eng Tatsaach, déi a Studien, déi vu fréiere Fuerscher duerchgefouert goufen, gutt betount gouf7,8. De Vektorkontrollprogramm enthält och EO a seng Komponenten. Déi moskitocid Aktivitéit vun äthereschen Ueleger gouf extensiv op Culex- an Anopheles-Moskitoen ënnersicht. Verschidde Studien hunn versicht, effektiv Pestiziden z'entwéckelen, andeems verschidde Planzen mat kommerziell benotzte synthetesche Pestiziden kombinéiert goufen, fir d'Gesamttoxizitéit ze erhéijen an d'Niewewierkungen ze minimiséieren9. Awer Studien iwwer sou Verbindungen géint Aedes aegypti bleiwen rar. Fortschrëtter an der Medizin an d'Entwécklung vu Medikamenter an Impfungen hunn gehollef, verschidde vu Vektoren iwwerdroe Krankheeten ze bekämpfen. Awer d'Präsenz vu verschiddene Serotypen vum Virus, deen vun der Aedes aegypti-Moskito iwwerdroe gëtt, huet zum Echec vun Impfprogrammer gefouert. Dofir, wann sou Krankheeten optrieden, sinn Vektorkontrollprogrammer déi eenzeg Optioun fir d'Verbreedung vun der Krankheet ze verhënneren. An der aktueller Situatioun ass d'Bekämpfung vun Aedes aegypti ganz wichteg, well et e Schlësselvektor vu verschiddene Virussen an hire Serotypen ass, déi Dengueféiwer, Zika, Dengue-hämorrhagescht Dengueféiwer, Gieltféiwer, etc. verursaachen. Dat bemierkenswäertst ass d'Tatsaach, datt d'Zuel vun de Fäll vu bal all Vektor-iwwerdroene Aedes-iwwerdroene Krankheeten all Joer an Ägypten an och weltwäit eropgeet. Dofir gëtt et an dësem Kontext e dréngende Besoin fir ëmweltfrëndlech an effektiv Kontrollmoossname fir Aedes aegypti-Populatiounen z'entwéckelen. Potenziell Kandidaten an dëser Hisiicht sinn EOen, hir Bestanddeeler an hir Kombinatiounen. Dofir huet dës Studie versicht, effektiv synergistesch Kombinatioune vu Schlësselplanzen-EO-Verbindungen aus fënnef Planzen mat insektiziden Eegeschaften (z.B. Minze, Hellege Basilikum, Eucalyptus-Strahlen, Allium Sulfur a Melaleuca) géint Aedes aegypti z'identifizéieren.
All ausgewielten EOen hunn potenziell larvizid Aktivitéit géint Aedes aegypti gewisen, mat engem 24-Stonne LC50 tëscht 0,42 an 163,65 ppm. Déi héchst larvizid Aktivitéit gouf fir Peffermënz (Mp) EO mat engem LC50-Wäert vun 0,42 ppm no 24 Stonnen opgezeechent, gefollegt vu Knuewelek (As) mat engem LC50-Wäert vun 16,19 ppm no 24 Stonnen (Tabell 1).
Mat Ausnam vun Ocimum Sainttum, Os EO, hunn all véier aner getest EOen offensichtlech allerzid Effekter gewisen, mat LC50-Wäerter tëscht 23,37 an 120,16 ppm iwwer déi 24-Stonne-Beliichtungszäit. Thymophilus striata (Cl) EO war am effektivsten beim Töten vun Erwuessenen mat engem LC50-Wäert vun 23,37 ppm bannent 24 Stonnen no der Beliichtung, gefollegt vun Eucalyptus maculata (Em), deen en LC50-Wäert vun 101,91 ppm hat (Tabell 1). Op der anerer Säit ass den LC50-Wäert fir Os nach net bestëmmt ginn, well déi héchst Mortalitéitsquote vun 53% bei der héchster Dosis opgeholl gouf (Ergänzungsfigur 3).
Déi zwee wichtegst Verbindungen, déi an all EO enthale sinn, goufen op Basis vun de Resultater vun der NIST-Bibliothéiksdatebank, dem Prozentsaz vun der GC-Chromatogrammfläch an den MS-Spektresulten identifizéiert an ausgewielt (Tabell 2). Fir EO As waren déi wichtegst identifizéiert Verbindungen Diallyldisulfid an Diallyltrisulfid; fir EO Mp waren déi wichtegst identifizéiert Verbindungen Carvon a Limonen, fir EO Em waren déi wichtegst identifizéiert Verbindungen Eudesmol an Eukalyptol; fir EO Os waren déi wichtegst identifizéiert Verbindungen Eugenol a Methyleugenol, a fir EO Cl waren déi wichtegst identifizéiert Verbindungen Eugenol an α-Pinen (Figur 1, Ergänzungsfiguren 5–8, Ergänzungstabell 1–5).
Resultater vun der Massenspektrometrie vun den Haaptterpenoiden vun ausgewählten äthereschen Ueleger (A-Diallyldisulfid; B-Diallyltrisulfid; C-Eugenol; D-Methyleugenol; E-Limonen; F-aromatesche Ceperon; G-α-Pinen; H-Cineol; R-Eudamol).
Insgesamt néng Verbindungen (Diallyldisulfid, Diallyltrisulfid, Eugenol, Methyleugenol, Carvon, Limonen, Eukalyptol, Eudesmol, α-Pinen) goufen als effektiv Verbindungen identifizéiert, déi d'Haaptkomponente vun EO sinn, a goufen eenzel bioassayéiert géint Aedes aegypti am Larvestadium. D'Verbindung Eudesmol hat déi héchst larvizid Aktivitéit mat engem LC50-Wäert vun 2,25 ppm no 24 Stonnen Expositioun. D'Verbindungen Diallyldisulfid an Diallyltrisulfid hunn och potenziell larvizid Effekter, mat duerchschnëttleche subletalen Dosen am Beräich vun 10–20 ppm. Eng moderéiert larvizid Aktivitéit gouf erëm fir d'Verbindungen Eugenol, Limonen an Eukalyptol mat LC50-Wäerter vun 63,35 ppm, 139,29 ppm respektiv 181,33 ppm no 24 Stonnen observéiert (Tabell 3). Wéi och ëmmer, gouf kee bedeitend larvizid Potenzial vu Methyleugenol a Carvon och bei den héchsten Dosen festgestallt, dofir goufen keng LC50-Wäerter berechent (Tabell 3). Dat synthetescht Larvizid Temephos hat eng duerchschnëttlech letal Konzentratioun vun 0,43 ppm géint Aedes aegypti iwwer 24 Stonne Belaaschtung (Tabell 3, Ergänzungstabell 6).
Siwe Verbindungen (Diallyldisulfid, Diallyltrisulfid, Eukalyptol, α-Pinen, Eudesmol, Limonen a Carvon) goufen als déi wichtegst Verbindungen vun effektiven EO identifizéiert a goufen eenzel géint erwuesse egyptesch Aedes-Mücken getest. Laut der Probit-Regressiounsanalyse gouf festgestallt, datt Eudesmol dat héchst Potenzial mat engem LC50-Wäert vun 1,82 ppm huet, gefollegt vun Eukalyptol mat engem LC50-Wäert vun 17,60 ppm bei enger 24-Stonne-Beliichtungszäit. Déi fënnef reschtlech geteste Verbindungen ware mëttelméisseg schiedlech fir Erwuessener mat LC50-Wäerter tëscht 140,79 an 737,01 ppm (Tabell 3). Den syntheteschen Organophosphor-Malathion war manner potent wéi Eudesmol a méi héich wéi déi aner sechs Verbindungen, mat engem LC50-Wäert vu 5,44 ppm iwwer déi 24-Stonne-Beliichtungszäit (Tabell 3, Ergänzungstabell 6).
Siwe potent Bläiverbindungen an den Organophosphor-Tamephosat goufen ausgewielt fir binär Kombinatioune vun hiren LC50-Dosen an engem Verhältnis 1:1 ze formuléieren. Insgesamt goufen 28 binär Kombinatioune preparéiert an op hir larvizid Effizienz géint Aedes aegypti getest. Néng Kombinatioune goufen als synergistesch fonnt, 14 Kombinatioune waren antagonistesch, a fënnef Kombinatioune waren net larvizid. Ënnert de synergistesche Kombinatioune war d'Kombinatioun vun Diallyldisulfid an Temofol am effektivsten, mat enger observéierter Mortalitéit vun 100% no 24 Stonnen (Tabell 4). Ähnlech hunn Mëschunge vu Limonen mat Diallyldisulfid an Eugenol mat Thymetphos e gutt Potenzial mat enger observéierter Larvenmortalitéit vun 98,3% gewisen (Tabell 5). Déi reschtlech 4 Kombinatiounen, nämlech Eudesmol plus Eukalyptol, Eudesmol plus Limonen, Eukalyptol plus Alpha-Pinen, Alpha-Pinen plus Temephos, hunn och eng bedeitend larvizid Effizienz gewisen, mat observéierte Mortalitéitsraten vu méi wéi 90%. Déi erwaart Mortalitéitsquote läit bei 60-75 %. (Tabell 4). Wéi och ëmmer, d'Kombinatioun vu Limonen mat α-Pinen oder Eukalyptus huet antagonistesch Reaktiounen gewisen. Och Mëschunge vun Temephos mat Eugenol oder Eukalyptus oder Eudesmol oder Diallyltrisulfid hunn antagonistesch Effekter. Och d'Kombinatioun vun Diallyldisulfid an Diallyltrisulfid an d'Kombinatioun vun enger vun dëse Verbindungen mat Eudesmol oder Eugenol sinn antagonistesch wat hir larvizid Wierkung ugeet. Antagonismus gouf och mat der Kombinatioun vun Eudesmol mat Eugenol oder α-Pinen gemellt.
Vun allen 28 binäre Mëschungen, déi op erwuesse sauer Aktivitéit getest goufen, waren 7 Kombinatioune synergistesch, 6 haten keen Effekt an 15 waren antagonistesch. Mëschunge vun Eudesmol mat Eukalyptus a Limonen mat Carvon goufen als méi effektiv erwisen wéi aner synergistesch Kombinatiounen, mat Mortalitéitsraten no 24 Stonnen vun 76% respektiv 100% (Tabell 5). Et gouf observéiert, datt Malathion e synergisteschen Effekt mat all Kombinatioune vu Verbindungen ausser Limonen an Diallyltrisulfid weist. Op der anerer Säit gouf en Antagonismus tëscht Diallyldisulfid an Diallyltrisulfid an der Kombinatioun vun engem vun hinnen mat Eukalyptus, Eukalyptol, Carvon oder Limonen festgestallt. Ähnlech hunn Kombinatioune vun α-Pinen mat Eudesmol oder Limonen, Eukalyptol mat Carvon oder Limonen a Limonen mat Eudesmol oder Malathion antagonistesch larvizid Effekter gewisen. Fir déi reschtlech sechs Kombinatioune gouf et keen signifikanten Ënnerscheed tëscht der erwaarter an der observéierter Mortalitéit (Tabell 5).
Baséierend op synergistesch Effekter a subletalen Dosen, gouf hir larvizid Toxizitéit géint eng grouss Zuel vun Aedes aegypti-Moskitoen schlussendlech ausgewielt a weider getest. D'Resultater hunn gewisen, datt déi observéiert Larvemortalitéit mat de binäre Kombinatiounen Eugenol-Limonen, Diallyldisulfid-Limonen an Diallyldisulfid-Timephos 100% war, während déi erwaart Larvemortalitéit 76,48%, 72,16% respektiv 63,4% war (Tabell 6). D'Kombinatioun vu Limonen an Eudesmol war relativ manner effektiv, mat enger Larvemortalitéit vun 88%, déi iwwer d'24-Stonne-Beliichtungszäit observéiert gouf (Tabell 6). Zesummegefaasst hunn déi véier ausgewielte binär Kombinatiounen och synergistesch larvizid Effekter géint Aedes aegypti gewisen, wa se a grousser Skala ugewannt goufen (Tabell 6).
Dräi synergistesch Kombinatioune goufen fir den adultocidalen Bioassay ausgewielt fir grouss Populatiounen vun erwuessene Aedes aegypti ze kontrolléieren. Fir Kombinatioune fir d'Tester op groussen Insektenkolonien ze wielen, hu mir eis als éischt op déi zwou bescht synergistesch Terpenkombinatioune konzentréiert, nämlech Carvon plus Limonen an Eukalyptol plus Eudesmol. Zweetens gouf déi bescht synergistesch Kombinatioun aus der Kombinatioun vu syntheteschen Organophosphat-Malathion an Terpenoiden ausgewielt. Mir gleewen, datt d'Kombinatioun vu Malathion an Eudesmol déi bescht Kombinatioun fir Tester op groussen Insektenkolonien ass, wéinst der héchster observéierter Mortalitéit an de ganz niddrege LC50-Wäerter vun de Kandidatenzutaten. Malathion weist Synergismus a Kombinatioun mat α-Pinen, Diallyldisulfid, Eukalyptus, Carvon an Eudesmol. Awer wa mir eis d'LC50-Wäerter ukucken, huet Eudesmol de niddregsten Wäert (2,25 ppm). Déi berechent LC50-Wäerter vu Malathion, α-Pinen, Diallyldisulfid, Eukalyptol a Carvon louchen bei 5,4, 716,55, 166,02, 17,6 respektiv 140,79 ppm. Dës Wäerter weisen drop hin, datt d'Kombinatioun vu Malathion an Eudesmol déi optimal Kombinatioun wat d'Doséierung ugeet ass. D'Resultater hunn gewisen, datt d'Kombinatioune vu Carvon plus Limonen an Eudesmol plus Malathion eng observéiert Mortalitéit vun 100% haten, am Verglach zu enger erwaarter Mortalitéit vun 61% bis 65%. Eng aner Kombinatioun, Eudesmol plus Eukalyptol, huet eng Mortalitéitsquote vun 78,66% no 24 Stonne Belaaschtung gewisen, am Verglach zu enger erwaarter Mortalitéitsquote vun 60%. All dräi ausgewielte Kombinatioune weisen synergistesch Effekter, och wann se a grousser Skala géint erwuesse Aedes aegypti ugewannt goufen (Tabell 6).
An dëser Studie hunn ausgewählte Planzen-EOs wéi Mp, As, Os, Em a Cl villverspriechend lethal Effekter op d'Larven- a Erwuessenestadien vun Aedes aegypti gewisen. Mp EO hat déi héchst larvizid Aktivitéit mat engem LC50-Wäert vun 0,42 ppm, gefollegt vun As, Os an Em EOs mat engem LC50-Wäert vu manner wéi 50 ppm no 24 Stonnen. Dës Resultater stëmmen mat fréiere Studien iwwer Moustiquen an aner Dipterafliegen iwwereneen10,11,12,13,14. Och wann d'larvizid Potenzial vu Cl méi niddreg ass wéi déi vun aneren äthereschen Ueleger, mat engem LC50-Wäert vun 163,65 ppm no 24 Stonnen, ass säi Potenzial am Erwuessenenalter am héchsten mat engem LC50-Wäert vun 23,37 ppm no 24 Stonnen. Mp, As an Em EOs hunn och e gutt allerzid Potenzial mat LC50-Wäerter am Beräich vun 100–120 ppm no 24 Stonnen Expositioun gewisen, awer ware relativ méi niddreg wéi hir larvizid Effizienz. Op der anerer Säit huet EO Os e vernoléissegbaren allerzideschen Effekt gewisen, och bei der héchster therapeutescher Dosis. Dofir weisen d'Resultater drop hin, datt d'Toxizitéit vun Ethylenoxid fir Planze jee no Entwécklungsstadium vun de Moustiquen variéiere kann15. Et hänkt och vun der Pénétratiounsquote vun EOs an de Kierper vum Insekt, hirer Interaktioun mat spezifeschen Zil-Enzymen an der Entgiftungskapazitéit vun der Moustique an all Entwécklungsstadium16 of. Eng grouss Zuel vu Studien huet gewisen, datt d'Haaptkomponentverbindung e wichtege Faktor an der biologescher Aktivitéit vun Ethylenoxid ass, well se de Groussdeel vun den Gesamtverbindungen3,12,17,18 ausmécht. Dofir hu mir zwou Haaptverbindungen an all EO berücksichtegt. Baséierend op de GC-MS Resultater goufen Diallyldisulfid an Diallyltrisulfid als déi wichtegst Verbindungen vun EO As identifizéiert, wat mat fréiere Berichter19,20,21 iwwereneestëmmt. Obwuel fréier Berichter uginn hunn, datt Menthol eng vun sengen Haaptverbindunge war, goufen Carvon a Limonen erëm als déi wichtegst Verbindungen vun Mp EO22,23 identifizéiert. De Zesummesetzungsprofil vun Os EO huet gewisen, datt Eugenol a Methyl-Eugenol déi Haaptverbindungen sinn, wat ähnlech wéi d'Resultater vu fréiere Fuerscher ass16,24. Eukalyptol an Eukalyptol goufen als déi Haaptverbindungen am Em-Blatueleg gemellt, wat mat de Resultater vu verschiddene Fuerscher25,26 iwwereneestëmmt, awer am Géigesaz zu de Resultater vum Olalade et al.27. D'Dominanz vu Cineol an α-Pinen gouf am Melaleuca-äthereschen Ueleg observéiert, wat ähnlech wéi a fréiere Studien28,29 ass. Intraspezifesch Ënnerscheeder an der Zesummesetzung a Konzentratioun vun äthereschen Ueleger, déi aus der selwechter Planzenaart op verschiddene Plazen extrahéiert ginn, goufen gemellt an och an dëser Studie observéiert, déi vun de geografesche Wuesstumsbedingungen vun de Planzen, der Erntezäit, dem Entwécklungsstadium oder dem Planzenalter, dem Optriede vu Chemotypen, etc.22,30,31,32 beaflosst ginn. Déi wichtegst identifizéiert Verbindungen goufen dann kaaft an op hir larvizid Effekter an Effekter op erwuesse Aedes aegypti-Moskitoen getest. D'Resultater hunn gewisen, datt d'larvizid Aktivitéit vum Diallyldisulfid vergläichbar mat där vum réien EO As war. Awer d'Aktivitéit vum Diallyltrisulfid ass méi héich wéi déi vum EO As. Dës Resultater sinn ähnlech wéi déi vum Kimbaris et al. 33 op Culex philippines kritt. Wéi och ëmmer, dës zwou Verbindungen hunn keng gutt autozid Aktivitéit géint d'Zilmücken gewisen, wat mat de Resultater vu Plata-Rueda et al 34 op Tenebrio molitor iwwereneestëmmt. Os EO ass effektiv géint d'Larvestadium vun Aedes aegypti, awer net géint d'Erwuessenenstadium. Et gouf festgestallt, datt d'larvizid Aktivitéit vun den eenzelne wichtegste Verbindungen méi niddreg ass wéi déi vum réien Os EO. Dëst implizéiert eng Roll fir aner Verbindungen an hir Interaktiounen am réien Ethylenoxid. Methyleugenol eleng huet vernoléissegbar Aktivitéit, während Eugenol eleng eng moderéiert larvizid Aktivitéit huet. Dës Conclusioun bestätegt op der enger Säit 35,36, an op der anerer Säit widdersprécht se de Conclusioune vu fréiere Fuerscher 37,38. Ënnerscheeder an de funktionelle Gruppe vun Eugenol a Methyleugenol kënnen zu ënnerschiddlechen Toxizitéiten fir datselwecht Zilinsekt féieren39. Limonen huet eng moderéiert larvizid Aktivitéit gewisen, während den Effekt vu Carvon onbedeitend war. Ähnlech ënnerstëtzen déi relativ niddreg Toxizitéit vu Limonen fir erwuesse Insekten an déi héich Toxizitéit vu Carvon d'Resultater vu verschiddene fréiere Studien40, awer widderspriechen aneren41. D'Präsenz vun Duebelbindungen op souwuel intrazyklischen wéi och exozyklische Positiounen kann d'Virdeeler vun dëse Verbindungen als Larviziden3,41 erhéijen, während Carvon, wat e Keton mat onsaturéierte Alpha- a Beta-Kuelestoffatome ass, e méi héicht Potenzial fir Toxizitéit bei Erwuessenen opweise kann42. Wéi och ëmmer, déi individuell Charakteristike vu Limonen a Carvon sinn däitlech méi niddreg wéi den gesamten EO Mp (Tabell 1, Tabell 3). Ënnert den getesteten Terpenoiden huet Eudesmol déi gréisst larvizid an erwuesse Aktivitéit mat engem LC50-Wäert ënner 2,5 ppm gewisen, wat et zu enger villverspriechender Verbindung fir d'Bekämpfung vun Aedes-Moskitoen mécht. Seng Leeschtung ass besser wéi déi vum ganzen EO Em, obwuel dëst net mat de Resultater vum Cheng et al.40 iwwereneestëmmt. Eudesmol ass e Sesquiterpen mat zwou Isopren-Eenheeten, deen manner volatil ass wéi sauerstoffräich Monoterpener wéi Eukalyptus a dofir e méi grousst Potenzial als Pestizid huet. Eukalyptol selwer huet eng méi grouss Aktivitéit am Erwuessenenalter wéi an der Larvizid, an d'Resultater aus fréiere Studien ënnerstëtzen an widderleeën dëst37,43,44. D'Aktivitéit eleng ass bal vergläichbar mat där vum ganzen EO Cl. En anert bicyclescht Monoterpen, α-Pinen, huet manner en Effekt am Erwuessenenalter op Aedes aegypti wéi e larviziden Effekt, wat de Géigendeel vum Effekt vum vollen EO Cl ass. Déi allgemeng insektizid Aktivitéit vun Terpenoiden gëtt vun hirer Lipophilizitéit, Volatilitéit, Kuelestoffverzweigung, Projektiounsfläch, Uewerfläch, funktionelle Gruppen an hire Positiounen45,46 beaflosst. Dës Verbindungen kënnen doduerch wierken, datt se Zellakkumulatiounen zerstéieren, d'Atmungsaktivitéit blockéieren, d'Iwwerdroung vun Nervenimpulser ënnerbriechen, etc. 47 Et gouf festgestallt, datt den syntheteschen Organophosphat Temephos déi héchst larvizid Aktivitéit mat engem LC50-Wäert vun 0,43 ppm huet, wat mat de Lek-Donnéeën - Utala48 iwwereneestëmmt. D'Aktivitéit vum syntheteschen Organophosphat-Malathion bei Erwuessenen gouf mat 5,44 ppm gemellt. Obwuel dës zwee Organophosphate positiv géint Laborstämm vun Aedes aegypti reagéiert hunn, gouf a verschiddene Regioune vun der Welt Moustiquenresistenz géint dës Verbindungen gemellt49. Wéi och ëmmer, goufen keng ähnlech Berichter iwwer d'Entwécklung vu Resistenz géint Kräidermedikamenter fonnt50. Dofir ginn Botanikpräparater als potenziell Alternativen zu chemesche Pestiziden a Vektorkontrollprogrammer ugesinn.
Den larviziden Effekt gouf op 28 binäre Kombinatiounen (1:1) getest, déi aus potenten Terpenoiden an Terpenoiden mat Thymetphos preparéiert goufen, an 9 Kombinatioune goufen als synergistesch, 14 antagonistesch a 5 antagonistesch festgestallt. Keen Effekt. Op der anerer Säit goufen am Erwuessenenpotenzbioassay 7 Kombinatioune als synergistesch festgestallt, 15 Kombinatioune waren antagonistesch, a 6 Kombinatioune goufen ouni Effekt gemellt. De Grond, firwat verschidde Kombinatioune e synergisteschen Effekt produzéieren, kéint doduerch leien, datt d'Kandidatverbindungen gläichzäiteg a verschiddene wichtege Weeër interagéieren, oder op der sequenzieller Hemmung vu verschiddene Schlësselenzyme vun engem bestëmmte biologesche Wee51. D'Kombinatioun vu Limonen mat Diallyldisulfid, Eukalyptus oder Eugenol gouf souwuel a klenge wéi och a grousse Applikatiounen als synergistesch festgestallt (Tabell 6), während seng Kombinatioun mat Eukalyptus oder α-Pinen antagonistesch Effekter op d'Larven huet. Am Duerchschnëtt schéngt Limonen e gudde Synergist ze sinn, méiglecherweis wéinst der Präsenz vu Methylgruppen, der gudder Penetratioun an de Stratum Corneum an engem anere Wierkungsmechanismus52,53. Et gouf virdru bericht, datt Limonen toxesch Effekter verursaache kann, andeems et an d'Insektenkutikula penetréiert (Kontakttoxizitéit), den Verdauungssystem beaflosst (Anti-Feedant) oder den Atmungssystem beaflosst (Fumigatiounsaktivitéit), 54 während Phenylpropanoiden wéi Eugenol metabolesch Enzyme beaflosse kënnen 55. Dofir kënne Kombinatioune vu Verbindungen mat verschiddene Wierkungsmechanismen den allgemengen lethalen Effekt vun der Mëschung erhéijen. Eukalyptol gouf als synergistesch mat Diallyldisulfid, Eukalyptus oder α-Pinen festgestallt, awer aner Kombinatioune mat anere Verbindungen waren entweder net larvizid oder antagonistesch. Fréi Studien hunn gewisen, datt Eukalyptol eng hemmende Aktivitéit op Acetylcholinesterase (AChE), souwéi Octamin- a GABA-Rezeptoren huet56. Well zyklisch Monoterpener, Eukalyptol, Eugenol, etc. deeselwechte Wierkungsmechanismus wéi hir neurotoxesch Aktivitéit hunn,57 wouduerch hir kombinéiert Effekter duerch géigesäiteg Inhibitioun miniméiert ginn. Och d'Kombinatioun vun Temephos mat Diallyldisulfid, α-Pinen a Limonen gouf als synergistesch festgestallt, wat fréier Berichter iwwer e synergisteschen Effekt tëscht Kräiderprodukter a syntheteschen Organophosphaten58 ënnerstëtzt.
D'Kombinatioun vun Eudesmol an Eukalyptol huet e synergisteschen Effekt op d'Larven- a Erwuessenestadien vun Aedes aegypti festgestallt, méiglecherweis wéinst hiren ënnerschiddleche Wierkungsmechanismen wéinst hiren ënnerschiddleche chemesche Strukturen. Eudesmol (e Sesquiterpen) kann d'Atmungssystem beaflossen 59 an Eukalyptol (e Monoterpen) kann d'Acetylcholinesterase 60 beaflossen. D'Koexpositioun vun den Zutaten op zwou oder méi Zilplazen kann den allgemengen lethalen Effekt vun der Kombinatioun verbesseren. An Erwuessene-Substanz-Bioassays gouf festgestallt, datt Malathion synergistesch mat Carvon oder Eukalyptol oder Eukalyptol oder Diallyldisulfid oder α-Pinen ass, wat drop hiweist, datt et synergistesch mat der Zousaz vu Limonen an Di ass. Gutt synergistesch Allerzidkandidaten fir de ganze Portfolio vun Terpenverbindungen, mat Ausnam vun Allyltrisulfid. Thangam a Kathiresan 61 hunn och ähnlech Resultater vum synergisteschen Effekt vu Malathion mat Kräiderextrakter gemellt. Dës synergistesch Reaktioun kéint op déi kombinéiert toxesch Effekter vu Malathion a Phytochemikalien op Insektenentgiftungsenzymer zeréckzeféieren sinn. Organophosphate wéi Malathion wierken am Allgemengen andeems se Cytochrom P450 Esterasen a Monooxygenasen hemmen62,63,64. Dofir kann d'Kombinatioun vu Malathion mat dëse Wierkungsmechanismen an Terpener mat verschiddene Wierkungsmechanismen den allgemengen déidlechen Effekt op Moustiquen erhéijen.
Op der anerer Säit weist Antagonismus drop hin, datt déi ausgewielte Verbindungen a Kombinatioun manner aktiv sinn wéi all Verbindung eleng. De Grond fir den Antagonismus a verschiddene Kombinatioune kéint sinn, datt eng Verbindung d'Verhale vun der anerer Verbindung modifizéiert andeems se d'Absorptiouns-, Verdeelungs-, Metabolismus- oder Ausscheedungsquote ännert. Fréi Fuerscher hunn dëst als Ursaach vum Antagonismus a Medikamentenkombinatioune betruecht. Molekülle Méigleche Mechanismus 65. Ähnlech kéinte méiglech Ursaache fir Antagonismus mat ähnlechen Handlungsmechanismen zesummenhänken, Konkurrenz vun de Bestanddeeler vun de Verbindungen ëm deeselwechte Rezeptor oder Zilplaz. A verschiddene Fäll kann och eng net-kompetitiv Hemmung vum Zilprotein optrieden. An dëser Studie hunn zwou Organoswëfelverbindungen, Diallyldisulfid an Diallyltrisulfid, antagonistesch Effekter gewisen, méiglecherweis wéinst Konkurrenz ëm deeselwechte Zilplaz. Och dës zwou Schwefelverbindungen hunn antagonistesch Effekter gewisen an haten keen Effekt a Kombinatioun mat Eudesmol an α-Pinen. Eudesmol an Alpha-Pinen si zyklisch vun Natur, während Diallyldisulfid an Diallyltrisulfid aliphatesch vun Natur sinn. Baséierend op der chemescher Struktur sollt d'Kombinatioun vun dëse Verbindungen déi allgemeng lethal Aktivitéit erhéijen, well hir Zilplazen normalerweis ënnerschiddlech sinn34,47, awer experimentell hu mir Antagonismus festgestallt, deen op d'Roll vun dëse Verbindungen a verschiddenen onbekannte Organismen in vivo Systemer als Resultat vun der Interaktioun zréckzeféiere kéint. Ähnlech huet d'Kombinatioun vu Cineol an α-Pinen antagonistesch Reaktiounen produzéiert, obwuel d'Fuerscher virdru bericht hunn, datt déi zwou Verbindungen ënnerschiddlech Wierkungsziler hunn47,60. Well béid Verbindungen zyklisch Monoterpener sinn, kann et e puer gemeinsam Zilplazen ginn, déi ëm d'Bindung konkurréiere kënnen an d'allgemeng Toxizitéit vun de kombinatoresche Puer beaflossen, déi ënnersicht goufen.
Baséierend op LC50-Wäerter an observéierter Mortalitéit goufen déi zwou bescht synergistesch Terpenkombinatioune gewielt, nämlech d'Pairen Carvon + Limonen an Eukalyptol + Eudesmol, souwéi den syntheteschen Organophosphor-Malathion mat Terpener. Déi optimal synergistesch Kombinatioun vu Malathion + Eudesmol-Verbindungen gouf an engem Erwuessenen-Insektizid-Bioassay getest. Zilgrupp fir grouss Insektenkolonien ze bestätegen, ob dës effektiv Kombinatioune géint eng grouss Zuel vun Individuen iwwer relativ grouss Beliichtungsflächen funktionéiere kënnen. All dës Kombinatioune weisen e synergisteschen Effekt géint grouss Insektenschwärme. Ähnlech Resultater goufen fir eng optimal synergistesch larvizid Kombinatioun kritt, déi géint grouss Populatioune vun Aedes aegypti-Larven getest gouf. Sou kann een soen, datt déi effektiv synergistesch larvizid an adultizid Kombinatioun vu Planzen-EO-Verbindungen e staarke Kandidat géint existent synthetesch Chemikalien ass a weider benotzt ka ginn, fir d'Aedes aegypti-Populatiounen ze bekämpfen. Och effektiv Kombinatioune vu syntheteschen Larviziden oder Adultiziden mat Terpener kënnen och benotzt ginn, fir d'Dosen Thymetphos oder Malathion ze reduzéieren, déi u Moustiquen verabreicht ginn. Dës potent synergistesch Kombinatioune kéinten Léisunge fir zukünfteg Studien iwwer d'Evolutioun vun der Medikamentenresistenz bei Aedes-Moskitoen ubidden.
D'Eeër vun der Aedes aegypti goufen am Regional Medical Research Centre zu Dibrugarh, Indian Council of Medical Research, gesammelt a kontrolléiert Temperatur (28 ± 1 °C) a Fiichtegkeet (85 ± 5%) am Department of Zoology vun der Gauhati University ënner de folgende Konditioune gehale: Arivoli goufen et al. beschriwwen. Nom Ausschluppe kruten d'Larve Larvefudder (Hondskekspulver an Hef am Verhältnes 3:1) an d'Erwuessener kruten eng 10% Glukosléisung. Vum 3. Dag nom Ausschluppe konnten erwuesse Moustiquen d'Blutt vun Albino-Ratten saugen. Filterpabeier a Waasser an engem Glas leeën an an de Käfeg fir d'Eeër leeën leeën.
Ausgewielte Planzeprouwen, nämlech Eukalyptusblieder (Myrtaceae), Hellege Basilikum (Lamiaceae), Minze (Lamiaceae), Melaleuca (Myrtaceae) an Alliumzwiebelen (Amaryllidaceae). Gesammelt zu Guwahati an identifizéiert vum Departement fir Botanik vun der Gauhati Universitéit. Déi gesammelt Planzeprouwen (500 g) goufen 6 Stonnen laang mat engem Clevenger-Apparat hydrodestilléiert. Den extrahéierten EO gouf a propperen Glasfläschchen gesammelt a bei 4°C fir weider Studien gelagert.
D'Larvizid-Toxizitéit gouf mat liicht modifizéierte Standardprozedure vun der Weltgesondheetsorganisatioun 67 ënnersicht. Benotzt DMSO als Emulgator. All EO-Konzentratioun gouf ufanks bei 100 an 1000 ppm getest, woubäi 20 Larven an all Widderhuelung exposéiert goufen. Baséierend op de Resultater gouf e Konzentratiounsberäich ugewannt an d'Mortalitéit gouf vun 1 Stonn bis 6 Stonnen (an Intervalle vun 1 Stonn) an no 24 Stonnen, 48 Stonnen an 72 Stonnen no der Behandlung opgeholl. Subletal Konzentratiounen (LC50) goufen no 24, 48 an 72 Stonnen Belaaschtung bestëmmt. All Konzentratioun gouf dräimol zesumme mat enger negativer Kontroll (nëmme Waasser) an enger positiver Kontroll (DMSO-behandelt Waasser) analyséiert. Wann eng Verpopping optrieden a méi wéi 10% vun de Larven vun der Kontrollgrupp stierwen, gëtt den Experiment widderholl. Wann d'Mortalitéitsquote an der Kontrollgrupp tëscht 5-10% läit, benotzt d'Abbott-Korrekturformel 68.
D'Method, déi vum Ramar et al. 69 beschriwwe gouf, gouf fir en erwuessene Bioassay géint Aedes aegypti mat Aceton als Léisungsmëttel benotzt. All EO gouf ufanks géint erwuesse Aedes aegypti Moustiquen a Konzentratioune vun 100 an 1000 ppm getest. 2 ml vun all virbereeter Léisung op d'Whatman-Nummer applizéiert. 1 Stéck Filterpabeier (Gréisst 12 x 15 cm2) gëtt benotzt a léisst den Aceton 10 Minutte laang verdampfen. Filterpabeier, deen nëmmen mat 2 ml Aceton behandelt gouf, gouf als Kontroll benotzt. Nodeems den Aceton verdampft war, ginn dat behandelt Filterpabeier an de Kontrollfilterpabeier an e zylindrescht Rouer (10 cm déif) geluecht. Zéng 3 bis 4 Deeg al Moustiquen, déi sech net blutfërmeg ernähren, goufen an Triplikater vun all Konzentratioun transferéiert. Baséierend op de Resultater vun de virleefegen Tester goufen ënnerschiddlech Konzentratioune vun ausgewielten Ueleger getest. D'Mortalitéit gouf no 1 Stonn, 2 Stonnen, 3 Stonnen, 4 Stonnen, 5 Stonnen, 6 Stonnen, 24 Stonnen, 48 Stonnen an 72 Stonnen no der Verëffentlechung vun de Moustiquen opgeholl. Berechent d'LC50-Wäerter fir Beliichtungszäiten vun 24 Stonnen, 48 Stonnen an 72 Stonnen. Wann d'Mortalitéitsquote vun der Kontrollgrupp méi wéi 20% ass, widderhuelt den ganzen Test. Wann d'Mortalitéitsquote an der Kontrollgrupp méi wéi 5% ass, passen d'Resultater fir déi behandelt Proben mat der Abbott-Formel68 un.
Gaschromatographie (Agilent 7890A) a Massenspektrometrie (Accu TOF GCv, Jeol) goufen duerchgefouert fir d'Bestanddeeler vun den ausgewielten äthereschen Ueleger ze analyséieren. De GC war mat engem FID-Detektor an enger Kapillarkolonn (HP5-MS) ausgestatt. Den Trägergas war Helium, d'Duerchflussrate war 1 ml/min. De GC-Programm setzt Allium sativum op 10:80-1M-8-220-5M-8-270-9M an Ocimum Sainttum op 10:80-3M-8-200-3M-10-275-1M-5 – 280, fir Minze 10:80-1M-8-200-5M-8-275-1M-5-280, fir Eukalyptus 20.60-1M-10-200-3M-30-280, a fir rout. Fir dausend Schichten sinn se si 10: 60-1M-8-220-5M-8-270-3M.
Déi wichtegst Verbindungen vun all EO goufen op Basis vum Flächenprozentsaz identifizéiert, deen aus de GC-Chromatogramm- a Massenspektrometrieresultater berechent gouf (mat Bezuch op d'NIST 70 Standarddatenbank).
Déi zwou Haaptverbindungen an all EO goufen op Basis vun GC-MS Resultater ausgewielt a vu Sigma-Aldrich mat enger Rengheet vun 98–99% fir weider Bioassays kaaft. D'Verbindunge goufen op larvizid an Erwuessene-Effizienz géint Aedes aegypti getest, wéi uewe beschriwwen. Déi am meeschte verbreet synthetesch Larviziden Tamephosat (Sigma Aldrich) an d'Medikament Malathion fir Erwuessener (Sigma Aldrich) goufen analyséiert fir hir Effizienz mat ausgewählten EO-Verbindungen ze vergläichen, no der selwechter Prozedur.
Binär Mëschunge vun ausgewählten Terpenverbindungen an Terpenverbindungen plus kommerziellen Organophosphaten (Tilephos a Malathion) goufen hiergestallt andeems d'LC50-Dosis vun all Kandidatverbindung an engem Verhältnis 1:1 gemëscht gouf. Déi virbereet Kombinatioune goufen op Larven- a Erwuessenestadien vun Aedes aegypti getest, wéi uewe beschriwwen. All Bioassay gouf dräimol fir all Kombinatioun an dräimol fir déi eenzel Verbindungen, déi an all Kombinatioun präsent waren, duerchgefouert. Den Doud vun den Zilinsekten gouf no 24 Stonnen opgeholl. Berechent déi erwaart Mortalitéitsquote fir eng binär Mëschung mat Hëllef vun der folgender Formel.
woubei E = erwaart Mortalitéitsquote vun Aedes aegypti-Moskitoen als Reaktioun op eng binär Kombinatioun, also Verbindung (A + B).
Den Effekt vun all binärer Mëschung gouf als synergistesch, antagonistesch oder keen Effekt bezeechent baséiert op dem χ2-Wäert, deen no der Method vum Pavla52 berechent gouf. Berechent de χ2-Wäert fir all Kombinatioun mat der folgender Formel.
Den Effekt vun enger Kombinatioun gouf als synergistesch definéiert, wann de berechent χ2-Wäert méi grouss war wéi den Tabellenwäert fir déi entspriechend Fräiheetsgraden (95%-Konfidenzintervall) a wann déi observéiert Mortalitéit déi erwaart Mortalitéit iwwerschratt huet. Ähnlech, wann de berechent χ2-Wäert fir eng Kombinatioun den Tabellenwäert mat e puer Fräiheetsgraden iwwerschreift, awer déi observéiert Mortalitéit méi niddreg ass wéi déi erwaart Mortalitéit, gëllt d'Behandlung als antagonistesch. A wann an enger Kombinatioun de berechent Wäert vun χ2 méi kleng ass wéi den Tabellenwäert an de entspriechende Fräiheetsgraden, gëllt d'Kombinatioun als keen Effekt.
Dräi bis véier potenziell synergistesch Kombinatiounen (100 Larven an 50 larvizid an erwuesse Insektenaktivitéit) goufen fir Tester géint eng grouss Zuel vun Insekten ausgewielt. Erwuesse) ginn wéi uewen uginn vir. Zesumme mat de Mëschunge goufen och individuell Verbindungen, déi an de gewielte Mëschunge präsent waren, op gläicher Zuel vun Aedes aegypti Larven an Erwuessener getest. De Kombinatiounsverhältnis ass een Deel LC50 Dosis vun enger Kandidatverbindung an en Deel LC50 Dosis vun der anerer Bestanddeelverbindung. Am Bioassay fir d'Aktivitéit vun den Erwuessener goufen déi ausgewielte Verbindungen am Léisungsmëttel Aceton opgeléist an op Filterpabeier applizéiert, dat an engem zylindresche Plastikbehälter vun 1300 cm3 agewéckelt war. Den Aceton gouf 10 Minutte laang verdampft an d'Erwuessener goufen fräigelooss. Ähnlech goufen am Bioassay fir d'Larvizid Dosen vun LC50 Kandidatverbindungen als éischt a gläiche Volumen DMSO opgeléist an dann mat 1 Liter Waasser gemëscht, dat a Plastikbehälter vun 1300 cc gelagert gouf, an d'Larve goufen fräigelooss.
Eng probabilistesch Analyse vun 71 opgehollene Mortalitéitsdaten gouf mat SPSS (Versioun 16) a Minitab Software duerchgefouert fir LC50-Wäerter ze berechnen.
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 01. Juli 2024