Déi wäit verbreet Notzung vu synthetesche Pestiziden huet zu ville Problemer gefouert, dorënner d'Entstoe vu resistente Organismen, Ëmweltverschmotzung a Schued fir d'mënschlech Gesondheet. Dofir ginn nei mikrobiell...Pestizidendéi sécher fir d'mënschlech Gesondheet an d'Ëmwelt sinn, ginn dringend gebraucht. An dëser Studie gouf e Rhamnolipid-Biosurfaktant, produzéiert vum Enterobacter cloacae SJ2, benotzt fir d'Toxizitéit fir Moustiquen- (Culex quinquefasciatus) an Termiten- (Odontotermes obesus) Larven ze evaluéieren. D'Resultater hunn gewisen, datt et eng dosisofhängeg Mortalitéitsquote tëscht de Behandlungen gouf. Den LC50-Wäert (50% lethal Konzentratioun) no 48 Stonnen fir Termiten- a Moustiquelarven-Biosurfaktanten gouf mat enger netlinearer Regressiounskurveanpassungsmethod bestëmmt. D'Resultater hunn gewisen, datt d'48-Stonne LC50-Wäerter (95% Vertrauensintervall) vun der larvizider an antitermitenaktivitéit vum Biosurfaktant 26,49 mg/L (Beräich 25,40 bis 27,57) respektiv 33,43 mg/L (Beräich 31,09 bis 35,68) waren. Laut histopathologescher Untersuchung huet d'Behandlung mat Biosurfaktanten schwéier Schied un den Organellengewebe vu Larven an Termiten verursaacht. D'Resultater vun dëser Studie weisen drop hin, datt de mikrobiellen Biosurfaktant, dee vum Enterobacter cloacae SJ2 produzéiert gëtt, en exzellenten an potenziell effektive Mëttel fir d'Bekämpfung vu Cx. quinquefasciatus an O. obesus ass.
Tropesch Länner leiden ënner enger grousser Zuel vu Krankheeten, déi duerch Moustiquen iwwerdroe ginn1. D'Relevanz vu Krankheeten, déi duerch Moustiquen iwwerdroe ginn, ass wäit verbreet. Méi wéi 400.000 Leit stierwen all Joer u Malaria, an e puer Groussstied erliewen Epidemien vu schwéiere Krankheeten wéi Dengue, Gielt Féiwer, Chikungunya a Zika.2 Krankheeten, déi duerch Vektoren iwwerdroe ginn, si mat enger vu sechs Infektiounen weltwäit verbonnen, woubäi Moustiquen déi heefegst Fäll verursaachen3,4. Culex, Anopheles an Aedes sinn déi dräi Moustiquegattungen, déi am heefegsten mat der Krankheetsiwwerdroung a Verbindung bruecht ginn5. D'Prävalenz vum Dengue, enger Infektioun, déi vun der Aedes aegypti Moustique iwwerdroe gëtt, ass an de leschte Joren eropgaang a stellt eng bedeitend Gefor fir d'ëffentlech Gesondheet duer4,7,8. Laut der Weltgesondheetsorganisatioun (WHO) si méi wéi 40% vun der Weltbevëlkerung vum Dengue a Gefor, mat 50–100 Millioune neie Fäll, déi all Joer a méi wéi 100 Länner optrieden9,10,11. Dengue ass zu engem grousse Problem fir d'ëffentlech Gesondheet ginn, well seng Heefegkeet weltwäit eropgaang ass12,13,14. Den Anopheles gambiae, allgemeng bekannt als déi afrikanesch Anopheles-Moskito, ass de wichtegste Vektor vun der mënschlecher Malaria an tropeschen a subtropesche Regiounen15. De West-Nil-Virus, d'St. Louis-Enzephalitis, d'japanesch Enzephalitis a viral Infektioune vu Päerd a Vigel ginn duerch Culex-Moskitoen iwwerdroen, déi dacks als Hausmücken bezeechent ginn. Zousätzlech si si och Träger vu bakteriellen a parasitäre Krankheeten16. Et gëtt méi wéi 3.000 Aarte vun Termiten op der Welt, an et gëtt se zënter méi wéi 150 Millioune Joer17. Déi meescht Schädlinge liewen am Buedem a ernähren sech vu Holz an Holzprodukter, déi Cellulose enthalen. Den indeschen Termit Odontotermes obesus ass e wichtege Schädling, deen eescht Schied un wichtege Kulturen a Plantagebeem18 verursaacht. An landwirtschaftleche Gebidder kënnen Termitebefall a verschiddene Stadien enormen ekonomesche Schued un verschiddene Kulturen, Bamarten a Baumaterialien verursaachen. Termite kënnen och Gesondheetsproblemer beim Mënsch verursaachen19.
D'Fro vun der Resistenz vu Mikroorganismen a Schädlinge an den haitege pharmazeuteschen a landwirtschaftleche Beräicher ass komplex20,21. Dofir sollten déi zwou Firmen no neie käschtegënschtege Antimikrobiellen a séchere Biopestiziden sichen. Synthetesch Pestiziden sinn elo verfügbar a goufen als ustiechend erwisen an net-gezielte nëtzlech Insekten ofwieren22. An de leschte Joren huet sech d'Fuerschung iwwer Biosurfaktanten duerch hir Uwendung a verschiddenen Industrien ausbreet. Biosurfaktanten si ganz nëtzlech a vital an der Landwirtschaft, Buedemsanéierung, Pëtrolsextraktioun, Bakterien- an Insektenentfernung, a Liewensmëttelveraarbechtung23,24. Biosurfaktanten oder mikrobiell Tenside si Biosurfaktantchemikalien, déi vu Mikroorganismen wéi Bakterien, Hefen a Pilze a Küstenhabitater a mat Ueleg kontaminéierte Gebidder produzéiert ginn25,26. Chemesch ofgeleet Tenside a Biosurfaktanten sinn zwou Zorten, déi direkt aus der natierlecher Ëmwelt gewonnen ginn27. Verschidde Biosurfaktanten ginn aus marinen Habitater gewonnen28,29. Dofir sichen d'Wëssenschaftler no neien Technologien fir d'Produktioun vu Biosurfaktanten op Basis vun natierleche Bakterien30,31. Fortschrëtter an dëser Fuerschung weisen d'Wichtegkeet vun dëse biologesche Verbindungen fir den Ëmweltschutz32. Bacillus, Pseudomonas, Rhodococcus, Alcaligenes, Corynebacterium an dës bakteriell Gattungen si gutt ënnersicht Vertrieder23,33.
Et gëtt vill Zorte vu Biosurfaktanten mat engem breede Spektrum un Uwendungen34. E bedeitende Virdeel vun dëse Verbindungen ass, datt e puer vun hinnen antibakteriell, larvizid an insektizid Aktivitéit hunn. Dëst bedeit, datt se an der landwirtschaftlecher, chemescher, pharmazeutescher a kosmetescher Industrie35,36,37,38 kënne benotzt ginn. Well Biosurfaktanten allgemeng biologesch ofbaubar a ëmweltfrëndlech sinn, gi se an integréierte Schädlingsbekämpfungsprogrammer benotzt fir Kulturen ze schützen39. Sou gouf Basiswëssen iwwer déi larvizid an antitermiten Aktivitéit vu mikrobiellen Biosurfaktanten gesammelt, déi vun Enterobacter cloacae SJ2 produzéiert ginn. Mir hunn d'Mortalitéit an d'histologesch Verännerungen ënnersicht, wa se verschiddene Konzentratioune vu Rhamnolipid-Biosurfaktanten ausgesat sinn. Zousätzlech hu mir dat wäit verbreet Quantitative Structure-Activity (QSAR) Computerprogramm Ecological Structure-Activity (ECOSAR) evaluéiert, fir akut Toxizitéit fir Mikroalgen, Daphnien a Fësch ze bestëmmen.
An dëser Studie gouf d'Antitermitenaktivitéit (Toxizitéit) vu gereinegten Biosurfaktanten a verschiddene Konzentratioune vun 30 bis 50 mg/ml (mat Intervalle vu 5 mg/ml) géint indesch Termiten, O. obesus an déi véiert Aart getest. Evaluéieren. Larven vum Instar Cx. Larven vu Moustiquen quinquefasciatus. LC50 Konzentratioune vu Biosurfaktanten iwwer 48 Stonnen géint O. obesus a Cx. C. solanacearum. Moustiquelarve goufen mat enger netlinearer Regressiounskurveanpassungsmethod identifizéiert. D'Resultater hunn gewisen, datt d'Termittemortalitéit mat zunehmender Biosurfaktantkonzentratioun zougeholl huet. D'Resultater hunn gewisen, datt de Biosurfaktant larvizid Aktivitéit (Figur 1) an Antitermitenaktivitéit (Figur 2) hat, mat 48-Stonne LC50-Wäerter (95% CI) vun 26,49 mg/L (25,40 bis 27,57) respektiv 33,43 mg/l (Fig. 31,09 bis 35,68) (Tabell 1). Wat d'akut Toxizitéit (48 Stonnen) ugeet, gëtt de Biosurfaktant als "schiedlech" fir déi geteste Organismen klasséiert. De Biosurfaktant, deen an dëser Studie produzéiert gouf, huet eng exzellent larvizid Aktivitéit mat 100% Mortalitéit bannent 24-48 Stonnen no der Expositioun gewisen.
Berechent den LC50-Wäert fir d'larvizid Aktivitéit. Netlinear Regressiounskurveanpassung (durchgezunn Linn) an 95%-Konfidenzintervall (schattiert Beräich) fir déi relativ Mortalitéit (%).
Berechent den LC50-Wäert fir d'Anti-Termitenaktivitéit. Netlinear Regressiounskurveanpassung (durchgezunn Linn) an 95%-Konfidenzintervall (schattiert Beräich) fir relativ Mortalitéit (%).
Um Enn vum Experiment goufen morphologesch Verännerungen an Anomalien ënnert dem Mikroskop observéiert. Morphologesch Verännerunge goufen an der Kontroll- a behandelter Grupp bei 40-facher Vergréisserung observéiert. Wéi an der Figur 3 gewisen, ass eng Wuestumsbehënnerung bei der Majoritéit vun de Larven opgetrueden, déi mat Biosurfaktanten behandelt goufen. Figur 3a weist en normalen Cx. quinquefasciatus, Figur 3b weist en anomalen Cx. Verursaacht fënnef Nematodenlarven.
Effekt vu sublethalen (LC50) Dosen vu Biosurfaktanten op d'Entwécklung vu Culex quinquefasciatus Larven. Liichtmikroskopiebild (a) vun engem normale Cx bei 40× Vergréisserung. quinquefasciatus (b) Anormal Cx. Verursaacht fënnef Nematodenlarven.
An der aktueller Studie huet d'histologesch Untersuchung vun de behandelte Larven (Fig. 4) an Termiten (Fig. 5) verschidde Anomalien opgedeckt, dorënner eng Reduktioun vum Bauchberäich a Schied un de Muskelen, den Epithelschichten an der Haut am Mëtteldarm. D'Histologie huet de Mechanismus vun der inhibitorescher Aktivitéit vum Biosurfaktant opgedeckt, deen an dëser Studie benotzt gouf.
Histopathologie vun normalen onbehandelten 4. Instar Cx Larven. quinquefasciatus Larven (Kontroll: (a,b)) a behandelt mat Biosurfaktant (Behandlung: (c,d)). Pfeiler weisen behandelt Darmepithel (epi), Zellkären (n) a Muskel (mu) un. Balken = 50 µm.
Histopathologie vun normalen onbehandelten O. obesus (Kontroll: (a, b)) a mat Biosurfaktant behandelten (Behandlung: (c, d)). D'Pfeiler weisen den Darmepithel (epi) respektiv de Muskel (mu) un. Balken = 50 µm.
An dëser Studie gouf ECOSAR benotzt fir déi akut Toxizitéit vu Rhamnolipid-Biosurfaktantprodukter fir Primärproduzenten (gréng Algen), Primärkonsumenten (Waasserflou) a Sekundärkonsumenten (Fësch) virauszesoen. Dëst Programm benotzt sophistikéiert quantitativ Struktur-Aktivitéitsmodeller fir d'Toxizitéit op Basis vun der molekularer Struktur ze evaluéieren. De Modell benotzt Struktur-Aktivitéitssoftware (SAR) fir déi akut an laangfristeg Toxizitéit vu Substanzen fir aquatesch Aarte ze berechnen. Speziell resüméiert Tabelle 2 déi geschätzte mëttlere lethale Konzentratiounen (LC50) an duerchschnëttlech effektiv Konzentratiounen (EC50) fir verschidden Aarte. Verdächteg Toxizitéit gouf a véier Niveauen kategoriséiert mat Hëllef vum Globally Harmonized System of Classification and Labeling of Chemicals (Tabell 3).
Kontroll vu Vektor-iwwerdroene Krankheeten, besonnesch Stämm vu Moustiquen an Aedes-Moustiquen. Ägypter, elo schwéier Aarbecht 40,41,42,43,44,45,46. Och wann e puer chemesch verfügbar Pestiziden, wéi Pyrethroiden an Organophosphaten, deelweis nëtzlech sinn, stellen se bedeitend Risiken fir d'mënschlech Gesondheet duer, dorënner Diabetis, reproduktive Stéierungen, neurologesch Stéierungen, Kriibs a respiratoresch Krankheeten. Ausserdeem kënnen dës Insekten mat der Zäit resistent géint si ginn13,43,48. Dofir ginn effektiv an ëmweltfrëndlech biologesch Kontrollmoossnamen eng méi populär Method fir d'Moustiquebekämpfung49,50. De Benelli51 huet virgeschloen, datt eng fréi Kontroll vu Moustiquevektoren a städtesche Gebidder méi effektiv wier, awer si hunn d'Benotzung vu Larviziden a ländleche Gebidder net recommandéiert52. Den Tom et al.53 huet och virgeschloen, datt d'Kontroll vu Moustiquen an hiren onreife Stadien eng sécher an einfach Strategie wier, well se méi empfindlech op Kontrollmëttel sinn54.
D'Produktioun vu Biosurfaktanten duerch e potente Stamm (Enterobacter cloacae SJ2) huet eng konsequent an villverspriechend Effizienz gewisen. Eis fréier Studie huet bericht, datt Enterobacter cloacae SJ2 d'Produktioun vu Biosurfaktanten mat Hëllef vu physikochemesche Parameteren optimiséiert26. Laut hirer Studie waren déi optimal Konditioune fir d'Produktioun vu Biosurfaktanten duerch e potenziellen E. cloacae-Isolat eng Inkubatioun vun 36 Stonnen, Réieren bei 150 rpm, pH 7,5, 37 °C, Salzgehalt 1 ppt, 2% Glukos als Kuelestoffquell, 1% Hef. Den Extrakt gouf als Stickstoffquell benotzt fir 2,61 g/L Biosurfaktant ze kréien. Zousätzlech goufen d'Biosurfaktanten mat TLC, FTIR a MALDI-TOF-MS charakteriséiert. Dëst huet bestätegt, datt Rhamnolipid e Biosurfaktant ass. Glykolipid-Biosurfaktanten sinn déi intensivst ënnersicht Klass vun aneren Aarte vu Biosurfaktanten55. Si bestinn aus Kuelenhydrat- an Lipiddeeler, haaptsächlech Fettsaierketten. Ënnert de Glykolipiden sinn déi wichtegst Vertrieder Rhamnolipid a Sophorolipid56. Rhamnolipiden enthalen zwou Rhamnose-Eenheeten, déi mat Mono- oder Di-β-Hydroxydecansäure verbonne sinn 57. D'Benotzung vu Rhamnolipiden an der medizinescher an pharmazeutescher Industrie ass gutt etabléiert 58, zousätzlech zu hirer rezenter Notzung als Pestiziden 59.
D'Interaktioun vum Biosurfaktant mat der hydrophober Regioun vum Atmungssiphon erlaabt Waasser duerch seng Stomatahöhl ze passéieren, wouduerch de Kontakt vun de Larven mat der Waasserëmwelt erhéicht gëtt. D'Präsenz vu Biosurfaktanten beaflosst och d'Trachea, där hir Längt no bei der Uewerfläch ass, wat et de Larven méi einfach mécht, op d'Uewerfläch ze krabbelen an ze otmen. Dofir hëlt d'Uewerflächespannung vum Waasser of. Well d'Larven sech net un d'Uewerfläch vum Waasser hale kënnen, falen se op de Buedem vum Tank, wouduerch den hydrostateschen Drock ënnerbrach gëtt, wat zu engem exzessive Energieverbrauch an Doud duerch Ertrénken féiert38,60. Ähnlech Resultater goufe vu Ghribi61 kritt, wou e Biosurfaktant, dee vu Bacillus subtilis produzéiert gouf, larvizid Aktivitéit géint Ephestia kuehniella gewisen huet. Ähnlech huet d'larvizid Aktivitéit vu Cx. Das a Mukherjee23 och den Effekt vu zyklische Lipopeptiden op Quinquefasciatus-Larven ënnersicht.
D'Resultater vun dëser Studie betreffen d'larvizid Aktivitéit vu Rhamnolipid-Biosurfaktanten géint Cx. D'Ofschafe vu Quinquefasciatus-Moskitoen entsprécht fréiere publizéierte Resultater. Zum Beispill ginn op Surfaktin baséiert Biosurfaktanten benotzt, déi vu verschiddene Bakterien aus der Gattung Bacillus produzéiert ginn. a Pseudomonas spp. E puer fréi Berichter64,65,66 hunn d'larventötend Aktivitéit vu Lipopeptid-Biosurfaktanten aus Bacillus subtilis23 gemellt. Deepali et al.63 hunn festgestallt, datt de Rhamnolipid-Biosurfaktant, deen aus Stenotropomonas maltophilia isoléiert gouf, eng potent larvizid Aktivitéit bei enger Konzentratioun vun 10 mg/L hat. Silva et al.67 hunn d'larvizid Aktivitéit vum Rhamnolipid-Biosurfaktant géint Ae bei enger Konzentratioun vun 1 g/L gemellt. Aedes aegypti. Kanakdande et al. 68 huet bericht, datt Lipopeptid-Biosurfaktanten, déi vum Bacillus subtilis produzéiert goufen, eng Gesamtmortalitéit bei Culex-Larven an Termitten mat der lipophiler Fraktioun vum Eucalyptus verursaachen. Ähnlech hunn de Masendra et al. 69 eng Mortalitéit vun der Aarbechterameis (Cryptotermes cynocephalus Light.) vun 61,7% an de lipophilen n-Hexan- an EtOAc-Fraktioune vum E. Rohextrakt bericht.
Parthipan et al. 70 hunn d'Insektizidverwendung vu Lipopeptid-Biotensider, déi vu Bacillus subtilis A1 a Pseudomonas stutzeri NA3 produzéiert goufen, géint Anopheles Stephensi, e Vektor vum Malariaparasit Plasmodium, bericht. Si hunn observéiert, datt Larven a Pupp méi laang iwwerlieft hunn, méi kuerz Eierlagerungsperioden haten, steril waren a méi kuerz Liewensdauer haten, wa se mat verschiddene Konzentratioune vu Biotensider behandelt goufen. Déi observéiert LC50-Wäerter vum B. subtilis Biotensid A1 waren 3,58, 4,92, 5,37, 7,10 a 7,99 mg/L fir verschidde Larvestadien (dh Larven I, II, III, IV a Stadium Pupp). Am Verglach waren d'Biotensider fir Larvestadien I-IV a Puppstadien vu Pseudomonas stutzeri NA3 2,61, 3,68, 4,48, 5,55 a 6,99 mg/L. Et gëtt ugeholl, datt déi verspéit Phenologie vun iwwerliewende Larven a Poppen d'Resultat vu bedeitende physiologeschen a metabolesche Stéierungen ass, déi duerch Insektizidbehandlungen verursaacht ginn71.
De Wickerhamomyces anomalus Stamm CCMA 0358 produzéiert e Biosurfaktant mat 100% larvizider Aktivitéit géint Aedes-Moskitoen. Den aegypti 24-Stonne-Intervall 38 war méi héich wéi vum Silva et al. gemellt. E Biosurfaktant, deen aus Pseudomonas aeruginosa mat Sonneblummenueleg als Kuelestoffquell produzéiert gëtt, huet gewisen, datt en 100% vun de Larven bannent 48 Stonnen ëmbréngt 67. Abinaya et al.72 a Pradhan et al.73 hunn och déi larvizid oder insektizid Effekter vu Surfaktanten demonstréiert, déi vu verschiddenen Isolate vum Genus Bacillus produzéiert ginn. Eng virdru publizéiert Studie vum Senthil-Nathan et al. huet festgestallt, datt 100% vun de Moskitolarven, déi Planzelagunen ausgesat waren, wahrscheinlech stierwen. 74.
D'Bewäertung vun den subletalen Effekter vun Insektiziden op d'Insektenbiologie ass entscheedend fir integréiert Schädlingsbekämpfungsprogrammer, well subletal Dosen/Konzentratioune keng Insekten ëmbréngen, awer d'Insektenpopulatiounen an zukünftege Generatiounen reduzéiere kënnen, andeems se biologesch Charakteristiken stéieren10. Siqueira et al. 75 hunn eng komplett larvizid Aktivitéit (100% Mortalitéit) vum Rhamnolipid-Biotensid (300 mg/ml) observéiert, wann et a verschiddene Konzentratioune vun 50 bis 300 mg/ml getest gouf. Larvestadium vun Aedes aegypti-Stämme. Si hunn d'Effekter vun der Zäit bis zum Doud an de subletalen Konzentratiounen op d'Iwwerliewe vun de Larven an d'Schwammaktivitéit analyséiert. Zousätzlech hunn si eng Ofsenkung vun der Schwammgeschwindegkeet no 24-48 Stonne Belaaschtung mat subletalen Konzentratioune vu Biotensid (z.B. 50 mg/ml an 100 mg/ml) observéiert. Gëfter, déi villverspriechend subletal Rollen hunn, ginn als méi effektiv ugesinn, fir multiple Schued un ausgesate Schädlingen ze verursaachen76.
Histologesch Observatioune vun eise Resultater weisen drop hin, datt Biosurfaktanten, déi vum Enterobacter cloacae SJ2 produzéiert ginn, d'Gewëss vun de Moustiquen- (Cx. quinquefasciatus) an den Termiten- (O. obesus) Larven däitlech veränneren. Ähnlech Anomalien goufen duerch Virbereedunge vu Basilikumueleg an An. gambiaes.s an An. arabica verursaacht, déi vum Ochola77 beschriwwe goufen. Kamaraj et al.78 hunn och déiselwecht morphologesch Anomalien an An beschriwwen. D'Larve vun der Stephanie goufen Goldnanopartikelen ausgesat. Vasantha-Srinivasan et al.79 hunn och bericht, datt ätherescht Ueleg vum Schäfertasche d'Kammer- an Epithelschichten vun Aedes albopictus schwéier beschiedegt huet. Aedes aegypti. Raghavendran et al. hunn bericht, datt Moustiquelarve mat 500 mg/ml Myzel-Extrakt vun engem lokalen Penicillium-Pilz behandelt goufen. Ae weisen schwéier histologesch Schued. aegypti an Cx. Mortalitéitsquote 80. Virdrun hunn Abinaya et al. D'Larve vum véierte Stadium vun An goufen ënnersicht. Stephensi an Ae. aegypti hunn eng Rei histologesch Verännerungen an Aedes aegypti festgestallt, déi mat B. licheniformis Exopolysacchariden behandelt goufen, dorënner Magen-Zeckem, Muskelatrophie, Schied an Desorganisatioun vun den Nervenkordganglien72. Laut Raghavendran et al. hunn d'Mëttdarmzellen vun de geteste Moustiquen (Larven aus dem 4. Instar) no der Behandlung mat P. daleae Myzel-Extrakt eng Schwellung vum Darmlumen, eng Ofsenkung vum interzellulären Inhalt an eng nuklear Degeneratioun81 gewisen. Déiselwecht histologesch Verännerungen goufen a Moustiquelarven observéiert, déi mat Echinacea-Blat-Extrakt behandelt goufen, wat op dat insektizid Potenzial vun de behandelte Verbindungen50 hiweist.
D'Benotzung vun der ECOSAR-Software huet international Unerkennung kritt82. Aktuell Fuerschung weist drop hin, datt déi akut Toxizitéit vun ECOSAR-Biotensider fir Mikroalgen (C. vulgaris), Fësch a Waasserflou (D. magna) an d'Kategorie "Toxizitéit" fällt, déi vun de Vereenten Natiounen83 definéiert ass. Den ECOSAR-Ökotoxizitéitsmodell benotzt SAR a QSAR fir déi akut an laangfristeg Toxizitéit vu Substanzen virauszesoen a gëtt dacks benotzt fir d'Toxizitéit vun organesche Schadstoffer virauszesoen82,84.
Paraformaldehyd, Natriumphosphatpuffer (pH 7,4) an all aner Chemikalien, déi an dëser Studie benotzt goufen, goufen vun HiMedia Laboratories an Indien kaaft.
D'Produktioun vu Biosurfaktanten gouf a 500 ml Erlenmeyerkolben duerchgefouert, déi 200 ml steriles Bushnell Haas-Medium enthalen hunn, ergänzt mat 1% Réiueleg als eenzeg Kuelestoffquell. Eng Virkultur vun Enterobacter cloacae SJ2 (1,4 × 104 CFU/ml) gouf geimpft a fir 7 Deeg op engem Orbitalschützer bei 37 °C, 200 rpm kultivéiert. Nom Inkubatiounszäitraum gouf de Biosurfaktant extrahéiert andeems de Kulturmedium 20 Minutte laang bei 4 °C bei 3400 × g zentrifugéiert gouf an den resultéierenden Iwwerstand fir Screeningzwecker benotzt gouf. D'Optimiséierungsprozeduren an d'Charakteriséierung vu Biosurfaktanten goufen aus eiser fréierer Studie26 iwwerholl.
D'Larve vum Culex quinquefasciatus goufen vum Center for Advanced Study in Marine Biology (CAS) zu Palanchipetai, Tamil Nadu (Indien) kritt. D'Larve goufen a Plastikbehälter mat deioniséiertem Waasser bei 27 ± 2°C an enger Fotoperiod vun 12:12 (Liicht:Däischter) opgezuucht. D'Moskito-Larve kruten eng 10% Glukosléisung.
Larve vum Culex quinquefasciatus goufen a oppenen an ongeschützten Kläranlagen fonnt. Benotzt Standard-Klassifikatiounsrichtlinnen fir d'Larven am Laboratoire z'identifizéieren an ze kultivéieren85. Larvizid-Tester goufen am Aklang mat de Empfehlungen vun der Weltgesondheetsorganisatioun86 duerchgefouert. SH. Larve vum véierte Stadium vum Quinquefasciatus goufen a zouenen Réier a Gruppe vun 25 ml an 50 ml mat enger Loftlück vun zwee Drëttel vun hirer Kapazitéit gesammelt. Biosurfaktant (0–50 mg/ml) gouf an all Réier eenzel bäigefüügt a bei 25 °C gelagert. D'Kontrollréier huet nëmmen destilléiert Waasser (50 ml) benotzt. Doudeg Larve goufen als déi ugesinn, déi während der Inkubatiounsperiod (12–48 Stonnen) keng Zeeche vum Schwammen gewisen hunn87. Berechent de Prozentsaz vun der Larvesterblechkeet mat der Equatioun. (1)88.
Zu der Famill Odontotermitidae gehéiert den indeschen Termiten Odontotermes obesus, deen a verrotten Holzstécker um Landwirtschaftscampus (Annamalai Universitéit, Indien) fonnt gouf. Dëse Biosurfaktant (0–50 mg/ml) mat normale Prozedure getest fir festzestellen, ob e schiedlech ass. Nodeems en 30 Minutte laang an engem laminare Loftstroum gedréchent war, gouf all Sträif Whatman-Pabeier mat engem Biosurfaktant an enger Konzentratioun vun 30, 40 oder 50 mg/ml beschichtet. Virbeschichtete a net beschichtete Pabeiersträife goufen an der Mëtt vun enger Petrischüssel getest a verglach. All Petrischüssel enthält ongeféier drësseg aktiv Termitten O. obesus. Kontroll- an Testtermitten kruten naass Pabeier als Nahrungsquell. All Placke goufen während der ganzer Inkubatiounsperiod bei Raumtemperatur gehalen. Termitten sinn no 12, 24, 36 an 48 Stonnen gestuerwen89,90. Equatioun 1 gouf dann benotzt fir de Prozentsaz vun der Termittemortalitéit bei verschiddene Biosurfaktantkonzentratioune ze schätzen. (2).
D'Prouwen goufen op Äis gelagert a Mikrotuben mat 100 ml 0,1 M Natriumphosphatpuffer (pH 7,4) verpackt a fir weider Analysen un de Central Aquaculture Pathology Laboratory (CAPL) vum Rajiv Gandhi Center for Aquaculture (RGCA) Histology Laboratory, Sirkali, Mayiladuthurai Distrikt, Tamil Nadu, Indien geschéckt. D'Prouwen goufen direkt fir 48 Stonnen a 4% Paraformaldehyd bei 37°C fixéiert.
No der Fixatiounsphase gouf d'Material dräimol mat 0,1 M Natriumphosphatpuffer (pH 7,4) gewäsch, schrëttweis an Ethanol dehydratiséiert an 7 Deeg a LEICA-Harz ageweit. D'Substanz gëtt dann an eng Plastikform geluecht, déi mat Harz a Polymerisator gefëllt ass, an dann an en op 37°C erhëtzten Uewen gesat, bis de Block, deen d'Substanz enthält, komplett polymeriséiert ass.
Nom Polymerisatioun goufen d'Blöcke mat engem LEICA RM2235 Mikrotom (Rankin Biomedical Corporation 10,399 Enterprise Dr. Davisburg, MI 48,350, USA) op eng Déckt vun 3 mm geschnidden. D'Schnëtter sinn op Objektträger gruppéiert, mat sechs Schnëtter pro Objektträger. D'Objeten goufen bei Raumtemperatur gedréchent, duerno 7 Minutte mat Hämatoxylin gefierft a 4 Minutte mat fléissendem Waasser gewäsch. Zousätzlech gëtt d'Eosin-Léisung 5 Minutte laang op d'Haut applizéiert a 5 Minutte laang mat fléissendem Waasser gespullt.
Akut Toxizitéit gouf mat Hëllef vu Waasserorganismen aus verschiddenen tropeschen Niveauen virausgesot: 96-Stonne Fësch LC50, 48-Stonne D. magna LC50, an 96-Stonne Gréngalgen EC50. D'Toxizitéit vu Rhamnolipid-Biotensider fir Fësch a Gréngalgen gouf mat der ECOSAR Software Versioun 2.2 fir Windows bewäert, déi vun der US Environmental Protection Agency entwéckelt gouf. (Online verfügbar op https://www.epa.gov/tsca-screening-tools/ecological-struct-activity-relationships-ecosar-predictive-model).
All Tester fir larvizid an antitermiten Aktivitéit goufen dräimol duerchgefouert. Eng netlinear Regressioun (Log vun den Dosis-Äntwertvariablen) vun de Larven- an Termittenmortalitéitsdaten gouf duerchgefouert fir d'Median-lethal Konzentratioun (LC50) mat engem 95% Vertrauensintervall ze berechnen, an d'Konzentratiouns-Äntwertkurve goufe mat Prism® (Versioun 8.0, GraphPad Software) Inc., USA) 84, 91 generéiert.
Déi aktuell Studie weist de Potenzial vu mikrobiellen Biosurfaktanten, déi vum Enterobacter cloacae SJ2 produzéiert ginn, als Larvizid- an Antitermittenmëttel géint Moustiquen, an dës Aarbecht wäert zu engem bessere Verständnis vun de Mechanismen vun der larvizider an Antitermittenwierkung bäidroen. Histologesch Studien vu Larven, déi mat Biosurfaktanten behandelt goufen, hunn Schied um Verdauungstrakt, dem Mëtteldarm, dem Gehircortex an Hyperplasie vun den Darmepithelzellen gewisen. Resultater: Eng toxikologesch Evaluatioun vun der Antitermiten- a Larvizidaktivitéit vum Rhamnolipid-Biosurfaktant, deen vum Enterobacter cloacae SJ2 produzéiert gëtt, huet gewisen, datt dëst Isolat e potenziellt Biopestizid fir d'Bekämpfung vu Vektorkrankheeten bei Moustiquen (Cx quinquefasciatus) an Termiten (O. obesus) ass. Et ass néideg, d'Ëmwelttoxizitéit vu Biosurfaktanten an hir potenziell Ëmweltauswierkungen ze verstoen. Dës Studie liwwert eng wëssenschaftlech Basis fir d'Bewäertung vum Ëmweltrisiko vu Biosurfaktanten.
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 09.04.2024