A szintetikus peszticidek széles körű használata számos problémához vezetett, beleértve a rezisztens organizmusok megjelenését, a környezetkárosodást és az emberi egészség károsodását. Ezért új mikrobiális...növényvédő szerekSürgősen szükség van olyan hatóanyagokra, amelyek biztonságosak az emberi egészségre és a környezetre nézve. Ebben a vizsgálatban az Enterobacter cloacae SJ2 által termelt ramnolipid biosurfaktánsokat használták a szúnyog- (Culex quinquefasciatus) és termesz- (Odontotermes obesus) lárvákra gyakorolt toxicitás értékelésére. Az eredmények azt mutatták, hogy a kezelések között dózisfüggő halálozási arány volt megfigyelhető. A termesz- és szúnyoglárva-biosurfaktánsok 48 órás LC50 (50%-os letális koncentráció) értékét nemlineáris regressziós görbeillesztési módszerrel határozták meg. Az eredmények azt mutatták, hogy a biosurfaktáns 48 órás LC50 értékei (95%-os konfidenciaintervallum) a lárvaölő és antitermita aktivitás tekintetében 26,49 mg/l (25,40–27,57 tartomány), illetve 33,43 mg/l (31,09–35,68 tartomány) voltak. A hisztopatológiai vizsgálat szerint a biosurfaktánsokkal történő kezelés súlyos károsodást okozott a lárvák és a termeszek organellumszöveteiben. A tanulmány eredményei azt mutatják, hogy az Enterobacter cloacae SJ2 által termelt mikrobiális biosurfaktáns kiváló és potenciálisan hatékony eszköz a Cx quinquefasciatus és az O. obesus elleni védekezésben.
A trópusi országokban nagyszámú szúnyog által terjesztett betegség fordul elő1. A szúnyogok által terjesztett betegségek jelentősége széles körben elterjedt. Évente több mint 400 000 ember hal meg maláriában, és egyes nagyobb városokban súlyos betegségek, például dengue-láz, sárgaláz, chikungunya-láz és Zika-vírus járványai sújtják.2 A vektorok által terjesztett betegségek világszerte minden hatodik fertőzéssel járnak, a szúnyogok okozzák a legjelentősebb eseteket3,4. A Culex, az Anopheles és az Aedes a három szúnyognemzetség, amelyek leggyakrabban a betegségek átvitelével járnak együtt5. A dengue-láz, az Aedes aegypti szúnyog által terjesztett fertőzés prevalenciája az elmúlt évtizedben megnőtt, és jelentős közegészségügyi veszélyt jelent4,7,8. Az Egészségügyi Világszervezet (WHO) szerint a világ népességének több mint 40%-a van kitéve a dengue-láz kockázatának, és évente 50–100 millió új eset fordul elő több mint 100 országban9,10,11. A dengue-láz jelentős közegészségügyi problémává vált, mivel előfordulása világszerte megnőtt12,13,14. Az Anopheles gambiae, közismert nevén az afrikai Anopheles szúnyog, a trópusi és szubtrópusi régiókban az emberi malária legfontosabb vektora15. A Nyugat-nílusi vírust, a St. Louis-i encephalitis-t, a japán encephalitis-t, valamint a lovak és madarak vírusfertőzéseit a Culex szúnyogok, amelyeket gyakran közönséges háziszúnyogoknak is neveznek, terjesztik. Ezenkívül bakteriális és parazita betegségek hordozói is16. Több mint 3000 termeszfaj él a világon, és több mint 150 millió éve léteznek17. A legtöbb kártevő a talajban él, és cellulózt tartalmazó fával és fatermékekkel táplálkozik. Az indiai termesz, az Odontotermes obesus, egy fontos kártevő, amely súlyos károkat okoz a fontos növényekben és az ültetvények fáiban18. A mezőgazdasági területeken a termeszfertőzések különböző szakaszaiban hatalmas gazdasági károkat okozhatnak a különböző növényekben, fafajokban és építőanyagokban. A termeszek emberi egészségügyi problémákat is okozhatnak19.
A mikroorganizmusokkal és kártevőkkel szembeni rezisztencia kérdése a mai gyógyszerészeti és mezőgazdasági területen összetett20,21. Ezért mindkét vállalatnak új, költséghatékony antimikrobiális szereket és biztonságos biopeszticideket kell keresnie. A szintetikus peszticidek ma már elérhetők, és kimutatták, hogy fertőzőek és taszítják a nem célzott hasznos rovarokat22. Az elmúlt években a biofelületaktív anyagokkal kapcsolatos kutatások kibővültek a különböző iparágakban való alkalmazásuk miatt. A biofelületaktív anyagok nagyon hasznosak és létfontosságúak a mezőgazdaságban, a talajremediációban, a kőolajkitermelésben, a baktériumok és rovarok eltávolításában, valamint az élelmiszer-feldolgozásban23,24. A biofelületaktív anyagok vagy mikrobiális felületaktív anyagok olyan biofelületaktív vegyi anyagok, amelyeket mikroorganizmusok, például baktériumok, élesztőgombák és gombák termelnek a part menti élőhelyeken és az olajjal szennyezett területeken25,26. A kémiai eredetű felületaktív anyagok és a biofelületaktív anyagok két olyan típus, amelyeket közvetlenül a természetes környezetből nyernek27. Különböző biofelületaktív anyagokat nyernek tengeri élőhelyekből28,29. Ezért a tudósok új technológiákat keresnek a természetes baktériumokon alapuló biofelületaktív anyagok előállítására30,31. Az ilyen kutatások terén elért eredmények bizonyítják ezen biológiai vegyületek fontosságát a környezetvédelem szempontjából32. A Bacillus, Pseudomonas, Rhodococcus, Alcaligenes, Corynebacterium és ezek a baktériumnemzetségek jól ismert képviselői23,33.
Számos biosurfaktáns létezik, széleskörű alkalmazási lehetőségekkel34. Ezen vegyületek egyik jelentős előnye, hogy némelyikük antibakteriális, lárvaölő és rovarölő hatással rendelkezik. Ez azt jelenti, hogy felhasználhatók a mezőgazdasági, vegyipari, gyógyszeripari és kozmetikai iparban35,36,37,38. Mivel a biosurfaktánsok általában biológiailag lebomlóak és környezetileg előnyösek, integrált kártevőirtási programokban használják őket a növények védelme érdekében39. Így alapvető ismereteket szereztünk az Enterobacter cloacae SJ2 által termelt mikrobiális biosurfaktánsok lárvaölő és termeszetellenes aktivitásáról. Megvizsgáltuk a mortalitást és a szövettani változásokat, amikor különböző koncentrációjú ramnolipid biosurfaktánsoknak tették ki őket. Ezenkívül kiértékeltük a széles körben használt kvantitatív szerkezet-aktivitás (QSAR) számítógépes programot, az Ecological Structure-Activity (ECOSAR) programot a mikroalgák, daphniák és halak akut toxicitásának meghatározására.
Ebben a tanulmányban a tisztított biosurfaktánsok termeszek elleni aktivitását (toxicitását) tesztelték 30-50 mg/ml közötti különböző koncentrációkban (5 mg/ml-es intervallumokban) indiai termeszek, O. obesus és negyedik faj ellen. Értékelés. A Cx stádiumú lárvái. A quinquefasciatus szúnyogok lárvái. Biosurfaktáns LC50 koncentrációk 48 óra alatt az O. obesus és a Cx spárga ellen. C. solanacearum. A szúnyoglárvákat nemlineáris regressziós görbeillesztési módszerrel azonosították. Az eredmények azt mutatták, hogy a termeszek halálozása a biosurfaktáns koncentrációjának növekedésével nőtt. Az eredmények azt mutatták, hogy a biosurfaktáns lárvaölő aktivitással (1. ábra) és termeszek ellenes aktivitással (2. ábra) rendelkezett, a 48 órás LC50 értékek (95% CI) 26,49 mg/l (25,40–27,57), illetve 33,43 mg/l (31,09–35,68. ábra) voltak (1. táblázat). Az akut toxicitás (48 óra) tekintetében a biosurfaktáns „károsnak” minősül a vizsgált élőlényekre nézve. Az ebben a vizsgálatban előállított biosurfaktáns kiváló larvicid aktivitást mutatott, a kitettség után 24–48 órán belül 100%-os halálozási arányt mutatva.
Számítsa ki a larvicid aktivitás LC50 értékét. Nemlineáris regressziós görbe illesztése (folytonos vonal) és 95%-os konfidenciaintervallum (árnyékolt terület) a relatív mortalitásra (%).
Számítsa ki az LC50 értéket a termeszek elleni aktivitásra. Nemlineáris regressziós görbe illesztése (folytonos vonal) és 95%-os konfidenciaintervallum (árnyékolt terület) a relatív mortalitásra (%).
A kísérlet végén morfológiai változásokat és anomáliákat figyeltek meg mikroszkóp alatt. Morfológiai változásokat figyeltek meg a kontroll- és a kezelt csoportokban 40-szeres nagyításban. Amint a 3. ábra mutatja, a biosurfaktánsokkal kezelt lárvák többségénél növekedési zavar jelentkezett. A 3a. ábra egy normál Cx. quinquefasciatus-t, a 3b. ábra egy anomális Cx.-t mutat. Öt fonálféreg lárvát okoz.
A biosurfaktánsok szubletális (LC50) dózisainak hatása a Culex quinquefasciatus lárvák fejlődésére. Fénymikroszkópos kép (a) egy normál Cx-ről 40× nagyításban. (b) quinquefasciatus Rendellenes Cx. Öt fonálféreg lárvát okoz.
A jelen vizsgálatban a kezelt lárvák (4. ábra) és termeszek (5. ábra) szövettani vizsgálata számos rendellenességet tárt fel, beleértve a hasi terület csökkenését, valamint az izmok, a hámrétegek és a bőr károsodását a középbélben. A szövettani vizsgálat feltárta a vizsgálatban használt biosurfaktáns gátló aktivitásának mechanizmusát.
Normál, kezeletlen, 4. stádiumú Cx lárvák hisztopatológiája. A quinquefasciatus lárvák (kontroll: (a, b)) és biosurfaktánssal kezelt (kezelés: (c, d)). A nyilak a kezelt bélhámot (epi), sejtmagokat (n) és izmot (mu) jelzik. Oszlop = 50 µm.
Normál, kezeletlen O. obesus (kontroll: (a, b)) és biosurfaktánssal kezelt (kezelés: (c, d)) szövettani vizsgálata. A nyilak a bélhámot (epi), illetve az izmot (mu) jelzik. Oszlopméret = 50 µm.
Ebben a tanulmányban az ECOSAR-t használták a ramnolipid biosurfaktáns termékek akut toxicitásának előrejelzésére az elsődleges termelőkre (zöld algák), az elsődleges fogyasztókra (vízibolhák) és a másodlagos fogyasztókra (halak) nézve. Ez a program kifinomult kvantitatív szerkezet-aktivitás vegyületmodelleket használ a toxicitás molekuláris szerkezet alapján történő értékelésére. A modell szerkezet-aktivitás (SAR) szoftvert használ az anyagok akut és hosszú távú toxicitásának kiszámítására a vízi fajokra. Konkrétan, a 2. táblázat összefoglalja a becsült átlagos letális koncentrációkat (LC50) és az átlagos effektív koncentrációkat (EC50) több faj esetében. A feltételezett toxicitást négy szintbe sorolták a Vegyi Anyagok Besorolásának és Címkézésének Globálisan Harmonizált Rendszere (3. táblázat) alapján.
Vektorok által terjesztett betegségek, különösen a szúnyogtörzsek és az Aedes szúnyogok elleni védekezés. Az egyiptomiak most nehéz munkát végeznek 40,41,42,43,44,45,46. Bár egyes kémiailag hozzáférhető peszticidek, mint például a piretroidok és a szerves foszfátok, némileg előnyösek, jelentős kockázatot jelentenek az emberi egészségre, beleértve a cukorbetegséget, a reproduktív rendellenességeket, a neurológiai rendellenességeket, a rákot és a légzőszervi betegségeket. Sőt, idővel ezek a rovarok rezisztenssé válhatnak velük szemben 13,43,48. Így a hatékony és környezetbarát biológiai védekezési intézkedések a szúnyogirtás egyre népszerűbb módszerévé válnak 49,50. Benelli51 azt javasolta, hogy a szúnyogvektorok korai irtása hatékonyabb lenne a városi területeken, de nem javasolták a larvicidek használatát vidéki területeken 52. Tom és munkatársai 53 azt is javasolták, hogy a szúnyogok éretlen szakaszában történő irtása biztonságos és egyszerű stratégia lenne, mivel érzékenyebbek a szabályozó szerekre 54.
Egy erős törzs (Enterobacter cloacae SJ2) biosurfaktáns-termelése konzisztens és ígéretes hatékonyságot mutatott. Korábbi tanulmányunk arról számolt be, hogy az Enterobacter cloacae SJ2 fizikai-kémiai paraméterek alapján optimalizálja a biosurfaktáns-termelést26. Tanulmányuk szerint egy potenciális E. cloacae izolátum biosurfaktáns-termelésének optimális feltételei a következők voltak: 36 órás inkubáció, 150 fordulat/perc sebességű keverés, pH 7,5, 37 °C, 1 ppt sótartalom, 2% glükóz szénforrásként, 1% élesztő. A kivonatot nitrogénforrásként használták 2,61 g/L biosurfaktáns előállításához. Ezenkívül a biosurfaktánsokat TLC, FTIR és MALDI-TOF-MS segítségével jellemezték. Ez megerősítette, hogy a ramnolipid biosurfaktáns. A glikolipid biosurfaktánsok a biosurfaktánsok más típusú biosurfaktánsok legintenzívebben vizsgált osztálya55. Szénhidrát- és lipidrészekből, főként zsírsavláncokból állnak. A glikolipidek közül a főbb képviselők a ramnolipid és a szoforolipid56. A ramnolipidek két ramnóz egységet tartalmaznak, amelyek mono- vagy di-β-hidroxidekánsavhoz kapcsolódnak57. A ramnolipidek alkalmazása az orvosi és gyógyszeriparban jól ismert,58 a közelmúltban peszticidként való alkalmazásuk mellett59.
A biosurfaktáns és a légzőszifon hidrofób régiójának kölcsönhatása lehetővé teszi a víz áthaladását a sztómaüregen, ezáltal növelve a lárvák érintkezését a vízi környezettel. A biosurfaktánsok jelenléte a légcsövet is befolyásolja, amelynek hossza közel van a felszínhez, ami megkönnyíti a lárvák számára a felszínre jutást és a légzést. Ennek eredményeként a víz felületi feszültsége csökken. Mivel a lárvák nem tudnak a víz felszínéhez tapadni, a tartály aljára esnek, megzavarva a hidrosztatikai nyomást, ami túlzott energiafelhasználáshoz és fulladás okozta halálhoz vezet38,60. Hasonló eredményeket kapott Ghribi61, ahol a Bacillus subtilis által termelt biosurfaktáns larvicid aktivitást mutatott az Ephestia kuehniella ellen. Hasonlóképpen, a Cx. Das és Mukherjee23 larvicid aktivitását is vizsgálták a ciklikus lipopeptidek quinquefasciatus lárvákra gyakorolt hatását vizsgálva.
E tanulmány eredményei a ramnolipid biosurfaktánsok Cx elleni lárvaölő aktivitására vonatkoznak. A quinquefasciatus szúnyogok elpusztítása összhangban van a korábban publikált eredményekkel. Például a Bacillus nemzetségbe tartozó különféle baktériumok által termelt surfactin alapú biosurfaktánsokat használják. és Pseudomonas spp. Néhány korai jelentés64,65,66 a Bacillus subtilisből származó lipopeptid biosurfaktánsok lárvaölő aktivitásáról számolt be23. Deepali és munkatársai63 kimutatták, hogy a Stenotropomonas maltophilia-ból izolált ramnolipid biosurfaktáns 10 mg/l koncentrációban erős larvicid aktivitást mutatott. Silva és munkatársai67 a ramnolipid biosurfaktáns lárvaölő aktivitásáról számoltak be Ae ellen 1 g/l koncentrációban. Aedes aegypti. Kanakdande és munkatársai68 arról számoltak be, hogy a Bacillus subtilis által termelt lipopeptid biosurfaktánsok az eukaliptusz lipofil frakciójával összmortalitást okoztak a Culex lárvákban és a termeszekben. Hasonlóképpen, Masendra és munkatársai69 61,7%-os dolgozó hangya (Cryptotermes cynocephalus Light.) mortalitásról számoltak be az E. nyers kivonat lipofil n-hexán és EtOAc frakcióiban.
Parthipan és munkatársai70 beszámoltak a Bacillus subtilis A1 és a Pseudomonas stutzeri NA3 által termelt lipopeptid biosurfaktánsok rovarölő hatásáról az Anopheles Stephensi, a Plasmodium malária parazita vektora ellen. Megfigyelték, hogy a lárvák és a bábok hosszabb túlélési időt, rövidebb peterakási időszakot mutattak, sterilek voltak, és rövidebb élettartammal rendelkeztek, ha különböző koncentrációjú biosurfaktánsokkal kezelték őket. A B. subtilis biosurfaktáns A1 megfigyelt LC50-értékei a különböző lárvaállapotokban (azaz I., II., III., IV. lárvaállapotban és bábállapotban) rendre 3,58, 4,92, 5,37, 7,10 és 7,99 mg/l voltak. Összehasonlításképpen, a Pseudomonas stutzeri NA3 I-IV. lárvastádiumú és bábállapotú biosurfaktánsai 2,61, 3,68, 4,48, 5,55 és 6,99 mg/l voltak. A túlélő lárvák és bábok késleltetett fenológiáját feltehetően a rovarirtó kezelések okozta jelentős fiziológiai és metabolikus zavarok eredménye magyarázza71.
A Wickerhamomyces anomalus CCMA 0358 törzs egy 100%-os larvicid aktivitású biosurfaktantot termel az Aedes szúnyogok ellen. Az aegypti 24 órás intervallumában mért érték 38 magasabb volt, mint amit Silva és munkatársai közöltek. Kimutatták, hogy a Pseudomonas aeruginosa-ból napraforgóolajat szénforrásként használva előállított biosurfaktant 48 órán belül a lárvák 100%-át elpusztítja 67. Abinaya és munkatársai72, valamint Pradhan és munkatársai73 szintén kimutatták a Bacillus nemzetség számos izolátuma által termelt felületaktív anyagok larvicid vagy inszekticid hatását. Senthil-Nathan és munkatársai korábban publikált tanulmánya kimutatta, hogy a növényi lagúnáknak kitett szúnyoglárvák 100%-a valószínűleg elpusztul. 74.
A rovarirtó szerek rovarbiológiára gyakorolt szubletális hatásainak felmérése kritikus fontosságú az integrált kártevőirtási programok szempontjából, mivel a szubletális dózisok/koncentrációk nem ölik meg a rovarokat, de a biológiai jellemzők megzavarásával csökkenthetik a rovarpopulációkat a jövő generációiban10. Siqueira és munkatársai75 a ramnolipid biosurfaktáns (300 mg/ml) teljes larvicid aktivitását (100%-os mortalitás) figyelték meg, amikor 50 és 300 mg/ml közötti különböző koncentrációkban tesztelték. Az Aedes aegypti törzsek lárvaállapota. Elemezték a halálig eltelt idő és a szubletális koncentrációk hatását a lárvák túlélésére és az úszási aktivitásra. Ezenkívül megfigyelték az úszási sebesség csökkenését 24–48 órás szubletális biosurfaktáns koncentrációknak (pl. 50 mg/ml és 100 mg/ml) való kitettség után. Az ígéretes szubletális szerepet betöltő mérgekről úgy gondolják, hogy hatékonyabbak a kitett kártevők többszörös károsodásának okozásában76.
Eredményeink szövettani megfigyelései azt mutatják, hogy az Enterobacter cloacae SJ2 által termelt biosurfaktánsok jelentősen megváltoztatják a szúnyog- (Cx. quinquefasciatus) és a termesz- (O. obesus) lárvák szöveteit. Hasonló anomáliákat okoztak a bazsalikomolaj-készítmények az An. gambiaes.s és An. arabica fajokban, melyeket Ochola írt le77. Kamaraj és munkatársai78 szintén leírták ugyanezeket a morfológiai rendellenességeket An fajban. Stephanie lárváit arany nanorészecskéknek tették ki. Vasantha-Srinivasan és munkatársai79 arról is beszámoltak, hogy a pásztortáska illóolaja súlyosan károsította az Aedes albopictus üregét és hámrétegeit. Az Aedes aegypti gomba üregét és hámrétegeit. Raghavendran és munkatársai arról számoltak be, hogy a szúnyoglárvákat egy helyi Penicillium gomba 500 mg/ml micéliumkivonatával kezelték. Az aegypti és a Cx. Halálozási arány 80. Korábban Abinaya és munkatársai vizsgálták az An faj negyedik stádiumú lárváit. Stephensi és Ae. Az aegypti számos szövettani elváltozást talált a B. licheniformis exopoliszacharidokkal kezelt Aedes aegyptiben, beleértve a gyomorvakbelet, az izomsorvadást, az idegdúcok károsodását és dezorganizációját72. Raghavendran és munkatársai szerint a P. daleae micéliumkivonattal történő kezelés után a vizsgált szúnyogok (4. stádiumú lárvák) középbélsejtjeiben a bél lumenének duzzanata, a sejtek közötti tartalom csökkenése és a sejtmag degenerációja volt megfigyelhető81. Ugyanezeket a szövettani elváltozásokat figyelték meg az echinacea levélkivonattal kezelt szúnyoglárvákban is, ami a kezelt vegyületek rovarölő potenciáljára utal50.
Az ECOSAR szoftver használata nemzetközi elismerést kapott82. A jelenlegi kutatások azt sugallják, hogy az ECOSAR biosurfaktánsok akut toxicitása mikroalgákkal (C. vulgaris), halakkal és vízibolhákkal (D. magna) szemben az Egyesült Nemzetek Szervezete által meghatározott „toxicitási” kategóriába tartozik83. Az ECOSAR ökotoxicitási modell SAR-t és QSAR-t használ az anyagok akut és hosszú távú toxicitásának előrejelzésére, és gyakran használják szerves szennyező anyagok toxicitásának előrejelzésére82,84.
A paraformaldehidet, a nátrium-foszfát puffert (pH 7,4) és az összes többi, ebben a vizsgálatban használt vegyszert a HiMedia Laboratories-tól (India) vásároltuk.
A biosurfaktánsok előállítását 500 ml-es Erlenmeyer-lombikokban végeztük, amelyek 200 ml steril Bushnell Haas táptalajt tartalmaztak, amelyet kizárólagos szénforrásként 1% nyersolajat adtunk hozzá. Enterobacter cloacae SJ2 (1,4 × 104 CFU/ml) előtenyészetet oltottunk be, és orbitális rázógépen 37°C-on, 200 fordulat/perc sebességgel tenyésztettük 7 napig. Az inkubációs időszak után a biosurfaktánsokat a táptalaj 3400×g-vel, 20 percig 4°C-on történő centrifugálásával extraháltuk, és a kapott felülúszót használtuk szűrési célokra. A biosurfaktánsok optimalizálási eljárásait és jellemzését korábbi tanulmányunkból26 vettük át.
A Culex quinquefasciatus lárvákat a Center for Advanced Study in Marine Biology (CAS) intézménytől szereztük be, Palanchipetaiban, Tamil Naduban (India). A lárvákat ioncserélt vízzel töltött műanyag tartályokban neveltük 27 ± 2°C-on, 12:12-es fotoperiódussal (fény:sötétség). A szúnyoglárvákat 10%-os glükózoldattal etettük.
Culex quinquefasciatus lárvákat találtak nyitott és védelem nélküli emésztőgödrökben. A lárvák laboratóriumi azonosításához és tenyésztéséhez standard osztályozási irányelveket alkalmazzon85. A lárvaölő vizsgálatokat az Egészségügyi Világszervezet ajánlásainak megfelelően végezték86. SH. A quinquefasciatus negyedik stádiumú lárváit zárt csövekbe gyűjtötték 25 ml-es és 50 ml-es csoportokban, a kapacitás kétharmadának megfelelő légréssel. Minden csőbe egyenként biosurfaktantot (0–50 mg/ml) adtak, és 25 °C-on tárolták. A kontrollcsőben csak desztillált vizet (50 ml) használtak. Az elpusztult lárvákat azokat tekintették, amelyek az inkubációs időszak (12–48 óra) alatt nem mutatták az úszás jeleit 87. Számítsa ki a lárvák halálozási százalékát az (1)88 egyenlettel.
Az Odontotermitidae családba tartozik az indiai termesz, az Odontotermes obesus, amely a Mezőgazdasági Campus (Annamalai Egyetem, India) korhadó rönkjeiben található. Teszteld ezt a biosurfaktantot (0–50 mg/ml) a szokásos eljárásokkal, hogy megállapítsd, káros-e. Lamináris légáramban 30 percig szárítottuk, majd minden Whatman-papírcsíkot 30, 40 vagy 50 mg/ml koncentrációjú biosurfaktánssal vontunk be. Előbevonatos és bevonat nélküli papírcsíkokat teszteltünk és hasonlítottunk össze egy Petri-csésze közepén. Minden Petri-csésze körülbelül harminc aktív O. obesus termest tartalmaz. A kontroll és a teszt termeszek nedves papírt kaptak táplálékként. Minden lemezt szobahőmérsékleten tartottunk az inkubációs időszak alatt. A termeszek 12, 24, 36 és 48 óra elteltével elpusztultak89,90. Az 1. egyenletet ezután használtuk a termeszek halálozási arányának becslésére különböző biosurfaktáns-koncentrációk mellett. (2)
A mintákat jégen tároltuk, majd 100 ml 0,1 M nátrium-foszfát puffert (pH 7,4) tartalmazó mikrotubusokba helyeztük, és további elemzés céljából a Rajiv Gandhi Akvakultúra Központ (RGCA) Központi Akvakultúra Patológiai Laboratóriumába (CAPL) küldtük. Hisztológiai Laboratórium, Sirkali, Mayiladuthurai kerület, Tamil Nadu, India. A mintákat azonnal 4%-os paraformaldehidben fixáltuk 37°C-on 48 órán át.
A fixálási fázis után az anyagot háromszor mostuk 0,1 M nátrium-foszfát pufferrel (pH 7,4), fokozatosan dehidratáltuk etanolban, majd 7 napig LEICA gyantában áztattuk. Az anyagot ezután gyantával és polimerizátorral töltött műanyag öntőformába helyeztük, majd 37°C-ra melegített kemencébe helyeztük, amíg az anyagot tartalmazó blokk teljesen polimerizálódott.
A polimerizáció után a blokkokat LEICA RM2235 mikrotómmal (Rankin Biomedical Corporation 10,399 Enterprise Dr. Davisburg, MI 48,350, USA) 3 mm vastagságúra vágtuk. A metszeteket tárgylemezeken csoportosítottuk, tárgylemezenként hat metszettel. A tárgylemezeket szobahőmérsékleten szárítottuk, majd 7 percig hematoxilinnel festettük, és 4 percig folyó vízzel mostuk. Ezenkívül 5 percig eozin oldatot vittünk fel a bőrre, majd 5 percig öblítettük folyó vízzel.
Az akut toxicitást különböző trópusi szintek vízi élőlényei alapján jósolták meg: 96 órás LC50 halakra, 48 órás LC50 D. magnára és 96 órás EC50 zöld algára. A ramnolipid biosurfaktánsok halakra és zöld algákra gyakorolt toxicitását az Egyesült Államok Környezetvédelmi Ügynöksége által fejlesztett ECOSAR szoftver 2.2-es verziójával, Windowsra értékelték. (Online elérhető a https://www.epa.gov/tsca-screening-tools/ecological-struct-activity-relationships-ecosar-predictive-model címen).
Minden lárvaölő és termeszellenes aktivitási tesztet háromszor végeztek el. A lárva- és termeszmortalitási adatok nemlineáris regresszióját (a dózis-válasz változók logaritmusa) végezték a medián letális koncentráció (LC50) kiszámításához 95%-os konfidenciaintervallummal, és a koncentráció-válasz görbéket Prism® (8.0 verzió, GraphPad Software) Inc., USA) segítségével generálták. (84, 91)
A jelen tanulmány feltárja az Enterobacter cloacae SJ2 által termelt mikrobiális biosurfaktánsok szúnyoglárvaölő és -ellenes szerekként való potenciálját, és ez a munka hozzájárul a lárvaölő és -ellenes hatásmechanizmusok jobb megértéséhez. A biosurfaktánsokkal kezelt lárvák szövettani vizsgálata az emésztőrendszer, a középbél és az agykéreg károsodását, valamint a bélhámsejtek hiperpláziáját mutatta ki. Eredmények: Az Enterobacter cloacae SJ2 által termelt ramnolipid biosurfaktáns termeszölő és larvicid aktivitásának toxikológiai értékelése kimutatta, hogy ez az izolátum potenciális biopeszticid a szúnyogok (Cx quinquefasciatus) és a termeszek (O. obesus) vektorok által terjesztett betegségeinek leküzdésére. Szükség van a biosurfaktánsok mögöttes környezeti toxicitásának és lehetséges környezeti hatásainak megértéséhez. Ez a tanulmány tudományos alapot nyújt a biosurfaktánsok környezeti kockázatának felméréséhez.
Közzététel ideje: 2024. április 9.