Sünteetiliste pestitsiidide laialdane kasutamine on toonud kaasa palju probleeme, sealhulgas resistentsete organismide tekkimise, keskkonna halvenemise ja inimeste tervise kahjustamise. Seetõttu on uued mikroobidpestitsiididHädasti on vaja inimeste tervisele ja keskkonnale ohutuid biosurfaktante. Selles uuringus kasutati Enterobacter cloacae SJ2 poolt toodetud ramnolipiidset biosurfaktanti sääskede (Culex quinquefasciatus) ja termiitide (Odontotermes obesus) vastsetele avalduva toksilisuse hindamiseks. Tulemused näitasid, et ravimeetodite vahel oli annusest sõltuv suremus. Termiitide ja sääsevastsete biosurfaktantide LC50 (50% letaalne kontsentratsioon) väärtus 48 tunni möödudes määrati mittelineaarse regressioonikõvera sobitamise meetodi abil. Tulemused näitasid, et biosurfaktandi larvitsiidse ja antitermiidi aktiivsuse 48-tunnine LC50 väärtus (95% usaldusvahemik) oli vastavalt 26,49 mg/l (vahemik 25,40–27,57) ja 33,43 mg/l (vahemik 31,09–35,68). Histopatoloogilise uuringu kohaselt põhjustas biosurfaktantidega töötlemine vastsete ja termiitide organellide kudedele tõsiseid kahjustusi. Selle uuringu tulemused näitavad, et Enterobacter cloacae SJ2 poolt toodetud mikroobne biosurfaktant on suurepärane ja potentsiaalselt tõhus vahend Cx quinquefasciatus ja O. obesus tõrjeks.
Troopilistes riikides esineb palju sääskede kaudu levivaid haigusi1. Sääskede kaudu levivate haiguste olulisus on laialt levinud. Igal aastal sureb malaariasse üle 400 000 inimese ning mõnes suuremas linnas on tõsiste haiguste, näiteks dengue, kollapalaviku, chikungunya ja Zika, epideemiad.2 Vektorite kaudu levivad haigused on seotud iga kuue nakkusega kogu maailmas, kusjuures sääsed põhjustavad kõige olulisemaid juhtumeid3,4. Culex, Anopheles ja Aedes on kolm sääskede perekonda, mis on haiguste levikuga kõige sagedamini seotud5. Denguepalaviku, Aedes aegypti sääse kaudu leviva nakkuse, levimus on viimase kümnendi jooksul suurenenud ja kujutab endast märkimisväärset ohtu rahvatervisele4,7,8. Maailma Terviseorganisatsiooni (WHO) andmetel on enam kui 40% maailma elanikkonnast denguepalaviku ohus ning igal aastal esineb 50–100 miljonit uut juhtu enam kui 100 riigis9,10,11. Denguepalavikust on saanud suur rahvatervise probleem, kuna selle esinemissagedus on kogu maailmas suurenenud12,13,14. Anopheles gambiae, üldtuntud kui Aafrika Anopheles sääsk, on troopilistes ja subtroopilistes piirkondades inimeste malaaria kõige olulisem levitaja15. Lääne-Niiluse viirus, St. Louisi entsefaliit, Jaapani entsefaliit ning hobuste ja lindude viirusnakkused levivad Culex sääskede kaudu, keda sageli nimetatakse ka tavalisteks majasääskedeks. Lisaks on nad ka bakteriaalsete ja parasiithaiguste kandjad16. Maailmas on üle 3000 termiidiliigi ja nad on eksisteerinud üle 150 miljoni aasta17. Enamik kahjureid elab mullas ja toitub tselluloosi sisaldavatest puidust ja puittoodetest. India termiit Odontotermes obesus on oluline kahjur, mis põhjustab olulistele põllukultuuridele ja istanduste puudele tõsist kahju18. Põllumajanduspiirkondades võivad termiitide nakatumine erinevates etappides põhjustada tohutut majanduslikku kahju erinevatele põllukultuuridele, puuliikidele ja ehitusmaterjalidele. Termiidid võivad põhjustada ka inimeste terviseprobleeme19.
Mikroorganismide ja kahjurite resistentsuse küsimus tänapäeva farmaatsia- ja põllumajandusvaldkonnas on keeruline20,21. Seetõttu peaksid mõlemad ettevõtted otsima uusi kulutõhusaid antimikroobseid aineid ja ohutuid biopestitsiide. Sünteetilised pestitsiidid on nüüd saadaval ning on osutunud nakkavateks ja tõrjuvad mittesihtrühma kuuluvaid kasulikke putukaid22. Viimastel aastatel on biopindaktiivsete ainete uuringud laienenud tänu nende kasutamisele erinevates tööstusharudes. Biopindaktiivsed ained on väga kasulikud ja elutähtsad põllumajanduses, pinnase puhastamisel, nafta kaevandamisel, bakterite ja putukate tõrjel ning toiduainete töötlemisel23,24. Biopindaktiivsed ained ehk mikroobsed pindaktiivsed ained on biopindaktiivsed kemikaalid, mida toodavad mikroorganismid, näiteks bakterid, pärmid ja seened rannikualadel ja naftaga saastunud aladel25,26. Keemiliselt saadud pindaktiivsed ained ja biopindaktiivsed ained on kahte tüüpi, mida saadakse otse looduskeskkonnast27. Mereelupaikadest saadakse mitmesuguseid biopindaktiivseid aineid28,29. Seetõttu otsivad teadlased uusi tehnoloogiaid looduslikel bakteritel põhinevate biopindaktiivsete ainete tootmiseks30,31. Selliste uuringute edusammud näitavad nende bioloogiliste ühendite olulisust keskkonnakaitses32. Bacillus, Pseudomonas, Rhodococcus, Alcaligenes, Corynebacterium ja need bakterite perekonnad on hästi uuritud esindajad23,33.
Biopindaktiivseid aineid on palju erinevaid ja neil on lai kasutusala34. Nende ühendite oluline eelis on see, et mõnel neist on antibakteriaalne, larvitsiidne ja insektitsiidne toime. See tähendab, et neid saab kasutada põllumajandus-, keemia-, farmaatsia- ja kosmeetikatööstuses35,36,37,38. Kuna biopindaktiivsed ained on üldiselt biolagunevad ja keskkonnale kasulikud, kasutatakse neid integreeritud kahjuritõrjeprogrammides põllukultuuride kaitsmiseks39. Seega on saadud põhiteadmised Enterobacter cloacae SJ2 poolt toodetud mikroobsete biopindaktiivsete ainete larvitsiidse ja termiidivastase toime kohta. Uurisime suremust ja histoloogilisi muutusi kokkupuutel ramnolipiidide biopindaktiivsete ainete erinevate kontsentratsioonidega. Lisaks hindasime laialdaselt kasutatavat kvantitatiivse struktuuri-aktiivsuse (QSAR) arvutiprogrammi Ecological Structure-Activity (ECOSAR), et määrata ägedat toksilisust mikrovetikate, vesikirpude ja kalade puhul.
Selles uuringus testiti puhastatud biosurfaktantide termiidivastast aktiivsust (toksilisust) erinevates kontsentratsioonides vahemikus 30 kuni 50 mg/ml (5 mg/ml intervallidega) India termiitide, O. obesus ja neljanda liigi vastu. Hinnang. Sääse Cx vastsed. Sääse quinquefasciatus vastsed. Biosurfaktandi LC50 kontsentratsioonid 48 tunni jooksul O. obesus ja Cx . C. solanacearum vastu. Sääsevastsed identifitseeriti mittelineaarse regressioonikõvera sobitamise meetodi abil. Tulemused näitasid, et termiitide suremus suurenes biosurfaktandi kontsentratsiooni suurenemisega. Tulemused näitasid, et biosurfaktandil oli larvitsiidne toime (joonis 1) ja termiidivastane toime (joonis 2), 48-tunnise LC50 väärtustega (95% CI) vastavalt 26,49 mg/l (25,40 kuni 27,57) ja 33,43 mg/l (joonis 31,09 kuni 35,68) (tabel 1). Ägeda toksilisuse (48 tundi) osas liigitatakse biosurfaktant testitud organismidele kahjulikuks. Selles uuringus toodetud biosurfaktant näitas suurepärast larvitsiidset toimet, mille puhul suremus oli 100% 24–48 tunni jooksul pärast kokkupuudet.
Arvutage larvitsiidse aktiivsuse LC50 väärtus. Mittelineaarse regressioonikõvera lähendamine (pidev joon) ja 95% usaldusvahemik (varjutatud ala) suhtelise suremuse (%) jaoks.
Arvutage termiidivastase aktiivsuse LC50 väärtus. Mittelineaarse regressioonikõvera lähendamine (pidev joon) ja 95% usaldusvahemik (varjutatud ala) suhtelise suremuse (%) jaoks.
Katse lõpus täheldati mikroskoobi all morfoloogilisi muutusi ja anomaaliaid. Kontroll- ja ravitud rühmas täheldati morfoloogilisi muutusi 40-kordsel suurendusel. Nagu joonisel 3 näidatud, esines enamikul biosurfaktantidega töödeldud vastsete puhul kasvuhäireid. Joonis 3a näitab normaalset Cx. quinquefasciatus't, joonis 3b aga anomaalset Cx. põhjustab viit nematoodide vastset.
Biosurfaktantide subletaalsete (LC50) annuste mõju Culex quinquefasciatus vastsete arengule. Normaalse Cx valgusmikroskoopia pilt (a) 40× suurendusega. quinquefasciatus (b) Ebanormaalne Cx. Põhjustab viit nematoodide vastset.
Käesolevas uuringus näitas töödeldud vastsete (joonis 4) ja termiitide (joonis 5) histoloogiline uuring mitmeid kõrvalekaldeid, sealhulgas kõhupiirkonna vähenemist ning lihaste, epiteelikihtide ja naha kahjustusi kesksooles. Histoloogia paljastas selles uuringus kasutatud biosurfaktandi inhibeeriva toime mehhanismi.
Normaalsete töötlemata 4. staadiumi Cx vastsete histopatoloogia. quinquefasciatus vastsed (kontroll: (a, b)) ja töödeldud biosurfaktandiga (töötlus: (c, d)). Nooled näitavad töödeldud sooleepiteeli (epi), tuuma (n) ja lihast (mu). Tulp = 50 µm.
Normaalse ravimata O. obesus'e (kontroll: (a, b)) ja biosurfaktandiga töödeldud (töötlus: (c, d)) histopatoloogia. Nooled näitavad vastavalt sooleepiteeli (epi) ja lihast (mu). Tulp = 50 µm.
Selles uuringus kasutati ECOSAR-i ramnolipiidide biopindaktiivsete ainete ägeda toksilisuse ennustamiseks primaarsetele tootjatele (rohevetikad), primaarsetele tarbijatele (vesikirpud) ja sekundaarsetele tarbijatele (kalad). See programm kasutab keerukaid kvantitatiivseid struktuuri-aktiivsuse ühendite mudeleid, et hinnata toksilisust molekulaarstruktuuri põhjal. Mudel kasutab struktuuri-aktiivsuse (SAR) tarkvara ainete ägeda ja pikaajalise toksilisuse arvutamiseks veeorganismidele. Täpsemalt on tabelis 2 kokku võetud mitme liigi hinnangulised keskmised letaalsed kontsentratsioonid (LC50) ja keskmised efektiivsed kontsentratsioonid (EC50). Kahtlustatav toksilisus liigitati neljaks tasemeks, kasutades kemikaalide klassifitseerimise ja märgistamise globaalselt harmoneeritud süsteemi (tabel 3).
Vektorite kaudu levivate haiguste, eriti sääskede ja Aedes sääskede tüvede tõrje. Egiptlased teevad nüüd rasket tööd 40,41,42,43,44,45,46. Kuigi mõned keemiliselt kättesaadavad pestitsiidid, näiteks püretroidid ja organofosfaadid, on mõnevõrra kasulikud, kujutavad need endast märkimisväärset ohtu inimeste tervisele, sealhulgas diabeeti, reproduktiivhäireid, neuroloogilisi häireid, vähki ja hingamisteede haigusi. Lisaks võivad need putukad aja jooksul muutuda nende suhtes resistentseks 13,43,48. Seega muutuvad tõhusad ja keskkonnasõbralikud bioloogilised tõrjemeetmed sääskede tõrje populaarsemaks meetodiks 49,50. Benelli 51 pakkus välja, et sääskede vektorite varajane tõrje oleks linnapiirkondades tõhusam, kuid nad ei soovitanud maapiirkondades larvitsiidide kasutamist 52. Tom jt 53 pakkusid ka välja, et sääskede tõrje noores staadiumis oleks ohutu ja lihtne strateegia, kuna nad on tõrjevahendite suhtes tundlikumad 54.
Tugeva tüve (Enterobacter cloacae SJ2) biosurfaktandite tootmine näitas järjepidevat ja paljutõotavat efektiivsust. Meie varasem uuring näitas, et Enterobacter cloacae SJ2 optimeerib biosurfaktandite tootmist füüsikalis-keemiliste parameetrite abil26. Nende uuringu kohaselt olid potentsiaalse E. cloacae isolaadi biosurfaktandite tootmise optimaalsed tingimused 36-tunnine inkubatsioon, loksutamine kiirusel 150 p/min, pH 7,5, 37 °C, soolsus 1 ppt, 2% glükoosi süsinikuallikana, 1% pärmi. Ekstrakti kasutati lämmastikuallikana, et saada 2,61 g/l biosurfaktandi. Lisaks iseloomustati biosurfaktandeid TLC, FTIR ja MALDI-TOF-MS abil. See kinnitas, et ramnolipiid on biosurfaktant. Glükolipiidbiosurfakandid on teist tüüpi biosurfaktandite seas kõige intensiivsemalt uuritud klass55. Need koosnevad süsivesikute ja lipiidide osadest, peamiselt rasvhapete ahelatest. Glükolipiidide seas on peamised esindajad ramnolipiid ja soforolipiid56. Ramnolipiidid sisaldavad kahte ramnoosi fragmenti, mis on seotud mono- või di-β-hüdroksüdekaanhappega57. Ramnolipiidide kasutamine meditsiini- ja farmaatsiatööstuses on hästi tuntud58, lisaks nende hiljutisele kasutamisele pestitsiididena59.
Biosurfaktandi interaktsioon hingamissifooni hüdrofoobse piirkonnaga võimaldab veel läbida õhulõheõõnsust, suurendades seeläbi vastsete kontakti veekeskkonnaga. Biosurfaktandite olemasolu mõjutab ka hingetoru, mille pikkus on pinna lähedal, mis hõlbustab vastsete pinnale roomamist ja hingamist. Selle tulemusena väheneb vee pindpinevus. Kuna vastsed ei saa veepinnale kinnituda, langevad nad paagi põhja, häirides hüdrostaatilist rõhku, mille tulemuseks on liigne energiakulu ja uppumissurm38,60. Sarnaseid tulemusi sai Ghribi61, kus Bacillus subtilis'e toodetud biosurfaktant näitas larvitsiidset toimet Ephestia kuehniella vastu. Sarnaselt hindasid Cx. Dasi ja Mukherjee23 larvitsiidset toimet, uurides ka tsükliliste lipopeptiidide mõju quinquefasciatus vastsetele.
Selle uuringu tulemused käsitlevad ramnolipiidide biosurfaktantide larvitsiidset toimet Cx vastu. Quinquefasciatus sääskede hävitamine on kooskõlas varem avaldatud tulemustega. Näiteks kasutatakse surfaktiinipõhiseid biosurfaktante, mida toodavad erinevad perekonna Bacillus bakterid. ja Pseudomonas spp. Mõned varased aruanded64,65,66 teatasid Bacillus subtilis'est pärinevate lipopeptiidsete biosurfaktantide vastseid hävitavast toimest23. Deepali jt63 leidsid, et Stenotropomonas maltophilia'st eraldatud ramnolipiidide biosurfaktandil oli tugev larvitsiidne toime kontsentratsioonis 10 mg/l. Silva jt67 teatasid ramnolipiidide biosurfaktandi larvitsiidsest toimest Ae vastu kontsentratsioonis 1 g/l. Aedes aegypti. Kanakdande jt68 teatasid, et Bacillus subtilis'est toodetud lipopeptiidsed biosurfaktandid põhjustasid Culex vastsete ja termiitide üldist suremust eukalüpti lipofiilse fraktsiooni tõttu. Samamoodi teatasid Masendra jt. 69 töösipelga (Cryptotermes cynocephalus Light.) suremusest 61,7% E. toorekstrakti lipofiilsetes n-heksaani ja EtOAc fraktsioonides.
Parthipan jt 70 teatasid Bacillus subtilis A1 ja Pseudomonas stutzeri NA3 toodetud lipopeptiidsete biosurfaktantide insektitsiidsest kasutamisest malaariaparasiidi Plasmodiumi vektori Anopheles Stephensi vastu. Nad täheldasid, et vastsed ja nukud elasid kauem, neil oli lühem munade munemise periood, nad olid steriilsed ja nende eluiga oli lühem, kui neid töödeldi erineva kontsentratsiooniga biosurfaktantidega. B. subtilis biosurfaktandi A1 vaadeldud LC50 väärtused olid vastavalt 3,58, 4,92, 5,37, 7,10 ja 7,99 mg/l erinevate vastsete staadiumite (st I, II, III, IV vastsed ja nukustaadiumid) puhul. Võrdluseks olid Pseudomonas stutzeri NA3 I-IV vastsete ja nukustaadiumi biosurfaktandid vastavalt 2,61, 3,68, 4,48, 5,55 ja 6,99 mg/l. Arvatakse, et ellujäänud vastsete ja nukkude hilinenud fenoloogia on tingitud insektitsiididega töötlemise põhjustatud olulistest füsioloogilistest ja ainevahetushäiretest71.
Wickerhamomyces anomalus tüvi CCMA 0358 toodab biosurfaktanti, millel on 100% larvitsiidne toime Aedes sääskede vastu. aegypti 24-tunnine intervall 38 oli kõrgem kui Silva jt poolt teatanud. Pseudomonas aeruginosa'st päevalilleõli süsinikuallikana toodetud biosurfaktant on näidanud, et see hävitab 100% vastsetest 48 tunni jooksul 67. Abinaya jt72 ja Pradhan jt73 näitasid samuti mitmete Bacillus perekonna isolaatide poolt toodetud pindaktiivsete ainete larvitsiidset või insektitsiidset toimet. Senthil-Nathan jt varem avaldatud uuringus leiti, et 100% taimelaguunidega kokkupuutunud sääsevastsetest suri tõenäoliselt 74.
Insektitsiidide subletaalse mõju hindamine putukate bioloogiale on integreeritud kahjuritõrjeprogrammide jaoks kriitilise tähtsusega, sest subletaalsed annused/kontsentratsioonid ei tapa putukaid, kuid võivad vähendada putukate populatsiooni tulevastes põlvkondades, häirides bioloogilisi omadusi10. Siqueira jt75 täheldasid ramnolipiidide biosurfaktandi (300 mg/ml) täielikku larvitsiidset aktiivsust (100% suremus), kui seda testiti erinevates kontsentratsioonides vahemikus 50 kuni 300 mg/ml. Aedes aegypti tüvede vastsete staadium. Nad analüüsisid surmaaja ja subletaalsete kontsentratsioonide mõju vastsete ellujäämisele ja ujumisaktiivsusele. Lisaks täheldasid nad ujumiskiiruse vähenemist pärast 24–48 tundi kestnud kokkupuudet biosurfaktandi subletaalsete kontsentratsioonidega (nt 50 mg/ml ja 100 mg/ml). Arvatakse, et mürgid, millel on paljulubav subletaalne roll, on tõhusamad mitmekordse kahjustuse tekitamisel avatud kahjuritele76.
Meie tulemuste histoloogilised vaatlused näitavad, et Enterobacter cloacae SJ2 toodetud biosurfaktandid muudavad oluliselt sääse (Cx. quinquefasciatus) ja termiidi (O. obesus) vastsete kudesid. Sarnaseid anomaaliaid põhjustasid basiilikuõli preparaadid An. gambiaes.s ja An. arabica puhul, mida kirjeldas Ochola77. Kamaraj jt78 kirjeldasid samu morfoloogilisi kõrvalekaldeid ka An-is. Stephanie vastsed puutusid kokku kulla nanoosakestega. Vasantha-Srinivasan jt79 teatasid ka, et karjasekoti eeterlik õli kahjustas tõsiselt Aedes albopictus kambrit ja epiteelikihte. Aedes aegypti. Raghavendran jt teatasid, et sääsevastseid töödeldi kohaliku Penicillium seene 500 mg/ml mütseeli ekstraktiga. Ae-d näitavad rasket histoloogilist kahjustust. aegypti ja Cx. Suremus 80. Varem uurisid Abinaya jt. An-i neljanda staadiumi vastseid. Stephensi ja Ae. aegypti leidis B. licheniformis eksopolüsahhariididega töödeldud Aedes aegypti'l arvukalt histoloogilisi muutusi, sealhulgas mao umbsoole, lihaste atroofiat, närvisõlmede ganglionide kahjustusi ja häireid72. Raghavendrani jt sõnul näitasid testitud sääskede (4. staadiumi vastsed) kesksoole rakud pärast P. daleae mütseeli ekstraktiga töötlemist soole valendiku turset, rakkudevahelise sisu vähenemist ja tuumade degeneratsiooni81. Samu histoloogilisi muutusi täheldati ka ehhinaatsea leheekstraktiga töödeldud sääsevastsetel, mis näitab töödeldud ühendite insektitsiidset potentsiaali50.
ECOSAR-tarkvara kasutamine on pälvinud rahvusvahelise tunnustuse82. Praegused uuringud näitavad, et ECOSAR-i biopindaktiivsete ainete äge toksilisus mikrovetikatele (C. vulgaris), kaladele ja vesikirpudele (D. magna) kuulub ÜRO määratletud „toksilisuse” kategooriasse83. ECOSAR-i ökotoksilisuse mudel kasutab SAR-i ja QSAR-i ainete ägeda ja pikaajalise toksilisuse ennustamiseks ning seda kasutatakse sageli orgaaniliste saasteainete toksilisuse ennustamiseks82,84.
Paraformaldehüüd, naatriumfosfaatpuhver (pH 7, 4) ja kõik muud selles uuringus kasutatud kemikaalid osteti firmalt HiMedia Laboratories, India.
Biosurfaktantide tootmine viidi läbi 500 ml Erlenmeyeri kolbides, mis sisaldasid 200 ml steriilset Bushnell Haasi söödet, millele oli ainsa süsinikuallikana lisatud 1% toorõli. Enterobacter cloacae SJ2 eelkultuur (1,4 × 104 CFU/ml) inokuleeriti ja kultiveeriti orbitaalloksutil temperatuuril 37 °C, kiirusel 200 p/min 7 päeva. Pärast inkubatsiooniperioodi ekstraheeriti biosurfaktant söödet tsentrifuugimise teel kiirusel 3400 × g 20 minutit temperatuuril 4 °C ja saadud supernatanti kasutati sõelumiseks. Biosurfaktantide optimeerimisprotseduurid ja iseloomustus võeti üle meie varasemast uuringust26.
Culex quinquefasciatus vastsed saadi Marine Biology Advanced Study Centerist (CAS) Palanchipetais, Tamil Nadus (India). Vastseid kasvatati deioniseeritud veega täidetud plastmahutites temperatuuril 27 ± 2 °C ja fotoperioodil 12:12 (valgus:pimedus). Sääsevastsetele söödeti 10% glükoosilahust.
Culex quinquefasciatus vastseid on leitud nii avatud kui ka kaitsmata septikutest. Vastsete tuvastamiseks ja laboris kultiveerimiseks kasutage standardseid klassifitseerimisjuhiseid85. Larvitsiidikatsed viidi läbi vastavalt Maailma Terviseorganisatsiooni soovitustele86. SH. Quinquefasciatus neljanda staadiumi vastsed koguti suletud katseklaasidesse 25 ml ja 50 ml rühmadena, mille õhuvahe oli kaks kolmandikku nende mahust. Igasse katseklaasi lisati biopindaktiivset ainet (0–50 mg/ml) ja hoiti temperatuuril 25 °C. Kontrollkatseklaasis kasutati ainult destilleeritud vett (50 ml). Surnud vastseteks loeti need, kes inkubatsiooniperioodi (12–48 tundi) jooksul ujumise märke ei näidanud87. Arvutage vastsete suremuse protsent valemi (1)88 abil.
Odontotermitidae sugukonda kuulub India termiit Odontotermes obesus, keda leidub mädanenud palkides Põllumajanduslinnakus (Annamalai Ülikool, India). Testige seda biosurfaktanti (0–50 mg/ml) tavapäraste protseduuride abil, et teha kindlaks, kas see on kahjulik. Pärast 30-minutilist kuivatamist laminaarses õhuvoolus kaeti iga Whatmani pabeririba biosurfaktandiga kontsentratsioonis 30, 40 või 50 mg/ml. Eelnevalt kaetud ja katmata paberiribasid testiti ja võrreldi Petri tassi keskel. Iga Petri tass sisaldab umbes kolmkümmend aktiivset termiiti O. obesus. Kontroll- ja testtermiitidele anti toiduallikaks märga paberit. Kõiki plaate hoiti kogu inkubatsiooniperioodi vältel toatemperatuuril. Termiidid surid 12, 24, 36 ja 48 tunni pärast89,90. Seejärel kasutati võrrandit 1 termiitide suremuse protsendi hindamiseks erinevate biosurfaktantide kontsentratsioonide korral. (2).
Proove hoiti jääl ja pakiti mikrotuubidesse, mis sisaldasid 100 ml 0,1 M naatriumfosfaatpuhvrit (pH 7,4) ning saadeti edasiseks analüüsiks Rajiv Gandhi Vesiviljeluse Keskuse (RGCA) Keskvesiviljeluse Patoloogia Laboratooriumisse (CAPL). Histoloogialabor asub Sirkalis, Mayiladuthurai ringkonnas, Tamil Nadus, Indias. Proove fikseeriti kohe 4% paraformaldehüüdis temperatuuril 37 °C 48 tundi.
Pärast fikseerimisfaasi pesti materjali kolm korda 0,1 M naatriumfosfaatpuhvriga (pH 7,4), dehüdreeriti järk-järgult etanoolis ja leotati LEICA vaigus 7 päeva. Seejärel asetati aine vaigu ja polümerisaatoriga täidetud plastvormi ning asetati seejärel 37 °C-ni kuumutatud ahju, kuni ainet sisaldav plokk oli täielikult polümeriseerunud.
Pärast polümerisatsiooni lõigati plokid LEICA RM2235 mikrotoomiga (Rankin Biomedical Corporation 10,399 Enterprise Dr. Davisburg, MI 48,350, USA) 3 mm paksuseks. Sektsioonid rühmitatakse slaididele, kuus sektsiooni slaidi kohta. Slaidid kuivatati toatemperatuuril, seejärel värviti hematoksüliiniga 7 minutit ja pesti voolava veega 4 minutit. Lisaks kandke nahale 5 minutiks eosiinilahust ja loputage voolava veega 5 minutit.
Ägeda toksilisuse ennustamiseks kasutati erinevate troopiliste tasemete veeorganisme: 96-tunnine LC50 kaladele, 48-tunnine LC50 D. magnale ja 96-tunnine EC50 rohevetikatele. Ramnolipiidide biopindaktiivsete ainete toksilisust kaladele ja rohevetikatele hinnati USA Keskkonnakaitseagentuuri väljatöötatud ECOSAR tarkvara versiooniga 2.2 Windowsile. (Saadaval veebis aadressil https://www.epa.gov/tsca-screening-tools/ecological-struct-activity-relationships-ecosar-predictive-model).
Kõik larvitsiidse ja termiidivastase toime testid viidi läbi kolmes korduses. Vastsete ja termiitide suremuse andmete mittelineaarne regressioon (annus-vastuse muutujate logaritm) viidi läbi, et arvutada keskmine letaalne kontsentratsioon (LC50) 95% usaldusvahemikuga ja kontsentratsiooni-vastuse kõverad genereeriti Prism® (versioon 8.0, GraphPad Software) Inc., USA) abil 84, 91.
Käesolev uuring näitab Enterobacter cloacae SJ2 poolt toodetud mikroobsete biosurfaktantide potentsiaali sääskede larvitsiidsete ja termiidivastaste ainetena ning see töö aitab paremini mõista larvitsiidse ja termiidivastase toime mehhanisme. Biosurfaktantidega töödeldud vastsete histoloogilised uuringud näitasid seedetrakti, kesksoole ja ajukoore kahjustusi ning sooleepiteelirakkude hüperplaasiat. Tulemused: Enterobacter cloacae SJ2 poolt toodetud ramnolipiidide biosurfaktandi termiidivastase ja larvitsiidse toime toksikoloogiline hindamine näitas, et see isolaat on potentsiaalne biopestitsiid sääskede (Cx quinquefasciatus) ja termiitide (O. obesus) vektorhaiguste tõrjeks. On vaja mõista biosurfaktantide aluseks olevat keskkonnatoksilisust ja nende võimalikku keskkonnamõju. See uuring pakub teadusliku aluse biosurfaktantide keskkonnariski hindamiseks.
Postituse aeg: 09.04.2024