Pou efektivmankontwole moustikepi pou diminye ensidans maladi yo pote yo, yo bezwen altènativ estratejik, dirab ak bon pou anviwònman an pou pestisid chimik yo. Nou te evalye farin grenn ki soti nan sèten Brassicaceae (fanmi Brassica) kòm yon sous izotiyosyanat ki sòti nan plant ki pwodui pa idwoliz anzimatik glukozinolat byolojikman inaktif pou itilize nan kontwòl Aedes ejipsyen an (L., 1762). Farin grenn senk-degrès (Brassica juncea (L) Czern., 1859, Lepidium sativum L., 1753, Sinapis alba L., 1753, Thlaspi arvense L., 1753 ak Thlaspi arvense – twa prensipal kalite inaktivasyon tèmik ak degradasyon anzimatik. Pwodui chimik. Pou detèmine toksisite (LC50) alil izotiyosyanat, benzil izotiyosyanat ak 4-idroksibenzilisotiyosyanat pou lav Aedes aegypti apre ekspozisyon 24 èdtan = 0.04 g/120 ml dH2O). Valè LC50 pou moutad, moutad blan ak prèl. Farin grenn nan te 0.05, 0.08 ak 0.05 respektivman konpare ak alil izotiyosyanat (LC50 = 19.35 ppm) ak 4. -Idroksibenzilisotiyosyanat (LC50 = 55.41 ppm) te pi toksik pou lav yo atravè 24 èdtan apre tretman an pase 0.1 g/120 ml dH2O respektivman. Rezilta sa yo konsistan avèk pwodiksyon farin grenn Luzèn. Pi gwo efikasite estè benzil yo koresponn ak valè LC50 yo kalkile. Itilizasyon farin grenn ka bay yon metòd efikas pou kontwole moustik. efikasite poud grenn krusifè ak prensipal konpozan chimik li yo kont lav moustik epi montre kijan konpoze natirèl yo nan poud grenn krusifè ka sèvi kòm yon larvisid pwomètè ki respekte anviwònman an pou kontwole moustik.
Maladi vektè ki koze pa moustik Aedes yo rete yon gwo pwoblèm sante piblik mondyal. Ensidans maladi ki transmèt pa moustik yo gaye jewografikman1,2,3 epi yo reparèt, sa ki lakòz epidemi maladi grav4,5,6,7. Pwopagasyon maladi nan mitan moun ak bèt (pa egzanp, chikungunya, deng, lafyèv Rift Valley, lafyèv jòn ak viris Zika) se yon bagay san parèy. Lafyèv deng poukont li mete apeprè 3.6 milya moun an danje enfeksyon nan twopik yo, ak yon estimasyon 390 milyon enfeksyon ki rive chak ane, sa ki lakòz 6,100-24,300 lanmò chak ane8. Reaparisyon ak epidemi viris Zika a nan Amerik di Sid te atire atansyon atravè lemond akòz domaj nan sèvo li lakòz nan timoun ki fèt ak fanm ki enfekte2. Kremer et al3 predi ke zòn jeyografik moustik Aedes yo ap kontinye elaji e ke nan lane 2050, mwatye nan popilasyon mondyal la ap an danje enfeksyon pa arboviris ki transmèt pa moustik.
Eksepte vaksen kont lafyèv deng ak lafyèv jòn ki fèk devlope yo, yo poko devlope vaksen kont pifò maladi moustik yo transmèt9,10,11. Vaksen yo toujou disponib an kantite limite epi yo sèlman itilize yo nan esè klinik. Kontwòl vektè moustik yo lè l sèvi avèk ensektisid sentetik te yon estrateji kle pou kontwole pwopagasyon maladi moustik yo transmèt12,13. Malgre ke pestisid sentetik yo efikas pou touye moustik, itilizasyon kontinyèl pestisid sentetik yo afekte òganis ki pa sib yo negatifman epi polye anviwònman an14,15,16. Sa ki pi alarmant toujou se tandans pou ogmante rezistans moustik yo anvè ensektisid chimik yo17,18,19. Pwoblèm sa yo ki asosye ak pestisid yo te akselere rechèch pou altènativ efikas ak bon pou anviwònman an pou kontwole vektè maladi yo.
Yo devlope plizyè plant kòm sous fitopestisid pou kontwòl ensèk nuizib20,21. Sibstans plant yo jeneralman bon pou anviwònman an paske yo biodégradab epi yo gen yon toksisite ki ba oswa neglijab pou òganis ki pa sib tankou mamifè, pwason ak anfibyen20,22. Li konnen ke preparasyon èrbal yo pwodui yon varyete konpoze bioaktif ak diferan mekanis aksyon pou kontwole efektivman diferan etap lavi moustik yo23,24,25,26. Konpoze ki sòti nan plant tankou lwil esansyèl ak lòt engredyan aktif plant yo te atire atansyon epi yo te louvri chemen pou zouti inovatè pou kontwole vektè moustik yo. Lwil esansyèl, monoterpèn ak seskiterpèn aji kòm repouse moustik, pwodui pou dekouraje manje ak ovisid27,28,29,30,31,32,33. Anpil lwil legim lakòz lanmò lav moustik, krizalid ak adilt34,35,36, sa ki afekte sistèm nève, respiratwa, andokrin ak lòt sistèm enpòtan ensèk yo37.
Etid resan yo bay plis enfòmasyon sou potansyèl itilizasyon plant moutad ak grenn yo kòm yon sous konpoze bioaktif. Yo te teste farin grenn moutad kòm yon biofumigan38,39,40,41 epi yo te itilize li kòm yon amandman tè pou siprime move zèb42,43,44 ak kontwole patojèn plant ki soti nan tè a45,46,47,48,49,50, nitrisyon plant. nematod 41,51, 52, 53, 54 ak ensèk nuizib 55, 56, 57, 58, 59, 60. Aktivite fonjisid poud grenn sa yo atribiye a konpoze pwoteksyon plant yo rele izotiyosyanat38,42,60. Nan plant yo, konpoze pwoteksyon sa yo estoke nan selil plant yo sou fòm glukozinolat ki pa bioaktif. Sepandan, lè plant yo domaje pa manje ensèk oswa enfeksyon patojèn, glukozinolat yo idrolize pa mirozinaz an izotiyosyanat bioaktif55,61. Izotiyosiyanat yo se konpoze volatil ke yo konnen ki gen yon gwo aktivite antimikwòb ak ensektisid, epi estrikti yo, aktivite byolojik yo ak kontni yo varye anpil pami espès Brassicaceae yo42,59,62,63.
Malgre ke izotiyosyanat ki sòti nan farin grenn moutad yo konnen pou aktivite ensektisid, done sou aktivite byolojik kont vektè atropòd enpòtan medikalman yo manke. Etid nou an te egzamine aktivite larvisid kat poud grenn degrese kont moustik Aedes. Lav Aedes aegypti. Objektif etid la se te evalye itilizasyon potansyèl yo kòm biopestisid ki respekte anviwònman an pou kontwòl moustik. Twa konpozan chimik prensipal nan farin grenn lan, alil izotiyosyanat (AITC), benzil izotiyosyanat (BITC), ak 4-idroksibenzilizotiyosyanat (4-HBITC) yo te teste tou pou teste aktivite byolojik konpozan chimik sa yo sou lav moustik. Sa a se premye rapò ki evalye efikasite kat poud grenn chou ak prensipal konpozan chimik yo kont lav moustik.
Koloni laboratwa Aedes aegypti (souch Rockefeller) yo te kenbe nan 26°C, 70% imidite relatif (RH) ak 10:14 h (fotoperyòd L:D). Fi ki te kwaze yo te rete nan kaj plastik (wotè 11 cm ak dyamèt 9.5 cm) epi yo te ba yo manje atravè yon sistèm manje boutèy lè l sèvi avèk san bovin sitrate (HemoStat Laboratories Inc., Dixon, CA, USA). Yo te bay manje ak san jan yo te konn fè a lè l sèvi avèk yon manbràn milti-vè (Chemglass, Life Sciences LLC, Vineland, NJ, USA) konekte ak yon tib beny dlo sikile (HAAKE S7, Thermo-Scientific, Waltham, MA, USA) ak kontwòl tanperati 37 °C. Yo te lonje yon fim Parafilm M sou anba chak chanm manje an vè (sifas 154 mm2). Apre sa, yo te mete chak manje sou griy anwo a ki kouvri kaj ki gen fi ki t ap kwaze a. Yo te ajoute apeprè 350–400 μl san bovin nan yon antonwa an vè pou manje bèt yo avèk yon pipèt Pasteur (Fisherbrand, Fisher Scientific, Waltham, MA, USA) epi yo te kite vè granmoun yo drene pandan omwen inèdtan. Apre sa, yo te bay fi ansent yo yon solisyon sikwoz 10% epi yo te kite yo ponn ze sou papye filtre imid ki te aliyen nan tas soufle endividyèl ultra-klè (gwosè 1.25 fl oz, Dart Container Corp., Mason, MI, USA). Mete papye filtre ki gen ze yo nan yon kaj ak dlo. Mete papye filtre ki gen ze yo nan yon sache sele (SC Johnsons, Racine, WI) epi estoke a 26°C. Ze yo te kale epi yo te elve apeprè 200–250 lav nan plato plastik ki gen yon melanj manje lapen (ZuPreem, Premium Natural Products, Inc., Mission, KS, USA) ak poud fwa (MP Biomedicals, LLC, Solon, OH, USA) ak file pwason (TetraMin, Tetra GMPH, Meer, Almay) nan yon rapò 2:1:1. Nou te itilize lav nan fen twazyèm etap la nan byotès nou yo.
Grenn plant yo te itilize nan etid sa a te jwenn nan sous komèsyal ak gouvènman sa yo: Brassica juncea (moutad mawon-Pacific Gold) ak Brassica juncea (moutad blan-Ida Gold) ki soti nan Pacific Northwest Farmers' Cooperative, Eta Washington, Etazini; (Garden Cress) ki soti nan Kelly Seed and Hardware Co., Peoria, IL, Etazini ak Thlaspi arvense (Field Pennycress-Elisabeth) ki soti nan USDA-ARS, Peoria, IL, Etazini; Yo pa t trete okenn grenn nan etid la ak pestisid. Yo te trete epi itilize tout grenn yo nan etid sa a an akò ak règleman lokal ak nasyonal yo epi an konfòmite avèk tout règleman lokal, eta ak nasyonal ki enpòtan yo. Etid sa a pa t egzamine varyete plant transjenik.
Grenn Brassica juncea (PG), Alfalfa (Ls), moutad blan (IG), ak Thlaspi arvense (DFP) yo te moulen jiskaske yo vin yon poud amann lè l sèvi avèk yon moulen ultrasantrifij Retsch ZM200 (Retsch, Haan, Almay) ekipe ak yon may 0.75 mm ak yon rotor asye pur, 12 dan, 10,000 rpm (Tablo 1). Poud grenn moulen an te transfere nan yon bag papye epi li te degrese ak hexane nan yon aparèy Soxhlet pandan 24 èdtan. Yon sou-echantiyon moutad jaden degrese te trete ak chalè a 100 °C pandan 1 èdtan pou denatire mirosinaz epi anpeche idwoliz glukozinolat yo pou fòme izotiyosyanat byolojikman aktif. Poud grenn prèl trete ak chalè (DFP-HT) te itilize kòm yon kontwòl negatif lè yo te denatire mirosinaz.
Yo te detèmine kontni glikozinolat nan farin grenn degrese a an triplikat lè l sèvi avèk kromatografi likid pèfòmans segondè (HPLC) dapre yon pwotokòl ki te pibliye deja 64. An brèf, yo te ajoute 3 mL metanòl nan yon echantiyon 250 mg poud grenn degrese. Yo te sonike chak echantiyon nan yon beny dlo pandan 30 minit epi yo te kite l nan fènwa a 23°C pandan 16 èdtan. Apre sa, yo te filtre yon alikòt 1 mL nan kouch òganik la atravè yon filt 0.45 μm nan yon otoechantiyonè. Yo te fonksyone sou yon sistèm Shimadzu HPLC (de ponp LC 20AD; otoechantiyonè SIL 20A; degazeuz DGU 20As; detektè UV-VIS SPD-20A pou siveyans a 237 nm; ak modil bis kominikasyon CBM-20A), epi yo te detèmine kontni glikozinolat nan farin grenn nan an triplikat. Lè l sèvi avèk lojisyèl Shimadzu LC Solution vèsyon 1.25 (Shimadzu Corporation, Columbia, MD, USA). Kolòn nan te yon kolòn faz envès C18 Inertsil (250 mm × 4.6 mm; RP C-18, ODS-3, 5u; GL Sciences, Torrance, CA, USA). Kondisyon faz mobil inisyal yo te fikse a 12% metanòl/88% 0.01 M idroksid tetrabutilammonium nan dlo (TBAH; Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA) ak yon vitès koule 1 mL/min. Apre enjeksyon 15 μl echantiyon, kondisyon inisyal yo te kenbe pandan 20 minit, epi answit rapò solvan an te ajiste a 100% metanòl, ak yon tan analiz echantiyon total de 65 minit. Yon koub estanda (ki baze sou nM/mAb) te pwodui pa dilisyon seri estanda sinapin, glukozinolat ak mirozin ki fèk prepare (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA) pou estime kontni souf nan farin grenn degrèse glukozinolat yo. Yo te teste konsantrasyon glukozinolat nan echantiyon yo sou yon Agilent 1100 HPLC (Agilent, Santa Clara, CA, USA) lè l sèvi avèk vèsyon OpenLAB CDS ChemStation (C.01.07 SR2 [255]) ekipe ak menm kolòn nan epi lè l sèvi avèk yon metòd ki te dekri deja. Yo te detèmine konsantrasyon glukozinolat yo; yo dwe konparab ant sistèm HPLC yo.
Yo te achte alil izotiyosyanat (94%, ki estab) ak benzil izotiyosyanat (98%) nan men Fisher Scientific (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA). Yo te achte 4-idwoksibenzilizotiyosyanat nan men ChemCruz (Santa Cruz Biotechnology, CA, USA). Lè mirozinaz idrolize yo anzimatikman, glukozinolat, glukozinolat, ak glukozinolat fòme alil izotiyosyanat, benzil izotiyosyanat, ak 4-idroksibenzilizotiyosyanat, respektivman.
Yo te fè byotès laboratwa yo dapre metòd Muturi et al. 32 avèk modifikasyon. Yo te itilize senk manje grenn ki pa gen anpil grès nan etid la: DFP, DFP-HT, IG, PG ak Ls. Yo te mete ven lav nan yon bechè twa-fason jetab 400 mL (VWR International, LLC, Radnor, PA, USA) ki gen 120 mL dlo deyonize (dH2O). Yo te teste sèt konsantrasyon farin grenn pou toksisite lav moustik: 0.01, 0.02, 0.04, 0.06, 0.08, 0.1 ak 0.12 g farin grenn/120 ml dH2O pou farin grenn DFP, DFP-HT, IG ak PG. Byotès preliminè yo endike ke farin grenn Ls san grès pi toksik pase kat lòt farin grenn yo te teste. Se poutèt sa, nou te ajiste sèt konsantrasyon tretman farin grenn Ls yo nan konsantrasyon sa yo: 0.015, 0.025, 0.035, 0.045, 0.055, 0.065, ak 0.075 g/120 mL dH2O.
Yo te enkli yon gwoup kontwòl san tretman (dH20, san sipleman farin grenn) pou evalye mòtalite nòmal ensèk yo anba kondisyon tès yo. Byotès toksikolojik pou chak farin grenn te gen ladan twa bèkè twa pant repete (20 lav nan fen twazyèm etap pa bèkè), pou yon total de 108 ti boutèy. Yo te estoke veso trete yo nan tanperati chanm (20-21°C) epi yo te anrejistre mòtalite lav yo pandan 24 ak 72 èdtan ekspozisyon kontinyèl a konsantrasyon tretman yo. Si kò ak apendis moustik la pa deplase lè yo pike l oswa touche l ak yon spatul mens an asye pur, yo konsidere lav moustik la kòm mouri. Lav mouri yo anjeneral rete san mouvman nan yon pozisyon dorsal oswa ventral nan fon veso a oswa sou sifas dlo a. Yo te repete eksperyans lan twa fwa nan diferan jou lè l sèvi avèk diferan gwoup lav, pou yon total de 180 lav ki te ekspoze a chak konsantrasyon tretman.
Yo te evalye toksisite AITC, BITC, ak 4-HBITC pou lav moustik yo lè l sèvi avèk menm pwosedi byotès la men avèk tretman diferan. Prepare solisyon stock 100,000 ppm pou chak pwodui chimik lè w ajoute 100 µL nan pwodui chimik la nan 900 µL etanòl absoli nan yon tib santrifij 2 mL epi souke pandan 30 segonn pou melanje byen. Konsantrasyon tretman yo te detèmine dapre byotès preliminè nou yo, ki te jwenn BITC pi toksik pase AITC ak 4-HBITC. Pou detèmine toksisite a, yo te itilize 5 konsantrasyon BITC (1, 3, 6, 9 ak 12 ppm), 7 konsantrasyon AITC (5, 10, 15, 20, 25, 30 ak 35 ppm) ak 6 konsantrasyon 4-HBITC (15, 15, 20, 25, 30 ak 35 ppm). 30, 45, 60, 75 ak 90 ppm). Tretman kontwòl la te enjekte ak 108 μL etanòl absoli, ki ekivalan a volim maksimòm tretman chimik la. Biotès yo te repete jan sa endike anwo a, ekspoze yon total 180 lav pou chak konsantrasyon tretman. Mòtalite lav yo te anrejistre pou chak konsantrasyon AITC, BITC, ak 4-HBITC apre 24 èdtan ekspozisyon kontinyèl.
Yo te fè analiz probit sou 65 done mòtalite ki gen rapò ak dòz la lè l sèvi avèk lojisyèl Polo (Polo Plus, LeOra Software, vèsyon 1.0) pou kalkile 50% konsantrasyon letal (LC50), 90% konsantrasyon letal (LC90), pant, koyefisyan dòz letal, ak 95% konsantrasyon letal. Yo baze sou entèval konfyans pou rapò dòz letal pou konsantrasyon transfòme an logaritm ak koub dòz-mòtalite. Done mòtalite yo baze sou done replike konbine sou 180 lav ki ekspoze a chak konsantrasyon tretman. Yo te fè analiz pwobabilistik separeman pou chak farin grenn ak chak konpozan chimik. Baze sou entèval konfyans 95% rapò dòz letal la, yo te konsidere toksisite farin grenn ak konstitiyan chimik yo pou lav moustik yo kòm siyifikativman diferan, kidonk yon entèval konfyans ki gen yon valè 1 pa te siyifikativman diferan, P = 0.0566.
Rezilta HPLC yo pou detèminasyon prensipal glikozinolat yo nan farin grenn degrese DFP, IG, PG ak Ls yo nan Tablo 1. Prensipal glikozinolat yo nan farin grenn yo teste yo te varye eksepte DFP ak PG, ki toulede te genyen glikozinolat mirosinaz. Kontni mirozin nan PG te pi wo pase nan DFP, 33.3 ± 1.5 ak 26.5 ± 0.9 mg/g, respektivman. Poud grenn Ls te genyen 36.6 ± 1.2 mg/g glikoglikòn, tandiske poud grenn IG te genyen 38.0 ± 0.5 mg/g sinapin.
Lav moustik Ae. Aedes aegypti yo te mouri lè yo te trete yo ak farin grenn degrese, byenke efikasite tretman an te varye selon espès plant lan. Se sèlman DFP-NT ki pa t toksik pou lav moustik apre 24 ak 72 èdtan ekspozisyon (Tablo 2). Toksisite poud grenn aktif la te ogmante ak ogmantasyon konsantrasyon an (Fig. 1A, B). Toksisite farin grenn pou lav moustik yo te varye anpil selon 95% CI rapò dòz letal valè LC50 yo nan evalyasyon 24 èdtan ak 72 èdtan (Tablo 3). Apre 24 èdtan, efè toksik farin grenn Ls la te pi gran pase lòt tretman farin grenn yo, ak pi gwo aktivite ak maksimòm toksisite pou lav yo (LC50 = 0.04 g/120 ml dH2O). Lav yo te mwens sansib a DFP nan 24 èdtan konpare ak tretman IG, Ls ak poud grenn PG, ak valè LC50 0.115, 0.04 ak 0.08 g/120 ml dH2O respektivman, ki te estatistikman pi wo pase valè LC50 0.211 g/120 ml dH2O a (Tablo 3). Valè LC90 DFP, IG, PG ak Ls yo te 0.376, 0.275, 0.137 ak 0.074 g/120 ml dH2O, respektivman (Tablo 2). Konsantrasyon DPP ki pi wo a te 0.12 g/120 ml dH2O. Apre 24 èdtan evalyasyon, mòtalite mwayèn lav yo te sèlman 12%, alòske mòtalite mwayèn lav IG ak PG yo te rive nan 51% ak 82%, respektivman. Apre 24 èdtan evalyasyon, mòtalite mwayèn lav yo pou pi gwo konsantrasyon tretman ak farin grenn Ls la (0.075 g/120 ml dH2O) te 99% (Fig. 1A).
Yo te estime koub mòtalite yo apati repons dòz (Probit) lav Ae. ejipsyen (lav 3yèm etap) ak konsantrasyon farin grenn 24 èdtan (A) ak 72 èdtan (B) apre tretman an. Liy pwentiye a reprezante LC50 tretman farin grenn nan. DFP Thlaspi arvense, DFP-HT Thlaspi arvense inaktive pa chalè, IG Sinapsis alba (Ida Gold), PG Brassica juncea (Pacific Gold), Ls Lepidium sativum.
Nan evalyasyon 72 èdtan an, valè LC50 pou farin grenn DFP, IG ak PG yo te 0.111, 0.085 ak 0.051 g/120 ml dH2O respektivman. Prèske tout lav ki te ekspoze a farin grenn Ls yo te mouri apre 72 èdtan ekspozisyon, kidonk done mòtalite yo pa t konsistan avèk analiz Probit la. Konpare ak lòt farin grenn, lav yo te mwens sansib a tretman farin grenn DFP epi yo te gen valè LC50 estatistikman pi wo (Tablo 2 ak 3). Apre 72 èdtan, valè LC50 pou tretman farin grenn DFP, IG ak PG yo te estime a 0.111, 0.085 ak 0.05 g/120 ml dH2O respektivman. Apre 72 èdtan evalyasyon, valè LC90 pou poud grenn DFP, IG ak PG yo te 0.215, 0.254 ak 0.138 g/120 ml dH2O respektivman. Apre 72 èdtan evalyasyon, mòtalite mwayèn lav pou tretman farin grenn DFP, IG ak PG nan yon konsantrasyon maksimòm 0.12 g/120 ml dH2O te 58%, 66% ak 96% respektivman (Fig. 1B). Apre evalyasyon 72 èdtan, yo te jwenn farin grenn PG a pi toksik pase farin grenn IG ak DFP.
Izotiyosyanat sentetik yo, alil izotiyosyanat (AITC), benzil izotiyosyanat (BITC) ak 4-idroksibenzilizotiyosyanat (4-HBITC) ka efektivman touye lav moustik yo. 24 èdtan apre tretman an, BITC te pi toksik pou lav yo ak yon valè LC50 5.29 ppm konpare ak 19.35 ppm pou AITC ak 55.41 ppm pou 4-HBITC (Tablo 4). Konpare ak AITC ak BITC, 4-HBITC gen yon toksisite ki pi ba ak yon valè LC50 ki pi wo. Gen diferans enpòtan nan toksisite lav moustik de prensipal izotiyosyanat yo (Ls ak PG) nan farin grenn ki pi puisan an. Toksisite ki baze sou rapò dòz letal valè LC50 ant AITC, BITC, ak 4-HBITC te montre yon diferans estatistik sa vle di 95% CI rapò dòz letal LC50 la pa t enkli yon valè 1 (P = 0.05, Tablo 4). Yo estime ke pi gwo konsantrasyon BITC ak AITC yo te touye 100% nan lav yo teste yo (Figi 2).
Yo te estime koub mòtalite yo apati repons dòz (Probit) Ae. 24 èdtan apre tretman an, lav Ejipsyen yo (lav 3yèm etap) te rive nan konsantrasyon izotiyosyanat sentetik. Liy pwentiye a reprezante LC50 pou tretman izotiyosyanat la. Izotiyosyanat benzil BITC, izotiyosyanat alil AITC ak 4-HBITC.
Yo etidye itilizasyon byopestisid plant kòm ajan kontwòl vektè moustik depi lontan. Anpil plant pwodui pwodui chimik natirèl ki gen aktivite ensektisid37. Konpoze byoaktif yo bay yon altènatif atiran pou ensektisid sentetik ki gen gwo potansyèl pou kontwole ensèk nuizib, tankou moustik.
Yo kiltive plant moutad pou grenn yo, yo itilize yo kòm epis ak kòm sous lwil. Lè yo ekstrè lwil moutad nan grenn yo oubyen lè yo ekstrè moutad pou itilize li kòm biokarburan,69 pwodui segondè a se farin grenn san grès. Farin grenn sa a konsève anpil nan konpozan byochimik natirèl li yo ak anzim idrolitik li yo. Toksisite farin grenn sa a atribiye a pwodiksyon izotiyosyanat55,60,61. Izotiyosyanat yo fòme pa idwoliz glukozinolat pa anzim mirosinaz la pandan idratasyon farin grenn38,55,70 epi yo konnen yo gen efè fonjisid, bakterisid, nematisid ak ensektisid, ansanm ak lòt pwopriyete tankou efè sansoryèl chimik ak pwopriyete chimyoterapik61,62,70. Plizyè etid montre ke plant moutad ak farin grenn aji efektivman kòm fumigan kont tè ak ensèk nuizib manje ki estoke57,59,71,72. Nan etid sa a, nou te evalye toksisite farin kat grenn ak twa pwodui bioaktif li yo AITC, BITC, ak 4-HBITC pou lav moustik Aedes. Aedes aegypti. Lè yo ajoute farin grenn dirèkteman nan dlo ki gen lav moustik, yo espere aktive pwosesis anzimatik ki pwodui izotiyosyanat ki toksik pou lav moustik. Yo te demontre byotransfòmasyon sa a an pati pa aktivite larvisid yo te obsève nan farin grenn lan ak pèt aktivite ensektisid lè yo te trete farin grenn moutad tinen an ak chalè anvan yo te itilize li. Tretman chalè a espere detwi anzim idrolitik ki aktive glikozinolat yo, kidonk anpeche fòmasyon izotiyosyanat bioaktif. Sa a se premye etid ki konfime pwopriyete ensektisid poud grenn chou kont moustik nan yon anviwònman akwatik.
Pami poud grenn yo te teste yo, poud grenn kreson (Ls) te pi toksik la, sa ki te lakòz yon gwo mòtalite Aedes albopictus. Lav Aedes aegypti yo te trete kontinyèlman pandan 24 èdtan. Twa poud grenn ki rete yo (PG, IG ak DFP) te gen yon aktivite ki pi dousman epi yo toujou lakòz yon mòtalite siyifikatif apre 72 èdtan tretman kontinyèl. Se sèlman farin grenn Ls ki te genyen kantite siyifikatif glukozinolat, alòske PG ak DFP te genyen mirosinaz epi IG te genyen glukozinolat kòm prensipal glukozinolat la (Tablo 1). Glikotropeolin idrolize an BITC epi sinalbin idrolize an 4-HBITC61,62. Rezilta byotès nou yo endike ke tou de farin grenn Ls ak BITC sentetik yo trè toksik pou lav moustik yo. Konpozan prensipal farin grenn PG ak DFP a se glikozinolat mirosinaz, ki idrolize an AITC. AITC efikas pou touye lav moustik yo ak yon valè LC50 19.35 ppm. Konpare ak AITC ak BITC, izotiyosyanat 4-HBITC a se mwens toksik pou lav yo. Malgre ke AITC mwens toksik pase BITC, valè LC50 yo pi ba pase anpil lwil esansyèl ki teste sou lav moustik32,73,74,75.
Poud grenn krusifè nou an pou itilize kont lav moustik gen yon sèl glukozinolat prensipal, ki reprezante plis pase 98-99% nan total glukozinolat yo jan HPLC detèmine sa. Yo te detekte tras lòt glukozinolat, men nivo yo te mwens pase 0.3% nan total glukozinolat yo. Poud grenn kreson (L. sativum) gen glukozinolat segondè (sinigrin), men pwopòsyon yo se 1% nan total glukozinolat yo, epi kontni yo toujou ensiyifyan (anviwon 0.4 mg/g poud grenn). Malgre ke PG ak DFP gen menm glukozinolat prensipal la (mirozin), aktivite larvisid farin grenn yo diferan anpil akòz valè LC50 yo. Toksisite a varye pou kanni poud. Aparisyon lav Aedes aegypti yo ka akòz diferans nan aktivite mirosinaz oswa estabilite ant de manje grenn yo. Aktivite mirosinaz jwe yon wòl enpòtan nan byodisponibilite pwodui idwoliz tankou izotiyosyanat nan plant Brassicaceae76. Rapò anvan yo pa Pocock et al.77 ak Wilkinson et al.78 te montre ke chanjman nan aktivite ak estabilite mirosinaz yo kapab asosye tou ak faktè jenetik ak anviwònman.
Yo te kalkile kontni izotiyosyanat byoaktif yo te prevwa a baze sou valè LC50 chak repa grenn nan 24 ak 72 èdtan (Tablo 5) pou konparezon ak aplikasyon chimik korespondan yo. Apre 24 èdtan, izotiyosyanat yo nan repa grenn nan te pi toksik pase konpoze pi yo. Valè LC50 yo kalkile baze sou pati pa milyon (ppm) tretman grenn izotiyosyanat yo te pi ba pase valè LC50 pou aplikasyon BITC, AITC, ak 4-HBITC. Nou te obsève lav k ap konsome granules repa grenn (Figi 3A). Kidonk, lav yo ka resevwa plis ekspozisyon konsantre a izotiyosyanat toksik lè yo vale granules repa grenn. Sa te pi evidan nan tretman repa grenn IG ak PG yo nan ekspozisyon 24 èdtan, kote konsantrasyon LC50 yo te 75% ak 72% pi ba pase tretman AITC ak 4-HBITC pi yo, respektivman. Tretman Ls ak DFP yo te pi toksik pase izotiyosyanat pi yo, ak valè LC50 24% ak 41% pi ba, respektivman. Lav nan tretman kontwòl la te vin tounen krizalid avèk siksè (Fig. 3B), alòske pifò lav nan tretman farin grenn yo pa t vin krizalid e devlopman lav yo te retade anpil (Fig. 3B,D). Nan Spodopteralitura, izotiyosyanat yo asosye avèk reta kwasans ak reta devlopman79.
Lav moustik Aedes aegypti yo te ekspoze kontinyèlman a poud grenn Brassica pandan 24-72 èdtan. (A) Lav mouri ak patikil farin grenn nan pati bouch yo (ankadre); (B) Tretman kontwòl (dH20 san farin grenn ajoute) montre ke lav yo grandi nòmalman epi yo kòmanse vin krizalid apre 72 èdtan (C, D) Lav trete ak farin grenn; farin grenn nan te montre diferans nan devlopman epi li pa t vin krizalid.
Nou poko etidye mekanis efè toksik izotiyosyanat yo sou lav moustik. Sepandan, etid anvan yo sou foumi wouj dife (Solenopsis invicta) te montre ke inibisyon glutatyon S-transferaz (GST) ak esteraz (EST) se prensipal mekanis byoaktivite izotiyosyanat la, epi AITC, menm nan aktivite ki ba, kapab tou inibi aktivite GST. foumi wouj dife enpòte nan konsantrasyon ki ba. Dòz la se 0.5 µg/ml80. Okontrè, AITC inibi asetilkolinesteraz nan charançon mayi adilt (Sitophilus zeamais)81. Etid menm jan an dwe fèt pou klarifye mekanis aktivite izotiyosyanat nan lav moustik.
Nou itilize tretman DFP inaktive ak chalè pou sipòte pwopozisyon ke idwoliz glukozinolat plant yo pou fòme izotiyosyanat reyaktif sèvi kòm yon mekanis pou kontwòl lav moustik pa farin grenn moutad. Farin grenn DFP-HT pa t toksik nan to aplikasyon yo teste yo. Lafarga et al. 82 rapòte ke glukozinolat yo sansib a degradasyon nan tanperati ki wo. Tretman chalè a espere tou denatire anzim mirosinaz la nan farin grenn epi anpeche idwoliz glukozinolat yo pou fòme izotiyosyanat reyaktif. Okunade et al. 75 te konfime sa tou ki te montre ke mirosinaz sansib a tanperati, ki montre ke aktivite mirosinaz la te konplètman inaktive lè grenn moutad, moutad nwa, ak grenn san yo te ekspoze a tanperati ki pi wo pase 80°C. Mekanis sa yo ka lakòz pèt aktivite ensektisid nan farin grenn DFP trete ak chalè a.
Kidonk, farin grenn moutad ak twa prensipal izotiyosyanat li yo toksik pou lav moustik yo. Etandone diferans sa yo ant farin grenn ak tretman chimik yo, itilizasyon farin grenn ka yon metòd efikas pou kontwole moustik. Gen yon bezwen pou idantifye fòmilasyon ki apwopriye ak sistèm livrezon efikas pou amelyore efikasite ak estabilite itilizasyon poud grenn yo. Rezilta nou yo endike potansyèl pou itilize farin grenn moutad kòm yon altènativ a pestisid sentetik yo. Teknoloji sa a ta ka vin yon zouti inovatè pou kontwole vektè moustik yo. Paske lav moustik yo devlope nan anviwònman akwatik epi glikozinolat farin grenn yo konvèti anzimatikman an izotiyosyanat aktif lè yo idrate, itilizasyon farin grenn moutad nan dlo ki enfekte ak moustik ofri yon potansyèl kontwòl siyifikatif. Malgre ke aktivite larvisid izotiyosyanat yo varye (BITC > AITC > 4-HBITC), plis rechèch nesesè pou detèmine si konbine farin grenn ak plizyè glikozinolat ogmante toksisite yon fason sinèrjik. Sa a se premye etid ki demontre efè ensektisid farin grenn krusifè degrèse ak twa izotiyosyanat bioaktif sou moustik. Rezilta etid sa a louvri nouvo chemen lè yo montre ke farin grenn chou san grès, yon pwodui ki sòti nan ekstraksyon lwil nan grenn yo, ka sèvi kòm yon ajan larvisid pwomèt pou kontwòl moustik. Enfòmasyon sa a ka ede plis dekouvri ajan byokontwòl plant yo ak devlope yo kòm byopestisid bon mache, pratik, epi ki respekte anviwònman an.
Ansanm done yo te pwodui pou etid sa a ak analiz ki soti ladan yo disponib nan men otè korespondan an sou yon demann rezonab. Nan fen etid la, tout materyèl yo te itilize nan etid la (ensèk ak farin grenn) te detwi.
Dat piblikasyon: 29 Jiyè 2024