Үр дүнтэй болгохын тулдшумуулыг хянахмөн тэдгээрийн тээж явдаг өвчний тохиолдлыг бууруулахын тулд химийн пестицидийн оронд стратегийн, тогтвортой, байгаль орчинд ээлтэй хувилбаруудыг ашиглах шаардлагатай байна. Бид Египетийн Aedes-ийг хянах зорилгоор биологийн идэвхгүй глюкозинолатын ферментийн гидролизоор гаргаж авсан ургамлын гаралтай изотиоцианатын эх үүсвэр болох Brassicaceae (Brassica овгийн) тодорхой ургамлын үрийн гурилыг үнэлсэн (L., 1762). Таван тосгүйжүүлсэн үрийн гурил (Brassica juncea (L) Czern., 1859, Lepidium sativum L., 1753, Sinapis alba L., 1753, Thlaspi arvense L., 1753 болон Thlaspi arvense – дулааны идэвхгүйжүүлэлт ба ферментийн задралын гурван үндсэн төрөл. Химийн бүтээгдэхүүн. Аллил изотиоцианат, бензил изотиоцианат ба 4-гидроксибензилизотиоцианатын Aedes aegypti авгалдайд үзүүлэх хоруу чанарыг (LC50) 24 цагийн турш тодорхойлох = 0.04 г/120 мл dH2O). Гич, цагаан гич, гэзгийн LC50 утга. Үрийн гурил нь аллил изотиоцианаттай (LC50 = 19.35 ppm) харьцуулахад тус тус 0.05, 0.08 ба 0.05 байсан ба 4. -Гидроксибензилизотиоцианат (LC50 = 55.41 ppm) нь боловсруулснаас хойш 24 цагийн дараа авгалдайд 0.1 г/120 мл dH2O-оос тус тус илүү хортой байв. Эдгээр үр дүн нь царгасны үрийн гурилын үйлдвэрлэлтэй нийцэж байна. Бензил эфирийн өндөр үр ашиг нь тооцоолсон LC50 утгатай тохирч байна. Үрийн гурил ашиглах нь шумуулыг хянах үр дүнтэй аргыг бий болгож чадна. Цавцал үрийн нунтаг болон түүний гол химийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн шумуулын авгалдайн эсрэг үр нөлөөг харуулсан бөгөөд цавцал үрийн нунтаг дахь байгалийн нэгдлүүд нь шумуулыг хянах байгаль орчинд ээлтэй авгалдай устгах бодис болж чадна гэдгийг харуулж байна.
Aedes шумуулнаас үүдэлтэй тээгчээр дамжин халдварладаг өвчин дэлхийн нийтийн эрүүл мэндийн томоохон асуудал хэвээр байна. Шумуулаар дамжин халдварладаг өвчний тохиолдол газарзүйн хувьд тархаж, дахин гарч, хүнд өвчний дэгдэлт үүсгэдэг4,5,6,7. Хүн ба амьтдын дунд өвчний тархалт (жишээ нь, чикунгунья, денге, Рифт хөндийн халууралт, шар чичрэг, Зика вирус) урьд өмнө байгаагүй өндөр байна. Зөвхөн денге халууралт нь халуун орны бүс нутагт ойролцоогоор 3.6 тэрбум хүнийг халдвар авах эрсдэлд оруулж байгаа бөгөөд жилд 390 сая орчим халдвар бүртгэгдэж, жилд 6,100-24,300 хүн нас бардаг8. Өмнөд Америкт Зика вирус дахин гарч, дэгдэлт нь халдвар авсан эмэгтэйчүүдээс төрсөн хүүхдүүдэд тархины гэмтэл учруулдаг тул дэлхий нийтийн анхаарлыг татсан2. Кремер нар 3 Aedes шумуулын газарзүйн хүрээ өргөжин тэлж, 2050 он гэхэд дэлхийн хүн амын тал хувь нь шумуулаар дамжин халдварладаг арбовирусаар халдвар авах эрсдэлтэй болно гэж таамаглаж байна.
Денге болон шар чичрэгийн эсрэг саяхан боловсруулсан вакцинуудаас бусад тохиолдолд шумуулаар дамжих ихэнх өвчний эсрэг вакциныг хараахан боловсруулаагүй байна9,10,11. Вакцинууд хязгаарлагдмал хэмжээгээр байгаа бөгөөд зөвхөн эмнэлзүйн туршилтад ашиглагддаг. Синтетик шавьж устгах бодис ашиглан шумуулын тээгчдийг хянах нь шумуулаар дамжих өвчний тархалтыг хянах гол стратеги байсаар ирсэн12,13. Синтетик пестицид нь шумуулыг устгахад үр дүнтэй боловч синтетик пестицидийг үргэлжлүүлэн хэрэглэх нь зорилтот бус организмд сөргөөр нөлөөлж, хүрээлэн буй орчныг бохирдуулдаг14,15,16. Химийн шавьж устгах бодист шумуулын эсэргүүцэл нэмэгдэх хандлага бүр ч түгшүүртэй байна17,18,19. Пестицидтэй холбоотой эдгээр асуудлууд нь өвчний тээгчдийг хянах үр дүнтэй, байгаль орчинд ээлтэй хувилбаруудыг эрэлхийлэхийг хурдасгасан.
Хортон шавьж устгах фитопестицидийн эх үүсвэр болгон янз бүрийн ургамлыг боловсруулсан20,21. Ургамлын бодисууд нь ерөнхийдөө байгаль орчинд ээлтэй байдаг, учир нь тэдгээр нь био задралд ордог бөгөөд хөхтөн амьтан, загас, хоёр нутагтан зэрэг зорилтот бус организмуудад бага эсвэл огт хоргүй хор хөнөөлтэй байдаг20,22. Ургамлын гаралтай бэлдмэлүүд нь шумуулын амьдралын янз бүрийн үе шатыг үр дүнтэй хянахын тулд янз бүрийн үйлчлэх механизмтай олон төрлийн биологийн идэвхт нэгдлүүдийг үүсгэдэг гэдгээрээ алдартай23,24,25,26. Эфирийн тос болон бусад идэвхтэй ургамлын найрлага зэрэг ургамлын гаралтай нэгдлүүд анхаарал татаж, шумуулын тээвэрлэгчдийг хянах шинэлэг хэрэгслүүдийн замыг нээж өгсөн. Эфирийн тос, монотерпен ба сесквитерпен нь үргээгч, хоол тэжээлийн хор хөнөөлийг бууруулдаг, овицид болдог27,28,29,30,31,32,33. Олон ургамлын тос нь шумуулын авгалдай, хүүхэлдэй болон насанд хүрэгчдийн үхэлд хүргэдэг34,35,36 бөгөөд шавьжны мэдрэлийн, амьсгалын замын, дотоод шүүрлийн болон бусад чухал системд нөлөөлдөг37.
Сүүлийн үеийн судалгаагаар гичний ургамал болон тэдгээрийн үрийг био идэвхт нэгдлүүдийн эх үүсвэр болгон ашиглах боломжийн талаар ойлголт өгсөн. Гичний үрийн гурилыг биофумигант38,39,40,41 болгон туршиж үзсэн бөгөөд хогийн ургамлыг дарах42,43,44, хөрсөнд тархдаг ургамлын эмгэг төрүүлэгчдийг хянах45,46,47,48,49,50, ургамлын тэжээлд хөрсний нэмэлт болгон ашигласан. Нематод41,51, 52, 53, 54 болон хортон шавьж 55, 56, 57, 58, 59, 60. Эдгээр үрийн нунтагны мөөгөнцрийн эсрэг үйлчилгээ нь изотиоцианат38,42,60 гэж нэрлэгддэг ургамлын хамгаалалтын нэгдлүүдтэй холбоотой. Ургамалд эдгээр хамгаалалтын нэгдлүүд нь био идэвхгүй глюкозинолат хэлбэрээр ургамлын эсэд хадгалагддаг. Гэсэн хэдий ч ургамал шавьжаар хооллох эсвэл эмгэг төрүүлэгчийн халдвараар гэмтсэн үед глюкозинолатууд мирозиназаар био идэвхт изотиоцианат55,61 болж гидролизддэг. Изотиоцианатууд нь өргөн хүрээний нянгийн эсрэг ба шавьж устгах үйлчилгээтэй гэдгээрээ алдартай дэгдэмхий нэгдлүүд бөгөөд тэдгээрийн бүтэц, биологийн идэвхжил, агууламж нь Brassicaceae зүйлийн дунд харилцан адилгүй байдаг42,59,62,63.
Гичний үрийн гурилнаас гаргаж авсан изотиоцианатууд нь шавьж устгах үйлчилгээтэй гэж мэдэгдэж байгаа ч анагаах ухааны ач холбогдолтой үе хөлтний эсрэг биологийн идэвхжилийн талаарх мэдээлэл дутмаг байна. Бидний судалгаагаар Aedes шумуулын эсрэг дөрвөн тосгүйжүүлсэн үрийн нунтагны авгалдай устгах идэвхийг судалсан. Aedes aegypti-ийн авгалдай. Судалгааны зорилго нь шумуулыг хянах байгаль орчинд ээлтэй биопестицид болгон ашиглах боломжийг үнэлэх явдал байв. Үрийн гурилын гурван үндсэн химийн бүрэлдэхүүн хэсэг болох аллил изотиоцианат (AITC), бензил изотиоцианат (BITC), 4-гидроксибензилизотиоцианат (4-HBITC)-ийг мөн шумуулын авгалдай дээрх эдгээр химийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн биологийн идэвхжилийг турших зорилгоор туршсан. Энэ бол байцааны дөрвөн үрийн нунтаг болон тэдгээрийн гол химийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн шумуулын авгалдайн эсрэг үр нөлөөг үнэлсэн анхны тайлан юм.
Aedes aegypti (Рокфеллерийн омог)-ын лабораторийн колониудыг 26°C температурт, 70% харьцангуй чийгшил (RH) болон 10:14 цаг (L:D фотопериод)-д хадгалсан. Хосолсон эмэгчин амьтдыг хуванцар торонд (өндөр нь 11 см, диаметр нь 9.5 см) байрлуулж, цитрат үхрийн цусыг ашиглан саванд хооллох системээр (HemoStat Laboratories Inc., Диксон, Калифорни, АНУ) тэжээсэн. Цусаар хооллох ажлыг ердийнхөөрөө 37°C температурын хяналттай эргэлтийн усан ванны хоолойд (HAAKE S7, Thermo-Scientific, Waltham, MA, USA) холбогдсон мембран олон шилэн тэжээгч (Chemglass, Life Sciences LLC, Vineland, NJ, USA) ашиглан гүйцэтгэсэн. Шилэн тэжээлийн камер бүрийн ёроолд Parafilm M хальсыг сунгана (талбай нь 154 мм2). Дараа нь тэжээгч бүрийг хосолсон эмэгчин амьтдыг агуулсан торыг бүрхсэн дээд торон дээр байрлуулсан. Пастерийн пипетк (Fisherbrand, Fisher Scientific, Waltham, MA, USA) ашиглан шилэн тэжээгч юүлүүрт ойролцоогоор 350–400 мкл үхрийн цус нэмж, насанд хүрсэн өтийг дор хаяж нэг цагийн турш шүүж цэвэрлэв. Дараа нь жирэмсэн эмэгчинд 10%-ийн сахарозын уусмал өгч, тус тусад нь хэт тунгалаг суфле аяганд (1.25 fl oz size, Dart Container Corp., Mason, MI, USA) доторлосон чийглэг шүүлтүүрийн цаасан дээр өндөглөж, устай торонд хийжээ. Өндөгтэй шүүлтүүрийн цаасыг битүүмжилсэн уутанд (SC Johnsons, Racine, WI) хийж, 26°C-д хадгална. Өндөгнүүдийг гаргаж, ойролцоогоор 200–250 авгалдайг туулайн чанамал (ZuPreem, Premium Natural Products, Inc., Mission, KS, USA) болон элэгний нунтаг (MP Biomedicals, LLC, Solon, OH, USA) болон загасны филе (TetraMin, Tetra GMPH, Meer, Герман)-ийн холимог агуулсан хуванцар тавиур дээр 2:1:1 харьцаатайгаар өсгөв. Бидний биошинжилгээнд гурав дахь насны сүүл үеийн авгалдайг ашигласан.
Энэхүү судалгаанд ашигласан ургамлын үрийн материалыг дараах арилжааны болон засгийн газрын эх үүсвэрээс авсан: АНУ-ын Вашингтон муж улсын Номхон далайн баруун хойд фермерүүдийн хоршооноос Brassica juncea (бор гич-Номхон далайн алт) болон Brassica juncea (цагаан гич-Ида алт); АНУ-ын Иллинойс муж улсын Пеориа хотын Келли Сийд энд Хардвер Ко компанийн (Garden Cress) болон АНУ-ын Иллинойс муж улсын Пеориа хотын USDA-ARS компанийн Thlaspi arvense (Field Pennycress-Elisabeth); Судалгаанд ашигласан үрийн аль нь ч пестицидээр боловсруулагдаагүй. Энэхүү судалгаанд бүх үрийн материалыг орон нутгийн болон үндэсний дүрэм журмын дагуу, мөн холбогдох орон нутгийн муж улсын болон үндэсний дүрэм журмын дагуу боловсруулж, ашигласан. Энэхүү судалгаагаар трансген ургамлын сортуудыг судлаагүй болно.
Brassica juncea (PG), царгас (Ls), цагаан гич (IG), Thlaspi arvense (DFP) үрийг 0.75 мм-ийн тор, зэвэрдэггүй ган ротор, 12 шүдтэй, 10,000 эрг/мин (Хүснэгт 1)-ээр тоноглогдсон Retsch ZM200 хэт төвөөс зугтах тээрэм (Retsch, Haan, Герман) ашиглан нарийн нунтаг болгон нунтагласан. Нунтагласан үрийн нунтагыг цаасан хуруувч руу шилжүүлж, Soxhlet аппаратад 24 цагийн турш гексанаар тосгүйжүүлсэн. Тосгүйжүүлсэн хээрийн гичний дэд дээжийг 100°C-д 1 цагийн турш халааж, мирозиназыг денатурацид оруулж, глюкозинолатуудын гидролизийг биологийн идэвхт изотиоцианат үүсгэхээс сэргийлсэн. Халуун боловсруулсан морины сүүлний үрийн нунтаг (DFP-HT)-ийг мирозиназыг денатурацид оруулж сөрөг хяналт болгон ашигласан.
Тосгүйжүүлсэн үрийн гурилын глюкозинолатын агууламжийг өмнө нь нийтлэгдсэн протокол 64-ийн дагуу өндөр хүчин чадалтай шингэн хроматограф (HPLC) ашиглан гурван удаа тодорхойлсон. Товчхондоо, 250 мг тосгүйжүүлсэн үрийн нунтаг дээжинд 3 мл метанол нэмсэн. Дээж бүрийг усан ваннд 30 минутын турш хэт авиагаар шүүж, 23°C-д 16 цагийн турш харанхуй газар үлдээсэн. Дараа нь органик давхаргын 1 мл аликвотыг 0.45 μм шүүлтүүрээр шүүж, авто дээж авагч руу оруулсан. Shimadzu HPLC систем дээр ажиллаж (хоёр LC 20AD насос; SIL 20A авто дээж авагч; DGU 20As дегазатор; 237 нм-д хянах SPD-20A UV-VIS детектор; болон CBM-20A холбооны автобусны модуль), үрийн гурилын глюкозинолатын агууламжийг Shimadzu LC Solution програм хангамжийн 1.25 хувилбар (Shimadzu Corporation, Columbia, MD, USA) ашиглан гурван удаа тодорхойлсон. Багана нь C18 Инертсил урвуу фазын багана (250 мм × 4.6 мм; RP C-18, ODS-3, 5u; GL Sciences, Торранс, Калифорни, АНУ) байв. Анхны хөдөлгөөнт фазын нөхцлийг 1 мл/мин урсгалын хурдтайгаар усанд 12% метанол/88% 0.01 М тетрабутиламмонийн гидроксид (TBAH; Sigma-Aldrich, Сент-Луис, Миссури, АНУ)-д тохируулсан. 15 мкл дээжийг тарьсны дараа анхны нөхцлийг 20 минутын турш хадгалж, дараа нь уусгагчийн харьцааг 100% метанол болгон тохируулж, нийт дээжийн шинжилгээний хугацаа 65 минут байв. Тослоггүй үрийн гурилын хүхрийн агууламжийг тооцоолохын тулд шинээр бэлтгэсэн синапин, глюкозинолат болон мирозин стандартуудыг (Sigma-Aldrich, Сент-Луис, Миссури, АНУ) цуврал шингэрүүлснээр стандарт муруй (nM/mAb дээр суурилсан) үүсгэсэн. Глюкозинолатууд. Дээж дэх глюкозинолатын концентрацийг Agilent 1100 HPLC (Agilent, Santa Clara, CA, USA) дээр OpenLAB CDS ChemStation хувилбар (C.01.07 SR2 [255])-ийг ашиглан, мөн өмнө нь тайлбарласан аргыг ашиглан туршсан. Глюкозинолатын концентрацийг тодорхойлсон; HPLC системүүдийн хооронд харьцуулж болохуйц.
Аллил изотиоцианат (94%, тогтвортой) ба бензил изотиоцианат (98%)-ийг Fisher Scientific (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA)-аас худалдаж авсан. 4-Гидроксибензилизотиоцианатыг ChemCruz (Santa Cruz Biotechnology, CA, USA)-аас худалдаж авсан. Мирозиназаар ферментийн аргаар гидролиздэхэд глюкозинолат, глюкозинолат ба глюкозинолатууд нь тус тус аллил изотиоцианат, бензил изотиоцианат ба 4-гидроксибензилизотиоцианат үүсгэдэг.
Лабораторийн биошинжилгээг Мутури болон бусад 32-ын аргын дагуу өөрчлөлттэйгөөр гүйцэтгэсэн. Судалгаанд таван бага өөх тостой үрийн тэжээл ашигласан: DFP, DFP-HT, IG, PG болон Ls. Хорин авгалдайг 120 мл ионгүйжүүлсэн ус (dH2O) агуулсан 400 мл-ийн нэг удаагийн гурван талт шилэн аяганд (VWR International, LLC, Radnor, PA, USA) хийсэн. Шумуулын авгалдайн хоруу чанарын долоон үрийн гурилын концентрацийг туршсан: DFP үрийн гурил, DFP-HT, IG болон PG-ийн хувьд 0.01, 0.02, 0.04, 0.06, 0.08, 0.1 болон 0.12 г үрийн гурил/120 мл dH2O. Урьдчилсан биошинжилгээгээр тосгүйжүүлсэн Ls үрийн гурил нь туршсан бусад дөрвөн үрийн гурилаас илүү хортой болохыг харуулж байна. Тиймээс бид Ls үрийн гурилын долоон боловсруулалтын концентрацийг дараах концентрацид тохируулсан: 0.015, 0.025, 0.035, 0.045, 0.055, 0.065, болон 0.075 г/120 мл dH2O.
Шинжилгээний нөхцөлд шавьжны хэвийн үхлийг үнэлэхийн тулд боловсруулаагүй хяналтын бүлэг (dH20, үрийн гурилын нэмэлтгүй)-ийг оруулсан. Үрийн гурил бүрийн хор судлалын биошинжилгээнд гурван давтагдсан гурван налуутай шилэн аяга (шилэн аяганд 20 сүүл гурав дахь үеийн авгалдай), нийт 108 шилэн сав багтсан. Боловсруулсан савыг өрөөний температурт (20-21°C) хадгалж, авгалдайн үхлийг 24 ба 72 цагийн турш боловсруулсан концентрацид тасралтгүй өртөх үед бүртгэсэн. Хэрэв шумуулын бие болон хавсралтууд нь нимгэн зэвэрдэггүй ган хусуураар цоолох эсвэл хүрэхэд хөдлөхгүй бол шумуулын авгалдайг үхсэн гэж үзнэ. Үхсэн авгалдай нь савны ёроолд эсвэл усны гадаргуу дээр нуруу эсвэл хэвлийн байрлалд хөдөлгөөнгүй хэвээр байна. Туршилтыг өөр өөр өдрүүдэд гурван удаа давтаж, боловсруулсан концентрацид нийт 180 авгалдай өртсөн.
AITC, BITC, болон 4-HBITC-ийн шумуулын авгалдайд үзүүлэх хоруу чанарыг ижил био шинжилгээний аргаар үнэлсэн боловч өөр өөр эмчилгээ хийсэн. Химийн бодис бүрийн 100,000 ppm нөөц уусмалыг 2 мл-ийн центрифугийн хоолойд 900 µл абсолют этанол дээр 100 µл химийн бодис нэмж, 30 секундын турш сэгсэрч сайтар холино. Эмчилгээний концентрацийг бидний урьдчилсан био шинжилгээнд үндэслэн тодорхойлсон бөгөөд BITC нь AITC болон 4-HBITC-ээс хамаагүй илүү хортой болохыг тогтоожээ. Хоруу чанарыг тодорхойлохын тулд BITC-ийн 5 концентраци (1, 3, 6, 9 ба 12 ppm), AITC-ийн 7 концентраци (5, 10, 15, 20, 25, 30 ба 35 ppm) болон 4-HBITC-ийн 6 концентраци (15, 15, 20, 25, 30 ба 35 ppm)-ийг хэмжсэн. 30, 45, 60, 75 болон 90 ppm). Хяналтын эмчилгээнд химийн боловсруулалтын хамгийн их эзэлхүүнтэй тэнцэх 108 мкл абсолют этанол тарьсан. Био шинжилгээг дээрх шиг давтан хийж, эмчилгээний концентрацид нийт 180 авгалдай ил гарсан. 24 цагийн турш тасралтгүй өртсөний дараа AITC, BITC, болон 4-HBITC-ийн концентраци тус бүрийн хувьд авгалдайн нас баралтыг бүртгэсэн.
Тунтай холбоотой нас баралтын 65 өгөгдлийн пробит шинжилгээг Polo програм хангамж (Polo Plus, LeOra Software, 1.0 хувилбар) ашиглан 50% үхлийн концентраци (LC50), 90% үхлийн концентраци (LC90), налуу, үхлийн тунгийн коэффициент, 95% үхлийн концентрацийг тооцоолохын тулд хийсэн. Энэ нь логарифм хувиргасан концентраци болон тун-нас баралтын муруйн үхлийн тунгийн харьцааны итгэлцлийн интервалд үндэслэсэн болно. Нас баралтын өгөгдлийг эмчилгээний концентраци бүрт өртсөн 180 авгалдайн хосолсон давталтын өгөгдөл дээр үндэслэсэн болно. Магадлалын шинжилгээг үрийн гурил болон химийн бүрэлдэхүүн хэсэг тус бүрээр тусад нь хийсэн. Үхлийн тунгийн харьцааны 95%-ийн итгэлцлийн интервалд үндэслэн үрийн гурил болон химийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн шумуулын авгалдайд үзүүлэх хоруу чанар нь мэдэгдэхүйц ялгаатай гэж үзсэн тул 1 гэсэн утгатай итгэлцлийн интервал нь мэдэгдэхүйц ялгаатай биш, P = 0.0566 байв.
Тосгүйжүүлсэн үрийн гурил болох DFP, IG, PG болон Ls-д агуулагдах гол глюкозинолатуудыг тодорхойлох HPLC-ийн үр дүнг Хүснэгт 1-д жагсаав. Туршилтад хамрагдсан үрийн гурил дахь гол глюкозинолатууд нь мирозиназа глюкозинолат агуулсан DFP болон PG-ээс бусад тохиолдолд харилцан адилгүй байв. PG дахь мирозинины агууламж DFP-ээс өндөр, тус тус 33.3 ± 1.5 ба 26.5 ± 0.9 мг/г байв. Ls үрийн нунтаг нь 36.6 ± 1.2 мг/г глюкогликон агуулсан бол IG үрийн нунтаг нь 38.0 ± 0.5 мг/г синапин агуулсан байв.
Ae. Aedes aegypti шумуулын авгалдайг тосгүйжүүлсэн үрийн гурилаар эмчлэхэд устгасан боловч эмчилгээний үр нөлөө нь ургамлын төрлөөс хамааран харилцан адилгүй байв. Зөвхөн DFP-NT нь 24 ба 72 цагийн дараа шумуулын авгалдайд хортой биш байсан (Хүснэгт 2). Идэвхтэй үрийн нунтагны хоруу чанар нь концентраци нэмэгдэхийн хэрээр нэмэгдсэн (Зураг 1A, B). Үрийн гурилын шумуулын авгалдайд үзүүлэх хоруу чанар нь 24 ба 72 цагийн үнэлгээний LC50 утгын үхлийн тунгийн харьцааны 95% CI дээр үндэслэн мэдэгдэхүйц хэлбэлзсэн (Хүснэгт 3). 24 цагийн дараа Ls үрийн гурилын хортой нөлөө нь бусад үрийн гурилын боловсруулалтаас илүү өндөр байсан бөгөөд авгалдайд хамгийн их идэвхжил, хамгийн их хоруу чанар үзүүлсэн (LC50 = 0.04 г/120 мл dH2O). Авгалдай нь IG, Ls болон PG үрийн нунтаг эмчилгээтэй харьцуулахад 24 цагийн дотор DFP-д мэдрэмтгий чанар багатай байсан бөгөөд LC50 утга нь тус тус 0.115, 0.04 болон 0.08 г/120 мл dH2O байсан нь LC50 утгаас статистикийн хувьд өндөр байв. 0.211 г/120 мл dH2O (Хүснэгт 3). DFP, IG, PG болон Ls-ийн LC90 утга нь тус тус 0.376, 0.275, 0.137 болон 0.074 г/120 мл dH2O байв (Хүснэгт 2). DPP-ийн хамгийн өндөр концентраци нь 0.12 г/120 мл dH2O байв. 24 цагийн үнэлгээний дараа авгалдайн дундаж наслалт ердөө 12% байсан бол IG болон PG авгалдайн дундаж наслалт тус тус 51% болон 82% байв. 24 цагийн үнэлгээний дараа Ls үрийн гурилын боловсруулалтын хамгийн өндөр концентрацитай (0.075 г/120 мл dH2O) авгалдайн дундаж наслалт 99% байв (Зураг 1A).
Нас баралтын муруйг эмчилгээний дараа 24 цаг (A) болон 72 цагийн (B) дараа Ae. Египетийн авгалдай (3 дахь насны авгалдай)-ны үрийн гурилын концентрацид үзүүлэх тунгийн хариу урвал (Probit)-аас тооцоолсон. Цэгтэй шугам нь үрийн гурилын боловсруулалтын LC50-г илэрхийлнэ. DFP Thlaspi arvense, DFP-HT Дулаанаар идэвхгүйжүүлсэн Thlaspi arvense, IG Sinapsis alba (Ida Gold), PG Brassica juncea (Pacific Gold), Ls Lepidium sativum.
72 цагийн үнэлгээгээр DFP, IG болон PG үрийн гурилын LC50 утга тус тус 0.111, 0.085 болон 0.051 г/120 мл dH2O байв. Ls үрийн гуриланд өртсөн бараг бүх авгалдай 72 цагийн дараа үхсэн тул нас баралтын мэдээлэл Probit шинжилгээтэй зөрчилдөж байв. Бусад үрийн гурилтай харьцуулахад авгалдай DFP үрийн гурилын боловсруулалтад бага мэдрэмтгий байсан бөгөөд статистикийн хувьд LC50 утга өндөр байсан (Хүснэгт 2 ба 3). 72 цагийн дараа DFP, IG болон PG үрийн гурилын боловсруулалтын LC50 утга тус тус 0.111, 0.085 болон 0.05 г/120 мл dH2O гэж тооцоолсон. 72 цагийн үнэлгээний дараа DFP, IG болон PG үрийн нунтагуудын LC90 утга тус тус 0.215, 0.254 болон 0.138 г/120 мл dH2O байв. 72 цагийн үнэлгээний дараа хамгийн ихдээ 0.12 г/120 мл dH2O концентрацид DFP, IG болон PG үрийн гурилын боловсруулалтын авгалдайн дундаж наслалт тус тус 58%, 66% болон 96% байв (Зураг 1B). 72 цагийн үнэлгээний дараа PG үрийн гурил нь IG болон DFP үрийн гурилаас илүү хортой болох нь тогтоогдсон.
Синтетик изотиоцианат, аллил изотиоцианат (AITC), бензил изотиоцианат (BITC) болон 4-гидроксибензилизотиоцианат (4-HBITC) нь шумуулын авгалдайг үр дүнтэй устгаж чаддаг. Эмчилгээ хийснээс хойш 24 цагийн дараа BITC нь авгалдайд илүү хортой байсан бөгөөд LC50 утга нь AITC-ийн хувьд 19.35 ppm, 4-HBITC-ийн хувьд 55.41 ppm-тэй харьцуулахад 5.29 ppm байв (Хүснэгт 4). AITC болон BITC-тэй харьцуулахад 4-HBITC нь хоруу чанар багатай, LC50 утга өндөр байдаг. Хамгийн хүчтэй үрийн гурилд агуулагдах хоёр гол изотиоцианат (Ls ба PG)-ийн шумуулын авгалдайн хоруу чанарт мэдэгдэхүйц ялгаа байдаг. AITC, BITC болон 4-HBITC-ийн хоорондох LC50 утгуудын үхлийн тунгийн харьцаанд үндэслэсэн хоруу чанар нь LC50 үхлийн тунгийн харьцааны 95% CI нь 1 гэсэн утга агуулаагүй гэсэн статистикийн ялгааг харуулсан (P = 0.05, Хүснэгт 4). BITC болон AITC-ийн хамгийн өндөр концентраци нь туршигдсан авгалдайн 100%-ийг устгадаг гэж тооцоолсон (Зураг 2).
Нас баралтын муруйг Ae-ийн тунгийн хариу урвал (Probit)-аас тооцоолсон. Эмчилгээ хийснээс хойш 24 цагийн дараа Египетийн авгалдай (3 дахь инстал авгалдай) синтетик изотиоцианатын концентрацид хүрсэн. Цэгтэй шугам нь изотиоцианатын эмчилгээний LC50-г илэрхийлнэ. Бензил изотиоцианат BITC, аллил изотиоцианат AITC болон 4-HBITC.
Шумуулны нян устгах бодис болгон ургамлын биопестицидийг ашиглах талаар удаан хугацаанд судалж ирсэн. Олон ургамал нь шавьж устгах үйлчилгээтэй байгалийн гаралтай химийн бодисыг үйлдвэрлэдэг37. Тэдгээрийн био идэвхт нэгдлүүд нь шумуул зэрэг хортон шавьжийг хянах асар их боломжтой синтетик шавьж устгах бодисын сэтгэл татам хувилбар юм.
Гичний ургамлыг үрийн ургац болгон тариалж, халуун ногоо, тосны эх үүсвэр болгон ашигладаг. Гичний тосыг үрнээс нь гаргаж авах эсвэл гичийг био түлш болгон ашиглахад 69 дайвар бүтээгдэхүүн нь тосгүйжүүлсэн үрийн гурил юм. Энэхүү үрийн гурил нь байгалийн биохимийн олон бүрэлдэхүүн хэсэг болон гидролизийн ферментүүдийг хадгалдаг. Энэхүү үрийн гурилын хоруу чанар нь изотиоцианат55,60,61 үйлдвэрлэсэнтэй холбоотой юм. Изотиоцианатууд нь үрийн гурилыг чийгшүүлэх явцад мирозиназын ферментээр глюкозинолатын гидролизоор үүсдэг38,55,70 бөгөөд мөөгөнцөр, нян устгах, нематицид болон шавьж устгах үйлчилгээтэй, мөн химийн мэдрэхүйн нөлөө, хими эмчилгээний шинж чанар зэрэг бусад шинж чанартай гэдгээрээ алдартай61,62,70. Хэд хэдэн судалгаагаар гичний ургамал болон үрийн гурил нь хөрс болон хадгалсан хүнсний хортон шавьжны эсрэг фумигатор болж үр дүнтэй ажилладаг болохыг харуулсан57,59,71,72. Энэхүү судалгаанд бид дөрвөн үрийн гурил болон түүний гурван био идэвхт бүтээгдэхүүн болох AITC, BITC, 4-HBITC-ийн Aedes шумуулын авгалдайд үзүүлэх хоруу чанарыг үнэлсэн. Aedes aegypti. Шумуулын авгалдай агуулсан усанд үрийн гурилыг шууд нэмэх нь шумуулын авгалдайд хортой изотиоцианат үүсгэдэг ферментийн процессыг идэвхжүүлнэ гэж үзэж байна. Энэхүү био хувиргалтыг үрийн гурилын авгалдай устгах идэвхжил ажиглагдаж, одой гичийн үрийн гурилыг хэрэглэхийн өмнө дулааны боловсруулалт хийхэд шавьж устгах идэвхжил алдагдсанаар хэсэгчлэн харуулсан. Дулааны боловсруулалт нь глюкозинолатыг идэвхжүүлдэг гидролитик ферментийг устгаж, улмаар био идэвхт изотиоцианат үүсэхээс сэргийлнэ гэж үзэж байна. Энэ бол усны орчинд байцааны үрийн нунтаг шумуулын эсрэг шавьж устгах шинж чанарыг баталгаажуулсан анхны судалгаа юм.
Туршилтад хамрагдсан үрийн нунтагуудаас усны кресс үрийн нунтаг (Ls) нь хамгийн хортой байсан бөгөөд Aedes albopictus-ийн үхлийн өндөр шалтгаан болсон. Aedes aegypti авгалдайг 24 цагийн турш тасралтгүй боловсруулсан. Үлдсэн гурван үрийн нунтаг (PG, IG болон DFP) нь удаан идэвхжилтэй байсан бөгөөд 72 цагийн тасралтгүй боловсруулалтын дараа ч гэсэн ихээхэн хэмжээний үхэлд хүргэсэн. Зөвхөн Ls үрийн гурил нь их хэмжээний глюкозинолат агуулсан байсан бол PG болон DFP нь мирозиназа, IG нь гол глюкозинолат болох глюкозинолат агуулсан (Хүснэгт 1). Глюкотропеолин нь BITC болж гидролизддэг ба синалбин нь 4-HBITC61,62 болж гидролизддэг. Бидний биошинжилгээний үр дүнгээс харахад Ls үрийн гурил болон синтетик BITC хоёулаа шумуулын авгалдайд маш хортой байдаг. PG болон DFP үрийн гурилын гол бүрэлдэхүүн хэсэг нь мирозиназа глюкозинолат бөгөөд AITC болж гидролизддэг. AITC нь шумуулын авгалдайг устгахад үр дүнтэй бөгөөд LC50 утга нь 19.35 ppm байна. AITC болон BITC-тэй харьцуулахад 4-HBITC изотиоцианат нь авгалдайд хамгийн бага хор хөнөөлтэй байдаг. Хэдийгээр AITC нь BITC-ээс бага хор хөнөөлтэй боловч тэдгээрийн LC50 утга нь шумуулын авгалдай дээр туршсан олон эфирийн тосноос бага байдаг32,73,74,75.
Шумуулын авгалдайн эсрэг хэрэглэх загалмайт үрийн нунтаг маань нэг гол глюкозинолат агуулдаг бөгөөд HPLC-ээр тодорхойлсноор нийт глюкозинолатын 98-99%-иас дээш хувийг эзэлдэг. Бусад глюкозинолатын ул мөр илэрсэн боловч тэдгээрийн түвшин нийт глюкозинолатын 0.3%-иас бага байв. Усны кресс (L. sativum) үрийн нунтаг нь хоёрдогч глюкозинолат (синигрин) агуулдаг боловч тэдгээрийн эзлэх хувь нийт глюкозинолатын 1% бөгөөд тэдгээрийн агууламж бага хэвээр байна (ойролцоогоор 0.4 мг/г үрийн нунтаг). PG болон DFP нь ижил үндсэн глюкозинолат (мирозин) агуулдаг боловч тэдгээрийн үрийн гурилын авгалдай устгах идэвхжил нь LC50 утгаасаа шалтгаалан мэдэгдэхүйц ялгаатай байдаг. Нунтаг хөгцний хоруу чанар харилцан адилгүй байдаг. Aedes aegypti авгалдай үүсэх нь мирозиназын идэвхжил эсвэл хоёр үрийн тэжээлийн хоорондох тогтвортой байдлын зөрүүтэй холбоотой байж болно. Мирозиназын идэвхжил нь Brassicaceae ургамлын изотиоцианат зэрэг гидролизийн бүтээгдэхүүний биоидэвхжилд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг76. Покок болон бусад.77 болон Вилкинсон болон бусад.78 нарын өмнөх тайланд мирозиназын идэвхжил болон тогтвортой байдлын өөрчлөлт нь удамшлын болон хүрээлэн буй орчны хүчин зүйлстэй холбоотой байж болохыг харуулсан.
Биологийн идэвхт изотиоцианатын хүлээгдэж буй агууламжийг харгалзах химийн хэрэглээтэй харьцуулахын тулд үрийн гурил бүрийн LC50 утгыг 24 ба 72 цагийн дараа (Хүснэгт 5) тооцоолсон. 24 цагийн дараа үрийн гурил дахь изотиоцианатууд нь цэвэр нэгдлүүдээс илүү хортой байв. Изотиоцианатын үрийн боловсруулалтын сая тутамд ногдох хэсэгт (ppm) үндэслэн тооцоолсон LC50 утга нь BITC, AITC, болон 4-HBITC хэрэглээнд LC50 утгуудаас бага байв. Бид авгалдай үрийн гурилын үрэл идэж байгааг ажигласан (Зураг 3A). Үүний үр дүнд авгалдай үрийн гурилын үрэл залгиснаар хортой изотиоцианатуудад илүү төвлөрсөн өртөлт авч болно. Энэ нь 24 цагийн өртөлттэй үед IG болон PG үрийн гурилын боловсруулалтад хамгийн тод илэрсэн бөгөөд LC50 концентраци нь цэвэр AITC болон 4-HBITC боловсруулалтаас тус тус 75% ба 72% бага байв. Ls болон DFP эмчилгээ нь цэвэр изотиоцианатаас илүү хортой байсан бөгөөд LC50 утга нь тус тус 24% ба 41%-иар бага байв. Хяналтын эмчилгээнд авгалдай амжилттай хөөсөн (Зураг 3B), харин үрийн гурилын боловсруулалтын ихэнх авгалдай хөөсөнгүй бөгөөд авгалдайн хөгжил мэдэгдэхүйц удааширсан (Зураг 3B, D). Сподоптералитурад изотиоцианатууд нь өсөлтийн саатал болон хөгжлийн сааталтай холбоотой байв79.
Ae. Aedes aegypti шумуулын авгалдайг 24-72 цагийн турш Brassica үрийн нунтагт тасралтгүй өртүүлсэн. (A) Амны хэсэгт үрийн гурилын хэсгүүдтэй үхсэн авгалдай (дугуйлсан); (B) Хяналтын эмчилгээ (нэмэлт үрийн гурилгүй dH20) нь авгалдай хэвийн ургаж, 72 цагийн дараа хөөсөнцөр болж эхэлдэг болохыг харуулж байна (C, D) Үрийн гурилаар эмчилсэн авгалдай; үрийн гурил нь хөгжлийн хувьд ялгаатай байсан бөгөөд хөөсөнцөр болоогүй.
Бид изотиоцианатын шумуулын авгалдайд үзүүлэх хортой нөлөөллийн механизмыг судлаагүй байна. Гэсэн хэдий ч улаан галын шоргоолж (Solenopsis invicta) дээр хийсэн өмнөх судалгаагаар глутатион S-трансфераза (GST) ба эстераз (EST)-ийг дарангуйлах нь изотиоцианатын био идэвхжилийн гол механизм бөгөөд AITC нь бага идэвхжилтэй байсан ч GST-ийн идэвхжилийг дарангуйлж чаддаг болохыг харуулсан. улаан импортын галын шоргоолжийг бага концентрацид. Тун нь 0.5 мкг/мл80. Үүний эсрэгээр AITC нь насанд хүрсэн эрдэнэ шишийн хошуунд (Sitophilus zeamais) ацетилхолинестеразыг дарангуйлдаг81. Шумуулын авгалдай дахь изотиоцианатын идэвхжилийн механизмыг тодруулахын тулд ижил төстэй судалгааг хийх шаардлагатай байна.
Бид ургамлын глюкозинолатыг гидролизоор реактив изотиоцианат үүсгэх нь гичний үрийн гурилаар шумуулын авгалдайг хянах механизм болдог гэсэн саналыг дэмжихийн тулд дулаанаар идэвхгүйжүүлсэн DFP боловсруулалтыг ашигладаг. Туршиж үзсэн хэрэглээний түвшинд DFP-HT үрийн гурил нь хортой биш байсан. Лафарга нар 82 глюкозинолатууд өндөр температурт задралд мэдрэмтгий байдаг гэж мэдээлсэн. Дулааны боловсруулалт нь үрийн гуриланд агуулагдах мирозиназын ферментийг денатурацид оруулж, глюкозинолатууд гидролизоор реактив изотиоцианат үүсгэхээс сэргийлнэ гэж үздэг. Үүнийг Окунаде нар 75 баталсан бөгөөд мирозиназ нь температурт мэдрэмтгий болохыг харуулсан бөгөөд гич, хар гич, цусны үндэс үрийг 80°C-аас дээш температурт өртөхөд мирозиназын идэвхжил бүрэн идэвхгүй болдог болохыг харуулж байна. Эдгээр механизмууд нь дулаанаар боловсруулсан DFP үрийн гурилын шавьж устгах идэвхжил алдагдахад хүргэж болзошгүй юм.
Тиймээс гичний үрийн гурил болон түүний гурван үндсэн изотиоцианат нь шумуулын авгалдайд хортой байдаг. Үрийн гурил болон химийн боловсруулалтын хоорондох эдгээр ялгааг харгалзан үзвэл үрийн гурил хэрэглэх нь шумуулыг хянах үр дүнтэй арга байж болох юм. Үрийн нунтаг хэрэглэх үр нөлөө, тогтвортой байдлыг сайжруулахын тулд тохиромжтой найрлага, үр дүнтэй хүргэх системийг тодорхойлох шаардлагатай байна. Бидний үр дүн нь гичний үрийн гурилыг синтетик пестицидийн оронд ашиглах боломжтойг харуулж байна. Энэхүү технологи нь шумуулын тээвэрлэгчдийг хянах шинэлэг хэрэгсэл болж чадна. Шумуулын авгалдай усны орчинд сайн ургадаг бөгөөд үрийн гурилын глюкозинолатууд нь чийгшүүлэх үед ферментийн аргаар идэвхтэй изотиоцианат болж хувирдаг тул шумуулаар бохирдсон усанд гичний үрийн гурил хэрэглэх нь хяналтын мэдэгдэхүйц боломжийг олгодог. Изотиоцианатын авгалдай устгах идэвхжил харилцан адилгүй байдаг ч (BITC > AITC > 4-HBITC) үрийн гурилыг олон глюкозинолаттай хослуулах нь хоруу чанарыг синергетик байдлаар нэмэгдүүлдэг эсэхийг тодорхойлохын тулд илүү их судалгаа хийх шаардлагатай байна. Энэ бол тосгүй загалмайт үрийн гурил болон гурван био идэвхт изотиоцианатын шумууланд үзүүлэх шавьж устгах нөлөөг харуулсан анхны судалгаа юм. Энэхүү судалгааны үр дүн нь үрнээс тос гаргаж авах замаар гаргаж авсан тосгүй байцааны үрийн гурил нь шумуулыг хянах авгалдай устгах ирээдүйтэй бодис болж болохыг харуулснаар шинэ нээлт хийж байна. Энэхүү мэдээлэл нь ургамлын био хяналтын бодисыг нээж, тэдгээрийг хямд, практик, байгаль орчинд ээлтэй биопестицид болгон хөгжүүлэхэд тусалж чадна.
Энэхүү судалгаанд зориулж үүсгэсэн өгөгдлийн багц болон үр дүнгийн шинжилгээг холбогдох зохиогчоос боломжийн хүсэлтээр авах боломжтой. Судалгааны төгсгөлд судалгаанд ашигласан бүх материалыг (шавьж болон үрийн гурил) устгасан.
Нийтэлсэн цаг: 2024 оны 7-р сарын 29