Eraginkortasunezeltxoak kontrolatueta haiek dakartzaten gaixotasunen intzidentzia murrizteko, pestizida kimikoen alternatiba estrategikoak, iraunkorrak eta ingurumena errespetatzen dutenak behar dira. Brassicaceae zenbait landare-irinetatik (Brassica familia) ateratako hazi-irinak ebaluatu genituen Aedes egiptoarra (L., 1762) kontrolatzeko erabiltzeko glukosinolato biologiko inaktiboen hidrolisi entzimatiko bidez ekoitzitako landare-jatorriko isotiozianatoen iturri gisa. Bost gantzgabetutako hazi-irina (Brassica juncea (L) Czern., 1859, Lepidium sativum L., 1753, Sinapis alba L., 1753, Thlaspi arvense L., 1753 eta Thlaspi arvense – hiru inaktibazio termiko eta degradazio entzimatiko mota nagusi Produktu kimikoak Alil isotiozianatoaren, bentzil isotiozianatoaren eta 4-hidroxibenzilisotiozianatoaren toxikotasuna (LC50) zehazteko Aedes aegypti larbentzat 24 orduko esposizioan = 0,04 g/120 ml dH2O). LC50 balioak mostaza, mostaza zuria eta zaldi-buztana. Hazi-irina 0,05, 0,08 eta 0,05 izan zen, hurrenez hurren, alil isotiozianatoarekin (LC50 = 19,35 ppm) eta 4.-Hidroxibenzilisotiozianatoa (LC50 = 55,41 ppm) toxikoagoa izan zen larbentzat tratamenduaren ondorengo 24 orduetan, 0,1 g/120 ml dH2O baino, hurrenez hurren. Emaitza hauek bat datoz alpapa hazi-irinaren ekoizpenarekin. Bentzil esterren eraginkortasun handiagoa kalkulatutako LC50 balioei dagokie. Hazi-irina erabiltzeak eltxoak kontrolatzeko metodo eraginkorra eman dezake. Gurutziferoen hazi-hautsaren eta haren osagai kimiko nagusien eraginkortasuna eltxo-larben aurka erakusten du eta gurutziferoen hazi-hautseko konposatu naturalak nola balio dezaketen eltxoak kontrolatzeko ingurumena errespetatzen duen larbizida gisa.
Aedes eltxoek eragindako bektore-gaixotasunak osasun publikoko arazo global larria izaten jarraitzen dute. Eltxoek eragindako gaixotasunen intzidentzia geografikoki hedatzen da1,2,3 eta berriro agertzen da, gaixotasun larrien agerraldiak sortuz4,5,6,7. Gizakien eta animalien arteko gaixotasunen hedapena (adibidez, chikungunya, dengea, Rift Haraneko sukarra, sukar horia eta Zika birusa) aurrekaririk gabekoa da. Denge sukarrak bakarrik 3.600 milioi pertsona inguru jartzen ditu infekzio arriskuan tropikoetan, urtean 390 milioi infekzio gertatzen direla kalkulatzen da, eta urtean 6.100-24.300 heriotza eragiten dituzte8. Hego Amerikan Zika birusa berriro agertzeak eta agerraldiak mundu osoko arreta erakarri du, emakume kutsatuen jaiotako haurrengan eragiten dituen garuneko kalteengatik2. Kremer et al3-k aurreikusten dute Aedes eltxoen hedadura geografikoa zabaltzen jarraituko duela eta 2050erako munduko biztanleriaren erdia eltxoek eragindako arbobirusen infekzio arriskuan egongo dela.
Dengearen eta sukar horiaren aurkako txerto berriki garatuak izan ezik, eltxoek kutsatutako gaixotasun gehienen aurkako txertoak ez dira oraindik garatu9,10,11. Txertoak kantitate mugatuetan daude oraindik eskuragarri eta entsegu klinikoetan bakarrik erabiltzen dira. Intsektizida sintetikoak erabiliz eltxo bektoreen kontrola estrategia gakoa izan da eltxoek kutsatutako gaixotasunen hedapena kontrolatzeko12,13. Pestizida sintetikoak eraginkorrak diren arren eltxoak hiltzeko, pestizida sintetikoen erabilera jarraituak negatiboki eragiten die helburu ez diren organismoei eta ingurumena kutsatzen du14,15,16. Are kezkagarriagoa da eltxoen erresistentzia intsektizida kimikoekiko gero eta handiagoa izateko joera17,18,19. Pestizidekin lotutako arazo hauek gaixotasunen bektoreak kontrolatzeko alternatiba eraginkor eta ingurumena errespetatzen dutenen bilaketa bizkortu dute.
Hainbat landare garatu dira izurriteen kontrola egiteko fitopestiziden iturri gisa20,21. Landare-substantziak, oro har, ingurumena errespetatzen dute, biodegradagarriak direlako eta toxikotasun txikia edo hutsala dutelako helburu ez diren organismoentzat, hala nola ugaztunentzat, arrainentzat eta anfibioentzat20,22. Belar-prestakinek hainbat konposatu bioaktibo ekoizten dituztela ezagutzen da, ekintza-mekanismo desberdinekin, eltxoen bizitza-etapa desberdinak eraginkortasunez kontrolatzeko23,24,25,26. Landare-jatorriko konposatuek, hala nola olio esentzialek eta beste landare-osagai aktibo batzuek, arreta bereganatu dute eta bidea ireki dute eltxo-bektoreak kontrolatzeko tresna berritzaileetarako. Olio esentzialek, monoterpenoek eta seskiterpenoek uxatzaile, elikadura-uxatzaile eta obizida gisa jokatzen dute27,28,29,30,31,32,33. Landare-olio askok eltxo-larben, pupen eta helduen heriotza eragiten dute34,35,36, intsektuen nerbio-, arnasketa-, endokrino- eta beste sistema garrantzitsu batzuetan eragina izanik37.
Azken ikerketek mostaza landareen eta haien hazien erabilera potentzialaz jabetu dira konposatu bioaktiboen iturri gisa. Mostaza hazi-irina biofumigante gisa probatu da38,39,40,41 eta lurzoruaren ongarri gisa erabili da belar txarrak kentzeko42,43,44 eta lurzoruan dauden landare-patogenoak45,46,47,48,49,50, landareen nutrizioa kontrolatzeko. nematodoak41,51, 52, 53, 54 eta izurriteak55, 56, 57, 58, 59, 60. Hazi-hauts hauen onddo-jarduera isotiozianato izeneko landare-babesle konposatuei egozten zaie38,42,60. Landareetan, babes-konposatu hauek landare-zeluletan gordetzen dira glukosinolato ez-bioaktiboen moduan. Hala ere, landareak intsektuen elikaduragatik edo patogenoen infekzioagatik kaltetzen direnean, glukosinolatoak mirosinasak hidrolizatzen ditu isotiozianato bioaktiboetan55,61. Isotiozianatoak konposatu lurrunkorrak dira, espektro zabaleko jarduera antimikrobiano eta intsektizida dutela ezagutzen direnak, eta haien egitura, jarduera biologikoa eta edukia asko aldatzen dira Brassicaceae espezieen artean42,59,62,63.
Mostaza hazi-irinetik eratorritako isotiozianatoek intsektizida-jarduera dutela ezagutzen den arren, medikoki garrantzitsuak diren artropodo bektoreen aurkako jarduera biologikoari buruzko daturik ez dago. Gure ikerketak lau hazi-hauts deskoipeztatuen larbizida-jarduera aztertu zuen Aedes eltxoen aurka. Aedes aegypti-ren larbak. Ikerketaren helburua eltxoen kontrolarako biopestizida ingurumena errespetatzen duten gisa duten erabilera potentziala ebaluatzea izan zen. Hazi-irinaren hiru osagai kimiko nagusiak, alil isotiozianatoa (AITC), bentzil isotiozianatoa (BITC) eta 4-hidroxibenzilisotiozianatoa (4-HBITC), ere probatu ziren osagai kimiko horien eltxo-larben gaineko jarduera biologikoa probatzeko. Hau da lau aza-hazi-hauts eta haien osagai kimiko nagusien eraginkortasuna eltxo-larben aurka ebaluatzen duen lehen txostena.
Aedes aegypti (Rockefeller anduia) laborategiko koloniak 26 °C-tan, % 70eko hezetasun erlatiboan (HE) eta 10:14 ordutan (L:D fotoperiodoa) mantendu ziren. Eme parekatuak plastikozko kaioletan sartu ziren (11 cm-ko altuera eta 9,5 cm-ko diametroa) eta behi-odol zitratatua erabiliz botila bidezko elikadura-sistema baten bidez elikatu ziren (HemoStat Laboratories Inc., Dixon, CA, AEB). Odolaren elikadura ohi bezala egin zen mintz anitzeko beirazko elikadura-sistema bat erabiliz (Chemglass, Life Sciences LLC, Vineland, NJ, AEB), zirkulazio-ur-bainu hodi batera konektatuta (HAAKE S7, Thermo-Scientific, Waltham, MA, AEB) eta 37 °C-ko tenperatura-kontrola zuena. Parafilm M film bat luzatu zen beirazko elikadura-ganbera bakoitzaren hondoan (154 mm2-ko azalera). Ondoren, elikadura-sistema bakoitza goiko sareta gainean jarri zen, parekatzen ari zen emea zuen kaiola estaltzen zuena. Behi-odolaren 350-400 μl inguru gehitu ziren beirazko elikadura-inbutu batera Pasteur pipeta bat erabiliz (Fisherbrand, Fisher Scientific, Waltham, MA, AEB), eta helduen zizareak gutxienez ordubetez drainatzen utzi ziren. Ondoren, eme haurdunei % 10eko sakarosa-soluzioa eman zitzaien eta arrautzak jartzen utzi zitzaizkien iragazki-paper heze batean, banakako soufflé-kopa ultra-gardenetan (1.25 fl oz tamaina, Dart Container Corp., Mason, MI, AEB). Kaiola urez bete. Jarri arrautzak dituen iragazki-papera poltsa itxi batean (SC Johnsons, Racine, WI) eta gorde 26 °C-tan. Arrautzak eklosioan sartu ziren eta 200-250 larba inguru hazi ziren untxi-jana (ZuPreem, Premium Natural Products, Inc., Mission, KS, AEB) eta gibel-hautsa (MP Biomedicals, LLC, Solon, OH, AEB) eta arrain-xerra (TetraMin, Tetra GMPH, Meer, Alemania) 2:1:1 proportzioan nahastuta zeuden plastikozko erretiluetan. Hirugarren estadio amaierako larbak erabili ziren gure biosaiakuntzetan.
Ikerketa honetan erabilitako landare-hazien materiala honako merkataritza- eta gobernu-iturri hauetatik lortu da: Brassica juncea (mostaza marroia-Pacific Gold) eta Brassica juncea (mostaza zuria-Ida Gold) Pacific Northwest Farmers' Cooperative-tik, Washington State, AEB; (Garden Cress) Kelly Seed and Hardware Co.-tik, Peoria, IL, AEB; eta Thlaspi arvense (Field Pennycress-Elisabeth) USDA-ARS-tik, Peoria, IL, AEB; Ikerketan erabilitako hazietako bat ere ez zen pestizidekin tratatu. Hazi-material guztia ikerketa honetan prozesatu eta erabili zen tokiko eta estatuko araudiaren arabera, eta dagokion tokiko, estatuko eta nazioko araudi guztiak betez. Ikerketa honek ez zituen landare-aldaera transgenikoak aztertu.
Brassica juncea (PG), Alfalfa (Ls), Mostaza zuria (IG) eta Thlaspi arvense (DFP) haziak hauts fin bihurtu ziren Retsch ZM200 ultrazentrifuga-errota bat erabiliz (Retsch, Haan, Alemania), 0,75 mm-ko sare batekin eta altzairu herdoilgaitzezko errotore batekin, 12 hortzekin eta 10.000 rpm-rekin (1. taula). Ehotutako hazi-hautsa paper-hatz batera eraman eta hexanoarekin koipegabetu zen Soxhlet aparatu batean 24 orduz. Koipegabetutako mostaza-lagin bat 100 °C-tan tratatu zen beroz ordubetez mirosinasa desnaturalizatzeko eta glukosinolatoen hidrolisia saihesteko, isotiozianato biologikoki aktiboak eratzeko. Beroz tratatutako zaldi-buztan hazi-hautsa (DFP-HT) erabili zen kontrol negatibo gisa mirosinasa desnaturalizatuz.
Gantzgabetutako hazi-irinaren glukosinolato edukia hirukoiztuta zehaztu zen errendimendu handiko likido kromatografia (HPLC) erabiliz, aurretik argitaratutako protokolo baten arabera 64. Laburbilduz, 3 ml metanol gehitu zitzaizkion gantzgabetutako hazi-hautsaren 250 mg-ko lagin bati. Lagin bakoitza ur-bainu batean sonikatu zen 30 minutuz eta iluntasunean utzi zen 23 °C-tan 16 orduz. Ondoren, geruza organikoaren 1 ml-ko alikuota bat 0,45 μm-ko iragazki batetik iragazi zen laginketa automatiko batera. Shimadzu HPLC sistema batean exekutatuz (bi LC 20AD ponpa; SIL 20A laginketa automatikoa; DGU 20As gasifikatzailea; SPD-20A UV-VIS detektagailua 237 nm-tan monitorizatzeko; eta CBM-20A komunikazio-bus modulua), hazi-irinaren glukosinolato edukia hirukoiztuta zehaztu zen Shimadzu LC Solution softwarearen 1.25 bertsioa erabiliz (Shimadzu Corporation, Columbia, MD, AEB). Zutabea C18 Inertsil alderantzizko faseko zutabe bat izan zen (250 mm × 4.6 mm; RP C-18, ODS-3, 5u; GL Sciences, Torrance, CA, AEB). Hasierako fase mugikorreko baldintzak % 12 metanol/% 88 0.01 M tetrabutilamonio hidroxido uretan ezarri ziren (TBAH; Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, AEB), 1 mL/min-ko emariarekin. 15 μl lagin injektatu ondoren, hasierako baldintzak 20 minutuz mantendu ziren, eta ondoren disolbatzailearen proportzioa % 100 metanolera egokitu zen, laginaren analisi denbora osoa 65 minutukoa izanik. Kurba estandar bat (nM/mAb oinarrituta) sortu zen sinapina, glukosinolato eta mirosina estandar freskoen diluzio seriatuen bidez (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, AEB), gantzgabetutako hazi-irinaren sufre-edukia kalkulatzeko. glukosinolatoak. Laginetako glukosinolatoen kontzentrazioak Agilent 1100 HPLC batean (Agilent, Santa Clara, CA, AEB) aztertu ziren, OpenLAB CDS ChemStation bertsioa (C.01.07 SR2 [255]) erabiliz, zutabe berarekin hornituta eta aurretik deskribatutako metodo bat erabiliz. Glukosinolatoen kontzentrazioak zehaztu ziren; HPLC sistemen artean konparagarriak izan behar dira.
Alil isotiozianatoa (% 94, egonkorra) eta bentzil isotiozianatoa (% 98) Fisher Scientific-etik erosi ziren (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, AEB). 4-Hidroxibentzilisotiozianatoa ChemCruz-etik erosi zen (Santa Cruz Biotechnology, CA, AEB). Mirosinasak entzimatikoki hidrolizatzen dituenean, glukosinolatoek, glukosinolatoek eta glukosinolatoek alil isotiozianatoa, bentzil isotiozianatoa eta 4-hidroxibentzilisotiozianatoa eratzen dituzte, hurrenez hurren.
Laborategiko bioanalisiak Muturi et al.-en metodoaren arabera egin ziren, 32, aldaketekin. Bost gantz gutxiko hazi-pentsu erabili ziren ikerketan: DFP, DFP-HT, IG, PG eta Ls. Hogei larba jarri ziren 400 ml-ko hiru bideko edalontzi botatzeko batean (VWR International, LLC, Radnor, PA, AEB), 120 ml ur desionizatuarekin (dH2O). Zazpi hazi-irin kontzentrazio probatu ziren eltxoen larben toxikotasuna ikusteko: 0,01, 0,02, 0,04, 0,06, 0,08, 0,1 eta 0,12 g hazi-irin/120 ml dH2O DFP hazi-irinarentzat, DFP-HT, IG eta PGrentzat. Aurretiazko bioanalisiek adierazten dute gantzgabetutako Ls hazi-irina probatutako beste lau hazi-irin baino toxikoagoa dela. Beraz, Ls hazi-irinaren zazpi tratamendu-kontzentrazioak kontzentrazio hauetara egokitu genituen: 0,015, 0,025, 0,035, 0,045, 0,055, 0,065 eta 0,075 g/120 mL dH2O.
Tratatu gabeko kontrol-talde bat (dH20, hazi-irin osagarririk gabe) sartu zen analisi-baldintzetan intsektuen hilkortasun normala ebaluatzeko. Hazi-irin bakoitzerako bioanalisi toxikologikoek hiru ontzi errepikatu hiru maldadun (20 larba hirugarren estadio amaierako ontzi bakoitzeko) barne hartu zituzten, guztira 108 flasko. Tratatutako ontziak giro-tenperaturan gorde ziren (20-21 °C) eta larben hilkortasuna erregistratu zen tratamendu-kontzentrazioen eraginpean egon ziren 24 eta 72 orduz. Eltxoaren gorputza eta eranskinak ez badira mugitzen zulatu edo altzairu herdoilgaitzezko espatula mehe batekin ukitzean, eltxo-larbak hilda daudela uste da. Larba hilak normalean geldirik egoten dira ontziaren hondoan edo uraren gainazalean, bizkarrean edo sabelean. Esperimentua hiru aldiz errepikatu zen egun desberdinetan, larba-talde desberdinak erabiliz, guztira 180 larba tratamendu-kontzentrazio bakoitzari eraginpean egon zirelarik.
AITC, BITC eta 4-HBITC-ren toxikotasuna eltxo-larbentzat bioanalisi prozedura bera erabiliz ebaluatu zen, baina tratamendu desberdinekin. Prestatu 100.000 ppm-ko stock soluzioak produktu kimiko bakoitzerako, produktu kimikoaren 100 µL gehituz 900 µL etanol absolutura 2 ml-ko zentrifugazio hodi batean eta 30 segundoz astinduz ondo nahasteko. Tratamendu kontzentrazioak gure aurretiazko bioanalisietan oinarrituta zehaztu ziren, eta horien arabera, BITC askoz toxikoagoa da AITC eta 4-HBITC baino. Toxikotasuna zehazteko, BITC-ren 5 kontzentrazio (1, 3, 6, 9 eta 12 ppm), AITC-ren 7 kontzentrazio (5, 10, 15, 20, 25, 30 eta 35 ppm) eta 4-HBITC-ren 6 kontzentrazio (15, 15, 20, 25, 30 eta 35 ppm) erabili ziren. 30, 45, 60, 75 eta 90 ppm). Kontrol-tratamenduari 108 μL etanol absolutuko injektatu zitzaion, tratamendu kimikoaren bolumen maximoaren baliokidea. Bioanalisiak goian adierazitako moduan errepikatu ziren, tratamendu-kontzentrazio bakoitzeko 180 larba guztira agerian utziz. Larben hilkortasuna erregistratu zen AITC, BITC eta 4-HBITC kontzentrazio bakoitzerako, 24 orduko esposizio jarraituaren ondoren.
65 dosi-erlazionatutako hilkortasun-datuen probit analisia Polo softwarea erabiliz egin zen (Polo Plus, LeOra Software, 1.0 bertsioa) % 50eko kontzentrazio hilgarria (LC50), % 90eko kontzentrazio hilgarria (LC90), malda, dosi hilgarriaren koefizientea eta % 95eko kontzentrazio hilgarria kalkulatzeko. Log-eraldatutako kontzentraziorako eta dosi-hilkortasun kurbetarako dosi hilgarrien erlazioen konfiantza-tarteetan oinarrituta. Hilkortasun-datuak tratamendu-kontzentrazio bakoitzari esposizioa izan zioten 180 larben errepikatutako datu konbinatuetan oinarritzen dira. Probabilitate-analisiak hazi-irin bakoitzerako eta osagai kimiko bakoitzerako bereizita egin ziren. Dosi hilgarriaren erlazioaren % 95eko konfiantza-tartean oinarrituta, hazi-irinaren eta osagai kimikoen toxikotasuna eltxo-larbentzat nabarmen desberdina zela kontsideratu zen, beraz, 1 balioa zuen konfiantza-tartea ez zen nabarmen desberdina izan, P = 0,0566.
DFP, IG, PG eta Ls hazi-irinetan glukosinolato nagusiak zehazteko HPLC emaitzak 1. taulan zerrendatzen dira. Aztertutako hazi-irinetan glukosinolato nagusiak desberdinak izan ziren, DFP eta PG izan ezik, biek mirosinasa glukosinolatoak baitzituzten. PG-ko mirosinina edukia DFP-koa baino handiagoa zen, 33,3 ± 1,5 eta 26,5 ± 0,9 mg/g, hurrenez hurren. Ls hazi-hautsak 36,6 ± 1,2 mg/g glukoglikona zituen, eta IG hazi-hautsak, berriz, 38,0 ± 0,5 mg/g sinapina.
Ae. Aedes aegypti eltxoen larbak hil ziren gantzgabetutako hazi-irinarekin tratatu zirenean, nahiz eta tratamenduaren eraginkortasuna landare-espeziearen arabera aldatu zen. DFP-NT bakarrik ez zen toxikoa izan eltxo-larbentzat esposizio-24 eta 72 ordu igaro ondoren (2. taula). Hazi-hauts aktiboaren toxikotasuna handitu zen kontzentrazioa handitu ahala (1A eta B irudiak). Hazi-irinaren toxikotasuna eltxo-larbentzat nabarmen aldatu zen LC50 balioen dosi hilgarriaren erlazioaren % 95eko CI-aren arabera, 24 orduko eta 72 orduko ebaluazioetan (3. taula). 24 ordu igaro ondoren, Ls hazi-irinaren efektu toxikoa beste hazi-irin tratamenduek baino handiagoa izan zen, larbentzat jarduera handiena eta toxikotasun maximoa izanik (LC50 = 0,04 g/120 ml dH2O). Larbak DFPrekiko sentikortasun txikiagoa izan zuten 24 ordutan, IG, Ls eta PG hazi-hauts tratamenduekin alderatuta, 0,115, 0,04 eta 0,08 g/120 ml dH2O LC50 balioekin, hurrenez hurren, eta estatistikoki 0,211 g/120 ml dH2O LC50 balioa baino handiagoa izan zen (3. taula). DFP, IG, PG eta Ls-ren LC90 balioak 0,376, 0,275, 0,137 eta 0,074 g/120 ml dH2O izan ziren, hurrenez hurren (2. taula). DPPren kontzentraziorik altuena 0,12 g/120 ml dH2O izan zen. 24 orduko ebaluazioaren ondoren, larben batez besteko hilkortasuna % 12koa baino ez zen izan, IG eta PG larben batez besteko hilkortasuna, berriz, % 51 eta % 82ra iritsi zen, hurrenez hurren. 24 orduko ebaluazioaren ondoren, Ls hazi-irinaren tratamenduaren kontzentraziorik altuenaren (0,075 g/120 ml dH2O) larben batez besteko hilkortasuna % 99koa izan zen (1A irudia).
Hilkortasun-kurbak Ae. Egiptoko larben (3. estadioko larbak) hazi-irinaren kontzentrazioarekiko dosi-erantzunetik (Probit) kalkulatu ziren, tratamenduaren ondorengo 24 ordu (A) eta 72 ordu (B). Lerro puntudunak hazi-irinaren tratamenduaren LC50 adierazten du. DFP Thlaspi arvense, DFP-HT Beroaz inaktibatutako Thlaspi arvense, IG Sinapsis alba (Ida Gold), PG Brassica juncea (Pacific Gold), Ls Lepidium sativum.
72 orduko ebaluazioan, DFP, IG eta PG hazi-irinaren LC50 balioak 0,111, 0,085 eta 0,051 g/120 ml dH2O izan ziren, hurrenez hurren. Ls hazi-irinari esposizioa jaso zuten ia larba guztiak hil ziren 72 orduko esposizioaren ondoren, beraz, hilkortasun-datuak ez ziren Probit analisiarekin bat etorri. Beste hazi-irinekin alderatuta, larbak ez ziren hain sentikorrak DFP hazi-irinaren tratamenduarekiko eta LC50 balio estatistikoki altuagoak izan zituzten (2. eta 3. taulak). 72 ordu igaro ondoren, DFP, IG eta PG hazi-irinaren tratamenduen LC50 balioak 0,111, 0,085 eta 0,05 g/120 ml dH2O zirela kalkulatu zen, hurrenez hurren. 72 orduko ebaluazioaren ondoren, DFP, IG eta PG hazi-hautsen LC90 balioak 0,215, 0,254 eta 0,138 g/120 ml dH2O izan ziren, hurrenez hurren. 72 orduko ebaluazioaren ondoren, DFP, IG eta PG hazi-irin tratamenduen batez besteko larben hilkortasuna % 58, % 66 eta % 96 izan zen, hurrenez hurren (1B irudia). 72 orduko ebaluazioaren ondoren, PG hazi-irina IG eta DFP hazi-irina baino toxikoagoa zela ikusi zen.
Isotiozianato sintetikoek, alil isotiozianatoak (AITC), bentzil isotiozianatoak (BITC) eta 4-hidroxibenzilisotiozianatoak (4-HBITC) eltxo-larbak eraginkortasunez hil ditzakete. Tratamenduaren ondorengo 24 orduetan, BITC toxikoagoa zen larbentzat, 5,29 ppm-ko LC50 balioarekin, AITC-ren 19,35 ppm-rekin eta 4-HBITC-ren 55,41 ppm-rekin alderatuta (4. taula). AITC eta BITC-rekin alderatuta, 4-HBITC-k toxikotasun txikiagoa eta LC50 balio handiagoa du. Hazi-irin indartsuenean bi isotiozianato nagusien (Ls eta PG) eltxo-larben toxikotasunean alde nabarmenak daude. AITC, BITC eta 4-HBITC arteko LC50 balioen dosi hilgarriaren erlazioan oinarritutako toxikotasunak alde estatistiko bat erakutsi zuen, non LC50 dosi hilgarriaren erlazioaren % 95eko CIak ez zuen 1eko baliorik barne hartzen (P = 0,05, 4. taula). BITC eta AITCren kontzentraziorik altuenek aztertutako larben % 100 hiltzen zutela kalkulatu zen (2. irudia).
Hilkortasun-kurbak Ae-ren dosi-erantzunetik (Probit) kalkulatu ziren. Tratamenduaren ondorengo 24 orduetan, Egiptoko larbek (3. larba-larbek) isotiozianato sintetikoen kontzentrazioa lortu zuten. Lerro puntudunak isotiozianato tratamendurako LC50 adierazten du. Benzil isotiozianatoa BITC, alil isotiozianatoa AITC eta 4-HBITC.
Landare-biopestiziden erabilera eltxoen bektoreen kontrol-agente gisa aspalditik aztertu da. Landare askok intsektizida-jarduera duten produktu kimiko naturalak sortzen dituzte37. Haien konposatu bioaktiboek intsektizida sintetikoen alternatiba erakargarria eskaintzen dute, eta potentzial handia dute izurriak kontrolatzeko, eltxoak barne.
Mostaza landareak hazietarako hazten dira, espezia eta olio iturri gisa erabiltzen dira. Mostaza olioa hazietatik ateratzen denean edo mostaza bioerregai gisa erabiltzeko ateratzen denean,69 azpiproduktua koipegabetutako hazi-irina da. Hazi-irin honek bere osagai biokimiko natural asko eta entzima hidrolitiko asko mantentzen ditu. Hazi-irin honen toxikotasuna isotiozianatoen ekoizpenari egozten zaio55,60,61. Isotiozianatoak glukosinolatoen hidrolisiaren bidez sortzen dira mirosinasa entzimak hazi-irina hidratatzean38,55,70 eta efektu fungizidak, bakterizidak, nematizidak eta intsektizidak dituztela ezagutzen da, baita beste propietate batzuk ere, hala nola efektu sentsorial kimikoak eta propietate kimioterapeutikoak61,62,70. Hainbat ikerketek erakutsi dute mostaza landareek eta hazi-irinak eraginkortasunez jokatzen dutela fumigante gisa lurzoruaren eta biltegiratutako elikagaien izurriteen aurka57,59,71,72. Ikerketa honetan, lau haziko irinaren eta bere hiru produktu bioaktiboen, AITC, BITC eta 4-HBITC, toxikotasuna ebaluatu dugu Aedes eltxo-larbentzat. Aedes aegypti. Hazi-irina zuzenean eltxo-larbak dituen urari gehitzeak eltxo-larbentzat toxikoak diren isotiozianatoak sortzen dituzten prozesu entzimatikoak aktibatzea espero da. Bioeraldaketa hau neurri batean hazi-irinaren jarduera larbizida ikusi delako eta mostaza nanoaren hazi-irina erabili aurretik bero-tratamenduan jaso denean intsektizida-jardueraren galerak frogatu zuen. Bero-tratamenduak glukosinolatoak aktibatzen dituzten entzima hidrolitikoak suntsitzea espero da, eta horrela isotiozianato bioaktiboen eraketa eragotziko du. Hau da aza-hazien hautsaren propietate intsektizidak berresten dituen lehen ikerketa ingurune akuatikoan eltxoen aurka.
Aztertutako hazi-hautsen artean, berro-hazi-hautsa (Ls) izan zen toxikoena, Aedes albopictus-en hilkortasun handia eraginez. Aedes aegypti larbak etengabe prozesatu ziren 24 orduz. Gainerako hiru hazi-hautsek (PG, IG eta DFP) jarduera motelagoa izan zuten eta oraindik ere hilkortasun esanguratsua eragin zuten 72 orduko tratamendu jarraituaren ondoren. Ls hazi-irinak bakarrik zituen glukosinolato kantitate esanguratsuak, PG eta DFP-k mirosinasa zuten bitartean eta IG-k glukosinolatoa glukosinolato nagusi gisa (1. taula). Glukotropeolina BITC-ra hidrolizatzen da eta sinalbina 4-HBITC-ra hidrolizatzen da61,62. Gure biosaiakuntzaren emaitzek adierazten dute Ls hazi-irina eta BITC sintetikoa oso toxikoak direla eltxo-larbentzat. PG eta DFP hazi-irinaren osagai nagusia mirosinasa glukosinolatoa da, AITC-ra hidrolizatzen dena. AITC eraginkorra da eltxo-larbak hiltzeko, 19,35 ppm-ko LC50 balioarekin. AITC eta BITC-rekin alderatuta, 4-HBITC isotiozianatoa da larbentzat toxikotasun txikiena duena. AITC BITC baino toxikotasun txikiagoa duen arren, haien LC50 balioak eltxo-larbetan probatutako olio esentzial askorenak baino txikiagoak dira32,73,74,75.
Eltxo-larben aurka erabiltzeko dugun gurutziferoen hazi-hautsak glukosinolato nagusi bat dauka, HPLC bidez zehaztutako glukosinolato guztien % 98-99 baino gehiago osatzen duena. Beste glukosinolato batzuen arrastoak detektatu ziren, baina haien mailak glukosinolato guztien % 0,3 baino gutxiago ziren. Berroaren (L. sativum) hazi-hautsak bigarren mailako glukosinolatoak (sinigrina) ditu, baina haien proportzioa glukosinolato guztien % 1 da, eta haien edukia oraindik ez da esanguratsua (0,4 mg/g hazi-hauts inguru). PG eta DFP-k glukosinolato nagusi bera (mirosina) badute ere, haien hazi-irinaren larbizida-jarduera nabarmen desberdina da haien LC50 balioengatik. Lizunarekiko toxikotasuna aldatu egiten da. Aedes aegypti larben agerpena bi hazi-elikagaien arteko mirosinasa-jardueraren edo egonkortasunaren arteko desberdintasunengatik izan daiteke. Mirosinasa jarduerak zeregin garrantzitsua du Brassicaceae landareetan76 isotiozianatoak bezalako hidrolisi produktuen bioerabilgarritasunean. Pocock et al.77 eta Wilkinson et al.78-k egindako aurreko txostenek erakutsi dute mirosinasa jardueran eta egonkortasunean izandako aldaketak faktore genetiko eta ingurumenekoekin ere lotuta egon daitezkeela.
Espero zen isotiozianato bioaktiboen edukia kalkulatu zen hazi-irin bakoitzaren LC50 balioetan oinarrituta, 24 eta 72 ordutan (5. taula), dagokien aplikazio kimikoekin alderatzeko. 24 ordu igaro ondoren, hazi-irineko isotiozianatoak konposatu puruak baino toxikoagoak ziren. Isotiozianato hazi-tratamenduen milioi bakoitzeko zatitan (ppm) oinarrituta kalkulatutako LC50 balioak BITC, AITC eta 4-HBITC aplikazioen LC50 balioak baino txikiagoak izan ziren. Larbak hazi-irin pellet-ak kontsumitzen ikusi genituen (3A irudia). Ondorioz, larbek isotiozianato toxikoekiko esposizio kontzentratuagoa jasan dezakete hazi-irin pellet-ak irenstean. Hori nabarmenena izan zen IG eta PG hazi-irin tratamenduetan, 24 orduko esposizioan, non LC50 kontzentrazioak % 75 eta % 72 txikiagoak izan ziren AITC eta 4-HBITC tratamendu puruekin alderatuta, hurrenez hurren. Ls eta DFP tratamenduak isotiozianato purua baino toxikoagoak izan ziren, LC50 balioak % 24 eta % 41 txikiagoak izanik, hurrenez hurren. Kontrol-tratamenduko larbak arrakastaz pupatu ziren (3B irudia), hazi-irina tratamenduko larba gehienak, berriz, ez ziren pupatu eta larben garapena nabarmen atzeratu zen (3B eta D irudiak). Spodopteralituran, isotiozianatoak hazkuntza-atzerapenarekin eta garapen-atzerapenarekin lotuta daude79.
Ae. Aedes aegypti eltxoen larbak Brassica hazi-hautsaren eraginpean egon ziren etengabe 24-72 orduz. (A) Aho-aparatuetan hazi-irin partikulak zituzten larba hilak (zirkuluetan); (B) Kontrol-tratamendua (dH20 hazi-irin gehitu gabe) erakusten du larbak normal hazten direla eta 72 ordu igaro ondoren pupa bihurtzen hasten direla (C, D) Hazi-irinarekin tratatutako larbak; hazi-irinak garapenean aldeak erakutsi zituen eta ez zen pupa bihurtu.
Ez dugu aztertu isotiozianatoek eltxo-larbengan duten eragin toxikoen mekanismoa. Hala ere, su-inurri gorrietan (Solenopsis invicta) egindako aurreko ikerketek erakutsi dute glutation S-transferasa (GST) eta esterasa (EST) inhibitzea dela isotiozianatoaren bioaktibitatearen mekanismo nagusia, eta AITC-k, jarduera baxuan ere, GST jarduera ere inhibi dezakeela. inportatutako su-inurri gorrietan kontzentrazio baxuetan. Dosia 0,5 µg/ml80 da. Aldiz, AITC-k azetilkolinesterasa inhibitzen du arto-kurkume helduetan (Sitophilus zeamais)81. Antzeko ikerketak egin behar dira eltxo-larben isotiozianatoaren jardueraren mekanismoa argitzeko.
Bero bidez inaktibatutako DFP tratamendua erabiltzen dugu landare-glukosinolatoen hidrolisia isotiozianato erreaktiboak sortzeko mostaza-hazien irinaren bidez eltxoen larben kontrolerako mekanismo gisa balio duela dioen proposamena babesteko. DFP-HT hazi-irina ez zen toxikoa izan probatutako aplikazio-tasetan. Lafarga et al. 82-k jakinarazi zuten glukosinolatoak tenperatura altuetan degradazioarekiko sentikorrak direla. Bero bidezko tratamenduak hazi-irineko mirosinasa entzima desnaturalizatzea eta glukosinolatoen hidrolisia isotiozianato erreaktiboak sortzeko eragoztea ere espero da. Okunade et al.-ek ere baieztatu zuten hau. 75-k erakutsi zuten mirosinasa tenperaturarekiko sentikorra dela, eta horrek erakutsi zuen mirosinasa jarduera guztiz inaktibatzen zela mostaza, mostaza beltza eta odoluski haziak 80 °C-tik gorako tenperaturetan jartzen zirenean. Mekanismo hauek bero bidez tratatutako DFP hazi-irinaren intsektizida-jarduera galtzea eragin dezakete.
Beraz, mostaza hazi-irina eta haren hiru isotiozianato nagusiak toxikoak dira eltxo-larbentzat. Hazi-irinaren eta tratamendu kimikoen arteko desberdintasun hauek kontuan hartuta, hazi-irina erabiltzea eltxoak kontrolatzeko metodo eraginkorra izan daiteke. Hazi-hautsen erabileraren eraginkortasuna eta egonkortasuna hobetzeko formulazio egokiak eta administrazio-sistema eraginkorrak identifikatu behar dira. Gure emaitzek mostaza hazi-irina pestizida sintetikoen alternatiba gisa erabiltzeko potentziala adierazten dute. Teknologia hau eltxo-bektoreak kontrolatzeko tresna berritzailea bihur daiteke. Eltxo-larbak ur-inguruneetan hazten direnez eta hazi-irinaren glukosinolatoak entzimatikoki isotiozianato aktibo bihurtzen direnez hidratatzean, mostaza hazi-irina eltxoz infestatutako uretan erabiltzeak kontrol-potentzial handia eskaintzen du. Isotiozianatoen larbizida-jarduera aldakorra den arren (BITC > AITC > 4-HBITC), ikerketa gehiago behar dira hazi-irina hainbat glukosinolatorekin konbinatzeak sinergikoki toxikotasuna handitzen duen zehazteko. Hau da kruziferoen hazi-irin deskoipegabetuaren eta hiru isotiozianato bioaktiboren eltxoengan duten efektu intsektizidak erakusten dituen lehen ikerketa. Ikerketa honen emaitzek bide berriak ireki dituzte, hazietatik olioa ateratzean sortzen den aza-hazi-irina koipegabetua eltxoen kontrolerako larbizida-agente itxaropentsua izan daitekeela erakutsiz. Informazio honek landareen biokontrol-agenteak aurkitzen eta biopestizida merkeak, praktikoak eta ingurumena errespetatzen dutenak garatzen lagun dezake.
Ikerketa honetarako sortutako datu-multzoak eta ondoriozko analisiak egilearengandik eskuragarri daude eskaera arrazoizkoaren arabera. Ikerketaren amaieran, ikerketan erabilitako material guztiak (intsektuak eta hazi-irina) suntsitu ziren.
Argitaratze data: 2024ko uztailak 29