Der weit verbreitete Einsatz synthetischer Pestizide hat zu vielen Problemen geführt, darunter die Entstehung resistenter Organismen, Umweltzerstörung und Schäden für die menschliche Gesundheit.Daher werden dringend neue mikrobielle Pestizide benötigt, die für die menschliche Gesundheit und die Umwelt unbedenklich sind.In dieser Studie wurde das von Enterobacter cloacae SJ2 produzierte Rhamnolipid-Biotensid verwendet, um die Toxizität gegenüber Mückenlarven (Culex quinquefasciatus) und Termitenlarven (Odontotermes obesus) zu bewerten.Die Ergebnisse zeigten, dass es zwischen den Behandlungen eine dosisabhängige Sterblichkeitsrate gab.Der LC50-Wert (50 % tödliche Konzentration) nach 48 Stunden für Termiten- und Mückenlarven-Biotenside wurde mithilfe einer nichtlinearen Regressionskurvenanpassungsmethode bestimmt.Die Ergebnisse zeigten, dass die 48-Stunden-LC50-Werte (95 %-Konfidenzintervall) der larviziden und antitermitenaktiven Aktivität des Biotensids 26,49 mg/L (Bereich 25,40 bis 27,57) bzw. 33,43 mg/L (Bereich 31,09 bis 35,68) betrugen.Laut histopathologischer Untersuchung führte die Behandlung mit Biotensiden zu schweren Schäden am Organellengewebe von Larven und Termiten.Die Ergebnisse dieser Studie zeigen, dass das von Enterobacter cloacae SJ2 produzierte mikrobielle Biotensid ein hervorragendes und potenziell wirksames Instrument zur Cx-Kontrolle ist.quinquefasciatus und O. obesus.
In tropischen Ländern gibt es eine große Anzahl von durch Mücken übertragenen Krankheiten1.Die Bedeutung von durch Mücken übertragenen Krankheiten ist weit verbreitet.Jedes Jahr sterben mehr als 400.000 Menschen an Malaria, und in einigen Großstädten kommt es zu Epidemien schwerer Krankheiten wie Dengue-Fieber, Gelbfieber, Chikungunya und Zika.2 Durch Vektoren übertragene Krankheiten werden mit einer von sechs Infektionen weltweit in Verbindung gebracht, wobei Mücken die häufigste Ursache sind bedeutende Fälle3 ,4.Culex, Anopheles und Aedes sind die drei Mückengattungen, die am häufigsten mit der Übertragung von Krankheiten in Verbindung gebracht werden5.Die Prävalenz von Dengue-Fieber, einer durch die Mücke Aedes aegypti übertragenen Infektion, hat im letzten Jahrzehnt zugenommen und stellt eine erhebliche Bedrohung für die öffentliche Gesundheit dar4,7,8.Nach Angaben der Weltgesundheitsorganisation (WHO) sind mehr als 40 % der Weltbevölkerung von Dengue-Fieber bedroht, wobei jährlich 50–100 Millionen neue Fälle in mehr als 100 Ländern auftreten9,10,11.Dengue-Fieber ist zu einem großen Problem der öffentlichen Gesundheit geworden, da seine Inzidenz weltweit zugenommen hat12,13,14.Anopheles gambiae, allgemein bekannt als Afrikanische Anopheles-Mücke, ist der wichtigste Überträger menschlicher Malaria in tropischen und subtropischen Regionen15.Das West-Nil-Virus, die St.-Louis-Enzephalitis, die Japanische Enzephalitis und Virusinfektionen von Pferden und Vögeln werden durch Culex-Mücken übertragen, die oft als gewöhnliche Hausmücken bezeichnet werden.Darüber hinaus sind sie auch Überträger bakterieller und parasitärer Krankheiten16.Es gibt mehr als 3.000 Termitenarten auf der Welt und sie existieren seit mehr als 150 Millionen Jahren17.Die meisten Schädlinge leben im Boden und ernähren sich von Holz und zellulosehaltigen Holzprodukten.Die indische Termite Odontotermes obesus ist ein wichtiger Schädling, der wichtige Nutzpflanzen und Plantagenbäume schwer schädigt18.In landwirtschaftlichen Gebieten kann ein Termitenbefall in verschiedenen Stadien enorme wirtschaftliche Schäden an verschiedenen Nutzpflanzen, Baumarten und Baumaterialien verursachen.Termiten können auch gesundheitliche Probleme beim Menschen verursachen19.
Das Problem der Resistenz durch Mikroorganismen und Schädlinge im heutigen pharmazeutischen und landwirtschaftlichen Bereich ist komplex20,21.Daher sollten beide Unternehmen nach neuen kostengünstigen antimikrobiellen Mitteln und sicheren Biopestiziden suchen.Mittlerweile sind synthetische Pestizide erhältlich, die nachweislich infektiös sind und Nutzinsekten abwehren, die nicht zur Zielgruppe gehören22.In den letzten Jahren hat die Forschung zu Biotensiden aufgrund ihrer Anwendung in verschiedenen Industrien zugenommen.Biotenside sind sehr nützlich und lebenswichtig in der Landwirtschaft, bei der Bodensanierung, der Erdölgewinnung, der Entfernung von Bakterien und Insekten sowie in der Lebensmittelverarbeitung23,24.Biotenside oder mikrobielle Tenside sind biotensidische Chemikalien, die von Mikroorganismen wie Bakterien, Hefen und Pilzen in Küstenlebensräumen und ölverseuchten Gebieten produziert werden25,26.Chemisch gewonnene Tenside und Biotenside sind zwei Arten, die direkt aus der natürlichen Umwelt gewonnen werden27.Verschiedene Biotenside werden aus Meereslebensräumen gewonnen28,29.Daher suchen Wissenschaftler nach neuen Technologien zur Herstellung von Biotensiden auf Basis natürlicher Bakterien30,31.Fortschritte in dieser Forschung zeigen die Bedeutung dieser biologischen Verbindungen für den Umweltschutz32.Bacillus, Pseudomonas, Rhodococcus, Alcaligenes, Corynebacterium und diese Bakteriengattungen sind gut untersuchte Vertreter23,33.
Es gibt viele Arten von Biotensiden mit einem breiten Anwendungsspektrum34.Ein wesentlicher Vorteil dieser Verbindungen besteht darin, dass einige von ihnen eine antibakterielle, larvizide und insektizide Wirkung haben.Dies bedeutet, dass sie in der Agrar-, Chemie-, Pharma- und Kosmetikindustrie eingesetzt werden können35,36,37,38.Da Biotenside im Allgemeinen biologisch abbaubar und umweltschonend sind, werden sie in integrierten Schädlingsbekämpfungsprogrammen zum Schutz von Nutzpflanzen eingesetzt39.Somit wurden grundlegende Erkenntnisse über die larvizide und antitermitenaktive Wirkung mikrobieller Biotenside gewonnen, die von Enterobacter cloacae SJ2 produziert werden.Wir untersuchten die Mortalität und histologische Veränderungen bei Exposition gegenüber unterschiedlichen Konzentrationen von Rhamnolipid-Biotensiden.Darüber hinaus haben wir das weit verbreitete Quantitative Structure-Activity (QSAR)-Computerprogramm Ecological Structure-Activity (ECOSAR) evaluiert, um die akute Toxizität für Mikroalgen, Daphnien und Fische zu bestimmen.
In dieser Studie wurde die Antitermitenaktivität (Toxizität) von gereinigten Biotensiden in verschiedenen Konzentrationen im Bereich von 30 bis 50 mg/ml (in 5 mg/ml-Intervallen) gegen indische Termiten, O. obesus und die vierte Art getestet.Larven im Stadium Cx.Larven der Mücke quinquefasciatus.Biotensid-LC50-Konzentrationen über 48 Stunden gegen O. obesus und Cx.C. solanacearum.Mückenlarven wurden mithilfe einer nichtlinearen Regressionskurvenanpassungsmethode identifiziert.Die Ergebnisse zeigten, dass die Termitensterblichkeit mit zunehmender Biotensidkonzentration zunahm.Die Ergebnisse zeigten, dass das Biotensid eine larvizide Aktivität (Abbildung 1) und eine Anti-Termiten-Aktivität (Abbildung 2) hatte, mit 48-Stunden-LC50-Werten (95 % KI) von 26,49 mg/L (25,40 bis 27,57) und 33,43 mg/L. l (Abb. 31.09 bis 35.68) bzw. (Tabelle 1).Hinsichtlich der akuten Toxizität (48 Stunden) wird das Biotensid als „schädlich“ für die getesteten Organismen eingestuft.Das in dieser Studie hergestellte Biotensid zeigte eine ausgezeichnete larvizide Aktivität mit einer Mortalität von 100 % innerhalb von 24–48 Stunden nach der Exposition.
Berechnen Sie den LC50-Wert für die larvizide Aktivität.Nichtlineare Regressionskurvenanpassung (durchgezogene Linie) und 95 %-Konfidenzintervall (schattierter Bereich) für relative Mortalität (%).
Berechnen Sie den LC50-Wert für die Anti-Termiten-Aktivität.Nichtlineare Regressionskurvenanpassung (durchgezogene Linie) und 95 %-Konfidenzintervall (schattierter Bereich) für relative Mortalität (%).
Am Ende des Experiments wurden unter dem Mikroskop morphologische Veränderungen und Anomalien beobachtet.Morphologische Veränderungen wurden in der Kontrollgruppe und der behandelten Gruppe bei 40-facher Vergrößerung beobachtet.Wie in Abbildung 3 dargestellt, kam es bei der Mehrzahl der mit Biotensiden behandelten Larven zu Wachstumsstörungen.Abbildung 3a zeigt einen normalen Cx.quinquefasciatus, Abbildung 3b zeigt einen anomalen Cx.Verursacht fünf Nematodenlarven.
Wirkung subletaler (LC50) Dosen von Biotensiden auf die Entwicklung von Culex quinquefasciatus-Larven.Lichtmikroskopisches Bild (a) eines normalen Cx bei 40-facher Vergrößerung.quinquefasciatus (b) Abnormaler Cx.Verursacht fünf Nematodenlarven.
In der vorliegenden Studie ergab die histologische Untersuchung der behandelten Larven (Abb. 4) und Termiten (Abb. 5) mehrere Anomalien, darunter eine Verkleinerung des Bauchbereichs und Schäden an Muskeln, Epithelschichten und Haut.Mitteldarm.Die Histologie enthüllte den Mechanismus der Hemmwirkung des in dieser Studie verwendeten Biotensids.
Histopathologie normaler unbehandelter Cx-Larven im 4. Stadium.Quinquefasciatus-Larven (Kontrolle: (a,b)) und mit Biotensid behandelt (Behandlung: (c,d)).Pfeile zeigen behandeltes Darmepithel (epi), Kerne (n) und Muskeln (mu).Balken = 50 µm.
Histopathologie von normalem unbehandeltem O. obesus (Kontrolle: (a,b)) und mit Biotensid behandeltem O. obesus (Behandlung: (c,d)).Pfeile zeigen Darmepithel (epi) bzw. Muskel (mu).Balken = 50 µm.
In dieser Studie wurde ECOSAR verwendet, um die akute Toxizität von Rhamnolipid-Biotensidprodukten für Primärproduzenten (Grünalgen), Primärkonsumenten (Wasserflöhe) und Sekundärkonsumenten (Fische) vorherzusagen.Dieses Programm verwendet hochentwickelte quantitative Struktur-Aktivitäts-Verbindungsmodelle, um die Toxizität basierend auf der Molekülstruktur zu bewerten.Das Modell verwendet Struktur-Aktivitäts-Software (SAR), um die akute und langfristige Toxizität von Substanzen für Wasserlebewesen zu berechnen.Insbesondere fasst Tabelle 2 die geschätzten mittleren tödlichen Konzentrationen (LC50) und mittleren wirksamen Konzentrationen (EC50) für mehrere Arten zusammen.Die vermutete Toxizität wurde anhand des Global Harmonisierten Systems zur Klassifizierung und Kennzeichnung von Chemikalien in vier Stufen eingeteilt (Tabelle 3).
Bekämpfung von durch Vektoren übertragenen Krankheiten, insbesondere Mückenstämmen und Aedes-Mücken.Ägypter, jetzt schwierige Arbeit 40,41,42,43,44,45,46.Obwohl einige chemisch verfügbare Pestizide wie Pyrethroide und Organophosphate gewisse Vorteile haben, stellen sie erhebliche Risiken für die menschliche Gesundheit dar, darunter Diabetes, Fortpflanzungsstörungen, neurologische Störungen, Krebs und Atemwegserkrankungen.Darüber hinaus können diese Insekten mit der Zeit resistent gegen sie werden13,43,48.Daher werden wirksame und umweltfreundliche biologische Bekämpfungsmaßnahmen zu einer immer beliebteren Methode zur Mückenbekämpfung49,50.Benelli51 schlug vor, dass eine frühzeitige Bekämpfung von Mückenüberträgern in städtischen Gebieten wirksamer wäre, empfahl jedoch nicht den Einsatz von Larviziden in ländlichen Gebieten52.Tom et al. 53 schlugen außerdem vor, dass die Bekämpfung von Mücken in ihrem unreifen Stadium eine sichere und einfache Strategie wäre, da sie empfindlicher auf Bekämpfungsmittel reagieren 54 .
Die Produktion von Biotensiden durch einen potenten Stamm (Enterobacter cloacae SJ2) zeigte eine konsistente und vielversprechende Wirksamkeit.Unsere vorherige Studie berichtete, dass Enterobacter cloacae SJ2 die Produktion von Biotensiden mithilfe physikalisch-chemischer Parameter optimiert26.Ihrer Studie zufolge waren die optimalen Bedingungen für die Produktion von Biotensiden durch ein potenzielles E. cloacae-Isolat eine Inkubation für 36 Stunden, Rühren bei 150 U/min, pH 7,5, 37 °C, Salzgehalt 1 ppt, 2 % Glucose als Kohlenstoffquelle, 1 % Hefe .Der Extrakt wurde als Stickstoffquelle verwendet, um 2,61 g/L Biotensid zu erhalten.Darüber hinaus wurden die Biotenside mittels TLC, FTIR und MALDI-TOF-MS charakterisiert.Dies bestätigte, dass es sich bei Rhamnolipid um ein Biotensid handelt.Glykolipid-Biotenside sind die am intensivsten untersuchte Klasse anderer Arten von Biotensiden55.Sie bestehen aus Kohlenhydrat- und Lipidanteilen, hauptsächlich Fettsäureketten.Unter den Glykolipiden sind die Hauptvertreter Rhamnolipid und Sophorolipid56.Rhamnolipide enthalten zwei Rhamnoseeinheiten, die an Mono‐ oder Di‐β‐hydroxydecansäure gebunden sind 57 .Die Verwendung von Rhamnolipiden in der medizinischen und pharmazeutischen Industrie ist weit verbreitet 58 , zusätzlich zu ihrer jüngsten Verwendung als Pestizide 59 .
Durch die Wechselwirkung des Biotensids mit dem hydrophoben Bereich des Atemsiphons kann Wasser durch dessen Spaltöffnung fließen, wodurch der Kontakt der Larven mit der aquatischen Umwelt erhöht wird.Das Vorhandensein von Biotensiden wirkt sich auch auf die Luftröhre aus, deren Länge nahe an der Oberfläche liegt, was es den Larven erleichtert, an die Oberfläche zu kriechen und zu atmen.Dadurch sinkt die Oberflächenspannung des Wassers.Da sich die Larven nicht an der Wasseroberfläche festsetzen können, fallen sie auf den Boden des Tanks, wodurch der hydrostatische Druck gestört wird, was zu einem übermäßigen Energieaufwand und zum Tod durch Ertrinken führt38,60.Ähnliche Ergebnisse wurden von Ghribi61 erzielt, wo ein von Bacillus subtilis produziertes Biotensid eine larvizide Wirkung gegen Ephestia kuehniella zeigte.Ebenso ist die larvizide Aktivität von Cx.Das und Mukherjee23 untersuchten auch die Wirkung zyklischer Lipopeptide auf Quinquefasciatus-Larven.
Die Ergebnisse dieser Studie betreffen die larvizide Aktivität von Rhamnolipid-Biotensiden gegen Cx.Die Tötung von Quinquefasciatus-Mücken steht im Einklang mit zuvor veröffentlichten Ergebnissen.Zum Einsatz kommen beispielsweise Surfactin-basierte Biotenside, die von verschiedenen Bakterien der Gattung Bacillus produziert werden.und Pseudomonas spp.Einige frühe Berichte64,65,66 berichteten über die larventötende Wirkung von Lipopeptid-Biotensiden aus Bacillus subtilis23.Deepali et al.63 fanden heraus, dass das aus Stenotropomonas maltophilia isolierte Rhamnolipid-Biotensid bei einer Konzentration von 10 mg/l eine starke larvizide Wirkung hatte.Silva et al.67 berichteten über die larvizide Wirkung von Rhamnolipid-Biotensid gegen Ae bei einer Konzentration von 1 g/L.Aedes aegypti.Kanakdande et al.68 berichteten, dass von Bacillus subtilis produzierte Lipopeptid-Biotenside die Gesamtmortalität bei Culex-Larven und Termiten mit der lipophilen Fraktion von Eukalyptus verursachten.In ähnlicher Weise haben Masendra et al.69 berichteten über eine Sterblichkeit der Arbeiterameise (Cryptotermes cynocephalus Light.) von 61,7 % in den lipophilen n-Hexan- und EtOAc-Fraktionen des E.-Rohextrakts.
Parthipan et al. 70 berichteten über den insektiziden Einsatz von Lipopeptid-Biotensiden, die von Bacillus subtilis A1 und Pseudomonas stutzeri NA3 produziert werden, gegen Anopheles Stephensi, einen Vektor des Malariaparasiten Plasmodium.Sie beobachteten, dass Larven und Puppen länger überlebten, kürzere Eiablagezeiten hatten, steril waren und eine kürzere Lebensdauer hatten, wenn sie mit unterschiedlichen Konzentrationen von Biotensiden behandelt wurden.Die beobachteten LC50-Werte des B. subtilis-Biotensids A1 betrugen 3,58, 4,92, 5,37, 7,10 und 7,99 mg/L für verschiedene Larvenstadien (d. h. Larven I, II, III, IV und Puppenstadium).Im Vergleich dazu betrugen die Biotenside für die Larvenstadien I–IV und die Puppenstadien von Pseudomonas stutzeri NA3 2,61, 3,68, 4,48, 5,55 bzw. 6,99 mg/L.Es wird angenommen, dass die verzögerte Phänologie überlebender Larven und Puppen das Ergebnis erheblicher physiologischer und metabolischer Störungen ist, die durch Insektizidbehandlungen verursacht werden71.
Der Wickerhamomyces anomalus-Stamm CCMA 0358 produziert ein Biotensid mit 100 % larvizider Wirkung gegen Aedes-Mücken.Das 24-Stunden-Intervall 38 von aegypti war höher als von Silva et al.Ein aus Pseudomonas aeruginosa unter Verwendung von Sonnenblumenöl als Kohlenstoffquelle hergestelltes Biotensid tötet nachweislich 100 % der Larven innerhalb von 48 Stunden ab 67 .Abinaya et al.72 und Pradhan et al.73 zeigten auch die larvizide oder insektizide Wirkung von Tensiden, die von mehreren Isolaten der Gattung Bacillus produziert werden.Eine zuvor veröffentlichte Studie von Senthil-Nathan et al.fanden heraus, dass 100 % der Mückenlarven, die Pflanzenlagunen ausgesetzt waren, wahrscheinlich sterben würden.74.
Die Beurteilung der subletalen Auswirkungen von Insektiziden auf die Insektenbiologie ist für integrierte Schädlingsbekämpfungsprogramme von entscheidender Bedeutung, da subletale Dosen/Konzentrationen keine Insekten töten, sondern möglicherweise die Insektenpopulationen in zukünftigen Generationen reduzieren, indem sie biologische Eigenschaften stören10.Siqueira et al. 75 beobachteten eine vollständige larvizide Aktivität (100 % Mortalität) des Rhamnolipid-Biotensids (300 mg/ml), wenn es in verschiedenen Konzentrationen im Bereich von 50 bis 300 mg/ml getestet wurde.Larvenstadium von Aedes aegypti-Stämmen.Sie analysierten die Auswirkungen der Zeit bis zum Tod und der subletalen Konzentrationen auf das Überleben der Larven und die Schwimmaktivität.Darüber hinaus beobachteten sie eine Abnahme der Schwimmgeschwindigkeit nach 24–48 Stunden Exposition gegenüber subletalen Konzentrationen von Biotensiden (z. B. 50 mg/ml und 100 mg/ml).Man geht davon aus, dass Gifte, die eine vielversprechende subletale Wirkung haben, wirksamer sind, wenn es darum geht, exponierten Schädlingen Mehrfachschäden zuzufügen76.
Histologische Beobachtungen unserer Ergebnisse deuten darauf hin, dass von Enterobacter cloacae SJ2 produzierte Biotenside das Gewebe von Mückenlarven (Cx. quinquefasciatus) und Termitenlarven (O. obesus) signifikant verändern.Ähnliche Anomalien wurden durch Zubereitungen aus Basilikumöl in An verursacht.gambiaes.s und An.Arabica wurden von Ochola77 beschrieben.Kamaraj et al.78 beschrieben auch die gleichen morphologischen Anomalien bei An.Stephanies Larven wurden Goldnanopartikeln ausgesetzt.Vasantha-Srinivasan et al.79 berichteten auch, dass ätherisches Hirtentäschelöl die Kammer- und Epithelschichten von Aedes albopictus schwer schädigte.Aedes aegypti.Raghavendran et al. berichteten, dass Mückenlarven mit 500 mg/ml Myzelextrakt eines lokalen Penicillium-Pilzes behandelt wurden.Ae weisen schwere histologische Schäden auf.Aegypti und Cx.Sterblichkeitsrate 80. Zuvor haben Abinaya et al.Es wurden An-Larven im vierten Stadium untersucht.Stephensi und Ae.aegypti fand zahlreiche histologische Veränderungen bei Aedes aegypti, die mit B. licheniformis-Exopolysacchariden behandelt wurden, darunter Magen-Blinddarm, Muskelatrophie, Schäden und Desorganisation der Nervenstrangganglien72.Laut Raghavendran et al. zeigten die Mitteldarmzellen der getesteten Mücken (Larven im 4. Stadium) nach der Behandlung mit P. daleae-Myzelextrakt eine Schwellung des Darmlumens, eine Abnahme des interzellulären Inhalts und eine Kerndegeneration81.Die gleichen histologischen Veränderungen wurden bei mit Echinacea-Blattextrakt behandelten Mückenlarven beobachtet, was auf das insektizide Potenzial der behandelten Verbindungen hinweist50.
Der Einsatz der ECOSAR-Software hat internationale Anerkennung gefunden82.Aktuelle Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass die akute Toxizität von ECOSAR-Biotensiden gegenüber Mikroalgen (C. vulgaris), Fischen und Wasserflöhen (D. magna) in die von den Vereinten Nationen definierte Kategorie „Toxizität“ fällt83.Das Ökotoxizitätsmodell ECOSAR verwendet SAR und QSAR zur Vorhersage der akuten und langfristigen Toxizität von Substanzen und wird häufig zur Vorhersage der Toxizität organischer Schadstoffe verwendet82,84.
Paraformaldehyd, Natriumphosphatpuffer (pH 7,4) und alle anderen in dieser Studie verwendeten Chemikalien wurden von HiMedia Laboratories, Indien, bezogen.
Die Biotensidproduktion erfolgte in 500-ml-Erlenmeyerkolben mit 200 ml sterilem Bushnell-Haas-Medium, ergänzt mit 1 % Rohöl als einziger Kohlenstoffquelle.Eine Vorkultur von Enterobacter cloacae SJ2 (1,4 × 104 KBE/ml) wurde beimpft und auf einem Orbitalschüttler bei 37 °C und 200 U/min 7 Tage lang kultiviert.Nach der Inkubationszeit wurde das Biotensid durch 20-minütiges Zentrifugieren des Kulturmediums bei 3400 × g und 4 °C extrahiert und der resultierende Überstand für Screeningzwecke verwendet.Die Optimierungsverfahren und die Charakterisierung von Biotensiden wurden aus unserer früheren Studie übernommen26.
Culex quinquefasciatus-Larven wurden vom Center for Advanced Study in Marine Biology (CAS), Palanchipetai, Tamil Nadu (Indien) erhalten.Die Larven wurden in mit entionisiertem Wasser gefüllten Plastikbehältern bei 27 ± 2 °C und einer Photoperiode von 12:12 (hell:dunkel) aufgezogen.Mückenlarven wurden mit einer 10 %igen Glucoselösung gefüttert.
Culex quinquefasciatus-Larven wurden in offenen und ungeschützten Klärgruben gefunden.Verwenden Sie Standardklassifizierungsrichtlinien, um Larven im Labor zu identifizieren und zu kultivieren85.Larvizidversuche wurden gemäß den Empfehlungen der Weltgesundheitsorganisation 86 durchgeführt.SCH.Larven von Quinquefasciatus im vierten Stadium wurden in geschlossenen Röhrchen in Gruppen von 25 ml und 50 ml mit einem Luftspalt von zwei Dritteln ihres Fassungsvermögens gesammelt.Biotensid (0–50 mg/ml) wurde jedem Röhrchen einzeln zugesetzt und bei 25 °C gelagert.Im Kontrollröhrchen wurde nur destilliertes Wasser (50 ml) verwendet.Als tote Larven galten solche, die während der Inkubationszeit (12–48 Stunden) keine Anzeichen von Schwimmen zeigten 87 .Berechnen Sie den Prozentsatz der Larvensterblichkeit mithilfe der Gleichung.(1)88.
Zur Familie der Odontotermitidae gehört die indische Termite Odontotermes obesus, die in verrottenden Baumstämmen auf dem Agrarcampus (Annamalai-Universität, Indien) gefunden wurde.Testen Sie dieses Biotensid (0–50 mg/ml) mit normalen Verfahren, um festzustellen, ob es schädlich ist.Nach 30-minütigem Trocknen im laminaren Luftstrom wurde jeder Streifen Whatman-Papier mit Biotensid in einer Konzentration von 30, 40 oder 50 mg/ml beschichtet.Vorbeschichtete und unbeschichtete Papierstreifen wurden in der Mitte einer Petrischale getestet und verglichen.Jede Petrischale enthält etwa dreißig aktive Termiten O. obesus.Kontroll- und Testtermiten erhielten nasses Papier als Nahrungsquelle.Alle Platten wurden während der gesamten Inkubationszeit bei Raumtemperatur gehalten.Termiten starben nach 12, 24, 36 und 48 Stunden89,90.Gleichung 1 wurde dann verwendet, um den Prozentsatz der Termitensterblichkeit bei verschiedenen Biotensidkonzentrationen abzuschätzen.(2).
Die Proben wurden auf Eis aufbewahrt und in Mikroröhrchen mit 100 ml 0,1 M Natriumphosphatpuffer (pH 7,4) verpackt und an das Central Aquaculture Pathology Laboratory (CAPL) des Rajiv Gandhi Center for Aquaculture (RGCA) geschickt.Histologisches Labor, Sirkali, Mayiladuthurai.Distrikt, Tamil Nadu, Indien zur weiteren Analyse.Die Proben wurden sofort 48 Stunden lang bei 37 °C in 4 % Paraformaldehyd fixiert.
Nach der Fixierungsphase wurde das Material dreimal mit 0,1 M Natriumphosphatpuffer (pH 7,4) gewaschen, schrittweise in Ethanol dehydriert und 7 Tage lang in LEICA-Harz eingeweicht.Die Substanz wird dann in eine mit Harz und Polymerisator gefüllte Kunststoffform gegeben und dann in einen auf 37 °C erhitzten Ofen gestellt, bis der Block, der die Substanz enthält, vollständig polymerisiert ist.
Nach der Polymerisation wurden die Blöcke mit einem Mikrotom LEICA RM2235 (Rankin Biomedical Corporation 10,399 Enterprise Dr. Davisburg, MI 48,350, USA) auf eine Dicke von 3 mm geschnitten.Die Abschnitte sind auf Folien gruppiert, mit sechs Abschnitten pro Folie.Die Objektträger wurden bei Raumtemperatur getrocknet, dann 7 Minuten lang mit Hämatoxylin gefärbt und 4 Minuten lang mit fließendem Wasser gewaschen.Tragen Sie zusätzlich die Eosin-Lösung 5 Minuten lang auf die Haut auf und spülen Sie sie 5 Minuten lang unter fließendem Wasser ab.
Akute Toxizität wurde anhand von Wasserorganismen aus verschiedenen tropischen Ebenen vorhergesagt: 96-Stunden-Fische LC50, 48-Stunden-D. magna LC50 und 96-Stunden-Grünalgen EC50.Die Toxizität von Rhamnolipid-Biotensiden für Fische und Grünalgen wurde mit der von der US-Umweltschutzbehörde entwickelten ECOSAR-Software Version 2.2 für Windows bewertet.(Online verfügbar unter https://www.epa.gov/tsca-screening-tools/ecological-struct-activity-relationships-ecosar-predictive-model).
Alle Tests zur Larvizid- und Antitermitenaktivität wurden dreifach durchgeführt.Eine nichtlineare Regression (Log der Dosis-Wirkungs-Variablen) der Larven- und Termitensterblichkeitsdaten wurde durchgeführt, um die mittlere tödliche Konzentration (LC50) mit einem Konfidenzintervall von 95 % zu berechnen, und Konzentrations-Wirkungskurven wurden mit Prism® (Version 8.0, GraphPad Software) Inc. erstellt. USA) 84, 91.
Die vorliegende Studie zeigt das Potenzial von mikrobiellen Biotensiden, die von Enterobacter cloacae SJ2 produziert werden, als larvizide und antitermitierende Mittel gegen Mücken, und diese Arbeit wird zu einem besseren Verständnis der Mechanismen der larviziden und antitermitischen Wirkung beitragen.Histologische Untersuchungen an mit Biotensiden behandelten Larven zeigten Schäden am Verdauungstrakt, im Mitteldarm, in der Großhirnrinde und eine Hyperplasie der Darmepithelzellen.Ergebnisse: Die toxikologische Bewertung der antitermiten- und larviziden Aktivität des von Enterobacter cloacae SJ2 produzierten Rhamnolipid-Biotensids ergab, dass dieses Isolat ein potenzielles Biopestizid zur Bekämpfung vektorübertragener Krankheiten von Mücken (Cx quinquefasciatus) und Termiten (O. obesus) ist.Es besteht Bedarf, die zugrunde liegende Umwelttoxizität von Biotensiden und ihre möglichen Auswirkungen auf die Umwelt zu verstehen.Diese Studie liefert eine wissenschaftliche Grundlage für die Bewertung des Umweltrisikos von Biotensiden.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 09.04.2024