Per effittivamenticuntrullà i mosquitoesè riduce l'incidenza di e malatie chì portanu, sò necessarie alternative strategiche, sustinibili è ecologiche à i pesticidi chimichi.Avemu evaluatu i pasti di sementi da certi Brassicaceae (famiglia Brassica) cum'è una fonte di isotiocianati derivati da a pianta prodotta da l'idrolisi enzimatica di glucosinolates biologicamente inattivi per l'usu in u cuntrollu di Aedes egiziani (L., 1762).Farina di semi sgrassati (Brassica juncea (L) Czern., 1859, Lepidium sativum L., 1753, Sinapis alba L., 1753, Thlaspi arvense L., 1753 e Thlaspi arvense - trè tippi principali di inattivazione termica è degradazione enzimatica chimica Products Per determinà a toxicità (LC50) di isotiocianate allyl, isotiocianate di benzil è 4-hydroxybenzylisothiocyanate à larva di Aedes aegypti à l'esposizione di 24 ore = 0,04 g/120 ml dH2O).Valori LC50 per mustarda, mustarda bianca è equisetu.a farina di sementi era 0.05, 0.08 è 0.05 rispettivamente paragunatu à allyl isothiocyanate (LC50 = 19.35 ppm) è 4. -Hydroxybenzylisothiocyanate (LC50 = 55.41 ppm) era più tossicu à e larva via 24 ore dopu à u trattamentu rispettivamente di 24 ml dH20.1 g/120.1 g/h.Questi risultati sò cunsistenti cù a produzzione di farina di sementi d'alfalfa.L'efficienza più alta di l'esteri benzilici currisponde à i valori LC50 calculati.Utilizà a farina di sementi pò furnisce un metudu efficace di cuntrollu di mosquito.l'efficacezza di u polveru di sementi cruciferous è i so cumpunenti chimichi principali contr'à e larva di mosquito è mostra cumu i cumposti naturali in u polveru di sementi cruciferous ponu serve com'è un larvicida promettente per u cuntrollu di mosquito.
E malatie vettoriali causate da i mosquitoes Aedes restanu un prublema maiò di salute publica globale.L'incidenza di e malatie trasmissibili da i mosquito si sparghje geograficamente1,2,3 è riemerge, purtendu à scoppii di malatie severi4,5,6,7.A diffusione di malatie trà l'omu è l'animali (per esempiu, chikungunya, dengue, febbre di Rift Valley, febbre gialla è virus Zika) hè senza precedente.A sola febbre Dengue mette circa 3,6 miliardi di persone in risicu di infezzione in i tròpichi, cù una stima di 390 milioni di infezioni chì si verificanu annu, chì risultanu in 6,100-24,300 morti per annu8.A riapparizione è u focu di u virus Zika in Sudamerica hà attiratu l'attenzione in u mondu per via di i danni cerebrali chì provoca in i zitelli nati da donne infettate2.Kremer et al 3 predicanu chì a gamma geografica di i mosquitoes Aedes hà da cuntinuà à espansione è chì da u 2050, a mità di a pupulazione mundiale serà in riscu di infezzione da l'arbovirus di mosquito-borne.
Cù l'eccezzioni di i vaccini sviluppati recentemente contr'à a dengue è a frebba gialla, i vaccini contra a maiò parte di e malatie trasmesse da mosquito ùn sò micca stati sviluppati9,10,11.I vaccini sò sempre dispunibili in quantità limitati è sò usati solu in prucessi clinichi.U cuntrollu di i vettori di mosquito cù insetticidi sintetici hè statu una strategia chjave per cuntrullà a diffusione di e malatie trasmissi da mosquito12,13.Ancu se i pesticidi sintetici sò efficaci in a morte di i mosquitoes, l'usu cuntinuu di pesticidi sintetici affetta negativamente l'organismi non target è contamina l'ambiente14,15,16.Ancu più alarmante hè a tendenza di aumentà a resistenza di mosquito à l'insetticidi chimichi17,18,19.Sti prublemi assuciati à i pesticidi anu acceleratu a ricerca di alternative efficaci è favurevuli à l'ambiente per cuntrullà i vettori di e malatie.
Diversi pianti sò stati sviluppati com'è fonti di fitopesticidi per u cuntrollu di pesti20,21.I sustanzi vegetali sò generalmente amichevuli di l'ambiente perchè sò biodegradabili è anu una toxicità bassa o insignificante per l'organisimi micca di destinazione cum'è mammiferi, pesci è anfibi20,22.I preparati d'erbe sò cunnisciuti per pruduce una varietà di composti bioattivi cù diversi miccanismi d'azzione per cuntrullà efficacemente e diverse fasi di vita di i mosquitoes23,24,25,26.I cumposti derivati di a pianta, cum'è l'olii essenziali è l'altri ingredienti vegetali attivi, anu guadagnatu l'attenzione è allughjatu a strada per strumenti innovatori per cuntrullà i vettori di mosquito.L'olii essenziali, i monoterpeni è i sesquiterpeni agiscenu cum'è repellenti, dissuasivi di alimentazione è ovicidi27,28,29,30,31,32,33.Parechji olii vegetali causanu a morte di larva di mosquito, pupe è adulti34,35,36, affettendu i sistemi nervosi, respiratorii, endocrini è altri impurtanti di insetti37.
Studi recenti anu furnitu insight in l'usu potenziale di e piante di mustarda è e so sementi cum'è una fonte di composti bioattivi.A farina di sementi di mustarda hè stata pruvata cum'è biofumigant38,39,40,41 è usata cum'è un emendamentu di a terra per a suppressione di erbaccia42,43,44 è u cuntrollu di i patogeni di a pianta in terra 45,46,47,48,49,50, nutrimentu di e piante.nematodi 41,51, 52, 53, 54 è pesti 55, 56, 57, 58, 59, 60. L'attività fungicida di sti polveri di sementi hè attribuita à i composti protettivi di e piante chjamati isothiocyanates38,42,60.In i pianti, sti cumposti protettivi sò almacenati in e cellule vegetali in forma di glucosinolates non bioattivi.In ogni casu, quandu i pianti sò danati da l'alimentazione di l'insetti o l'infezzione patogena, i glucosinolates sò idrolizzati da myrosinase in isotiocianati bioattivi55,61.Isothiocyanates sò composti volatili cunnisciuti per avè attività antimicrobiana è insetticida à spettru largu, è a so struttura, l'attività biologica è u cuntenutu varienu assai trà e spezie Brassicaceae42,59,62,63.
Ancu s'è l'isotiocianati derivati da a farina di sementi di mustarda sò cunnisciuti per avè attività insetticida, mancanu dati nantu à l'attività biologica contr'à i vettori artropodi d'importanza medica.U nostru studiu hà esaminatu l'attività larvicida di quattru polveri di sementi sgrassate contr'à i mosquitos Aedes.Larve di Aedes aegypti.U scopu di u studiu era di valutà u so putenziale usu cum'è biopesticidi amichevuli di l'ambiente per u cuntrollu di mosquito.Trè cumpunenti chimichi maiò di a farina di sementi, allyl isothiocyanate (AITC), benzyl isothiocyanate (BITC), è 4-hydroxybenzylisothiocyanate (4-HBITC) sò stati ancu pruvati per pruvà l'attività biologica di sti cumpunenti chimichi nantu à e larva di mosquito.Questu hè u primu rapportu per evaluà l'efficacezza di quattru polveri di sementi di col è i so cumpunenti chimichi principali contr'à e larva di mosquito.
I culonii di laboratoriu di Aedes aegypti (ceppa Rockefeller) sò stati mantinuti à 26 ° C, 70% umidità relativa (RH) è 10:14 h (L:D fotoperiodu).E femine accoppiate sò state allughjate in gabbie di plastica (altezza 11 cm è diametru 9,5 cm) è alimentate via un sistema di alimentazione di buttiglia cù sangue bovinu citratu (HemoStat Laboratories Inc., Dixon, CA, USA).L'alimentazione di sangue hè stata fatta cum'è di solitu utilizendu un alimentatore multi-vetro di membrana (Chemglass, Life Sciences LLC, Vineland, NJ, USA) cunnessu à un tubu di bagnu d'acqua circulante (HAAKE S7, Thermo-Scientific, Waltham, MA, USA) cù temperatura. cuntrollu 37 ° C.Stretch a film of Parafilm M nantu à u fondu di ogni camera d'alimentazione di vetru (area 154 mm2).Ogni alimentatore hè statu postu nantu à a griglia superiore chì copre a gabbia chì cuntene a femina di accoppiamentu.Circa 350-400 μl di sangue bovino sò stati aggiunti à un imbutu di alimentazione di vetru cù una pipetta Pasteur (Fisherbrand, Fisher Scientific, Waltham, MA, USA) è i vermi adulti sò stati lasciati sguassate per almenu una ora.E femine incinte sò state poi datu una suluzione di 10% di saccarosi è permesse di pona l'ova nantu à carta di filtru umida rivestita in tazzi individuali di soufflé ultra-chiaru (taglia 1,25 fl oz, Dart Container Corp., Mason, MI, USA).gabbia cù acqua.Pone a carta di filtru chì cuntene l'ova in un saccu sigillatu (SC Johnsons, Racine, WI) è conserva à 26 ° C.L'ova sò state covate è circa 200-250 larve sò stati risuscitati in vassoi di plastica chì cuntenenu una mistura di chow di cunigliu (ZuPreem, Premium Natural Products, Inc., Mission, KS, USA) è polvere di fegato (MP Biomedicals, LLC, Solon, OH, USA).è filet di pisci (TetraMin, Tetra GMPH, Meer, Germania) in una proporzione di 2: 1: 1.E larve di u terzu instar tardi sò stati utilizati in i nostri bioassays.
U materiale di sementa di a pianta utilizata in stu studiu hè stata ottenuta da e seguenti fonti cummirciali è di u guvernu: Brassica juncea (mustarda marrone-Pacific Gold) è Brassica juncea (mustarda bianca-Ida Gold) da a Cooperativa Pacific Northwest Farmers, Washington State, USA;(Garden Cress) da Kelly Seed and Hardware Co., Peoria, IL, USA è Thlaspi arvense (Field Pennycress-Elisabeth) da USDA-ARS, Peoria, IL, USA;Nisuna di e sementi utilizati in u studiu sò stati trattati cù pesticidi.Tuttu u materiale di sementa hè statu processatu è utilizatu in stu studiu in cunfurmità cù e regulazioni lucali è naziunali è in cunfurmità cù tutte e regulazioni statali è naziunali pertinenti.Stu studiu ùn hà micca esaminatu variità di e piante transgeniche.
Sementi di Brassica juncea (PG), Alfalfa (Ls), Mustarda bianca (IG), Thlaspi arvense (DFP) sò stati macinati in una polvere fine cù un mulinu ultracentrifugu Retsch ZM200 (Retsch, Haan, Germania) equipatu di una maglia di 0,75 mm è Stainless. rotor d'acciaio, 12 denti, 10.000 rpm (Table 1).U pezzu di sementa di terra hè stata trasferita à un thimble di carta è defatted with hexane in un apparatus Soxhlet per 24 h.Un subsample di mustarda di campu sgrassata hè stata trattata cù calore à 100 ° C per 1 h per denature myrosinase è impedisce l'idrolisi di glucosinolates per furmà isotiocianati biologicamente attivi.U polveru di sementi di cavallu trattatu cù calore (DFP-HT) hè stata utilizata com'è cuntrollu negativu da a denaturazione di myrosinase.
U cuntenutu di glucosinolate di a farina di sementi defatted hè stata determinata in triplicate cù cromatografia liquida d'altu rendiment (HPLC) secondu un protocolu publicatu prima 64 .In breve, 3 mL di metanol sò stati aghjuntu à una mostra di 250 mg di polvere di sementi defatted.Ogni mostra hè stata sonicata in un bagnu d'acqua per 30 minuti è lasciata in u bughju à 23 ° C per 16 ore.Una aliquota di 1 mL di a strata organica hè stata poi filtrata attraversu un filtru di 0,45 μm in un autosampler.Funziona nantu à un sistema Shimadzu HPLC (duie pompe LC 20AD; autosampler SIL 20A; degassatore DGU 20As; detector SPD-20A UV-VIS per u monitoraghju à 237 nm; è modulu di bus di cumunicazione CBM-20A), u cuntenutu di glucosinolate di a farina di sementi hè statu determinatu. in triplicatu.utilizendu u software Shimadzu LC Solution versione 1.25 (Shimadzu Corporation, Columbia, MD, USA).A colonna era una colonna di fase inversa C18 Inertsil (250 mm × 4,6 mm; RP C-18, ODS-3, 5u; GL Sciences, Torrance, CA, USA).E cundizioni iniziale di a fase mobile sò stati stabiliti à 12% metanol / 88% 0.01 M tetrabutylammonium hydroxide in acqua (TBAH; Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA) cù un flussu di 1 mL / min.Dopu à l'iniezione di 15 μl di mostra, e cundizioni iniziali sò stati mantinuti per 20 minuti, è dopu a ratio di solvente hè stata aghjustata à 100% metanol, cù un tempu d'analisi di mostra tutale di 65 minuti.Una curva standard (basata in nM / mAb) hè stata generata da diluzioni seriali di standard di sinapine, glucosinolate è myrosin appena preparati (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA) per stimà u cuntenutu di sulfuru di a farina di sementi defatted.glucosinolates.A cuncentrazione di glucosinolate in i campioni sò stati pruvati nantu à un Agilent 1100 HPLC (Agilent, Santa Clara, CA, USA) utilizendu a versione OpenLAB CDS ChemStation (C.01.07 SR2 [255]) equipatu cù a listessa colonna è utilizendu un metudu descrittu prima.A cuncentrazione di glucosinolate hè stata determinata;esse paragunabili trà i sistemi HPLC.
Allyl isothiocyanate (94%, stabile) è benzyl isothiocyanate (98%) sò stati acquistati da Fisher Scientific (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA).4-Hydroxybenzylisothiocyanate hè statu acquistatu da ChemCruz (Santa Cruz Biotechnology, CA, USA).Quando idrolizzati enzimaticamente da myrosinase, glucosinolates, glucosinolates, and glucosinolates formanu allyl isothiocyanate, benzyl isothiocyanate è 4-hydroxybenzylisothiocyanate, rispettivamente.
Bioassays di laboratoriu sò stati realizati secondu u metudu di Muturi et al.32 cù mudificazioni.Cinque alimenti di sementi di grassu pocu sò stati utilizati in u studiu: DFP, DFP-HT, IG, PG è Ls.Vinti larva sò stati posti in un beaker di 400 mL dispunibile à trè vie (VWR International, LLC, Radnor, PA, USA) chì cuntene 120 mL d'acqua deionizzata (dH2O).Sette concentrazioni di farina di sementi sò state testate per a tossicità di larva di mosquito: 0,01, 0,02, 0,04, 0,06, 0,08, 0,1 è 0,12 g di farina di sementi / 120 ml dH2O per a farina di sementi DFP, DFP-HT, IG è PG.Bioassays preliminari indicanu chì a farina di sementi di Ls sgrassata hè più tossica cà quattru altre farine di sementi testate.Per quessa, avemu aghjustatu e sette cuncentrazioni di trattamentu di Ls seed meal à e seguenti concentrazioni: 0.015, 0.025, 0.035, 0.045, 0.055, 0.065, è 0.075 g/120 mL dH2O.
Un gruppu di cuntrollu micca trattatu (dH20, senza supplementu di pastu di sementi) hè statu inclusu per valutà a mortalità normale di l'insetti in cundizioni di analisi.I bioassaggi tossicologichi per ogni pastu di sementi includenu trè bicchieri replicati à trè pendii (20 larve di u terzu instar tardi per beaker), per un totale di 108 vials.I cuntenituri trattati sò stati guardati à a temperatura di l'ambienti (20-21 ° C) è a mortalità di larva hè stata registrata durante 24 è 72 ore di esposizione cuntinuu à e concentrazioni di trattamentu.Se u corpu di u mosquito è l'appendici ùn si movenu micca quandu u piercing o toccu cù una spatula fina d'acciaio inox, e larva di mosquito sò cunsiderate morti.A larva morta di solitu stà immobile in una pusizione dorsale o ventrale à u fondu di u cuntinuu o nantu à a superficia di l'acqua.L'esperimentu hè stata ripetuta trè volte in diversi ghjorni cù diversi gruppi di larva, per un totale di 180 larva esposta à ogni cuncentrazione di trattamentu.
A toxicità di AITC, BITC è 4-HBITC à e larva di mosquito hè stata valutata cù a stessa prucedura di bioassay ma cù trattamenti differenti.Preparate 100.000 ppm di soluzioni per ogni sostanza chimica aghjunghjendu 100 µL di a sostanza chimica à 900 µL di etanolu assolutu in un tubu di centrifuga da 2 mL è scuzzulate per 30 seconde per mischjà bè.E cuncentrazioni di trattamentu sò state determinate nantu à i nostri bioassays preliminari, chì anu truvatu BITC per esse assai più tossicu cà AITC è 4-HBITC.Per determinà a tossicità, 5 concentrazioni di BITC (1, 3, 6, 9 è 12 ppm), 7 cuncentrazioni di AITC (5, 10, 15, 20, 25, 30 è 35 ppm) è 6 cuncentrazioni di 4-HBITC (15). , 15, 20, 25, 30 è 35 ppm).30, 45, 60, 75 è 90 ppm).U trattamentu di cuntrollu hè stata injected cù 108 μL di etanol assolutu, chì hè equivalente à u voluminu massimu di u trattamentu chimicu.Bioassays sò stati ripetuti cum'è sopra, espunendu un totale di 180 larva per cuncentrazione di trattamentu.A mortalità di larva hè stata registrata per ogni cuncentrazione di AITC, BITC è 4-HBITC dopu 24 h di esposizione cuntinua.
L'analisi Probit di 65 dati di mortalità in relazione à a dose hè stata realizata cù u software Polo (Polo Plus, LeOra Software, versione 1.0) per calculà a concentrazione letale di 50% (LC50), cuncentrazione letale di 90% (LC90), pendenza, coefficient di dose letale è 95. % cuncentrazione letale.basatu annantu à intervalli di cunfidenza per i rapporti di dosi letali per a cuncentrazione log-trasformata è curve di dose-mortalità.I dati di mortalità sò basati nantu à e dati replicati cumminati di 180 larvaes esposti à ogni cuncentrazione di trattamentu.L'analisi probabilistiche sò state realizate separatamente per ogni pastu di sementi è ogni cumpunente chimicu.Basatu annantu à l'intervallu di cunfidenza di 95% di u rapportu di a dosa letale, a toxicità di a farina di sementi è i cumpunenti chimichi à e larva di mosquito hè stata cunsiderata cum'è significativamente sfarente, cusì un intervalu di cunfidenza chì cuntene un valore di 1 ùn era micca significativamente sfarente, P = 0.0566.
I risultati HPLC per a determinazione di i glucosinolates maiò in i farini di sementi defatted DFP, IG, PG è Ls sò listati in a Tabella 1. I glucosinolates maiò in i farini di sementi pruvati variavanu cù l'eccezzioni di DFP è PG, chì i dui cuntenenu glucosinolates myrosinase.U cuntenutu di myrosin in PG era più altu ch'è in DFP, 33.3 ± 1.5 è 26.5 ± 0.9 mg/g, rispettivamente.Ls seed powder cuntene 36.6 ± 1.2 mg / g glucoglycone, mentri IG seed powder cuntene 38.0 ± 0.5 mg / g sinapine.
Larve di Ae.I mosquitos Aedes aegypti sò stati uccisi quandu trattati cù farina di sementi sgrassate, ancu s'ellu l'efficacità di u trattamentu variava secondu a spezia di a pianta.Solu DFP-NT ùn era micca tossicu per e larva di mosquito dopu à 24 è 72 h di esposizione (Table 2).A toxicità di u pulveru di sementa attiva aumenta cù a cuncentrazione crescente (Fig. 1A, B).A toxicità di a farina di sementi à e larve di mosquito variava significativamente basatu annantu à u 95% CI di u rapportu di dosa letale di i valori LC50 à e valutazioni di 24 ore è 72 ore (Table 3).Dopu à l'ora di 24, l'effettu tossicu di a farina di sementi di Ls era più grande di l'altri trattamenti di pasti di sementi, cù a più alta attività è a tossicità massima à e larva (LC50 = 0.04 g/120 ml dH2O).E larve eranu menu sensibili à a DFP à l'ora di 24 cumparatu cù i trattamenti in polvere di sementi IG, Ls è PG, cù valori LC50 di 0,115, 0,04 è 0,08 g / 120 ml dH2O rispettivamente, chì eranu statisticamente più altu ch'è u valore LC50.0,211 g/120 ml dH2O (Table 3).I valori LC90 di DFP, IG, PG è Ls eranu 0.376, 0.275, 0.137 è 0.074 g/120 ml dH2O, rispettivamente (Table 2).A concentrazione più alta di DPP era 0,12 g/120 ml dH2O.Dopu à 24 ore di valutazione, a mortalità media di larva era solu 12%, mentre chì a mortalità media di larva IG è PG righjunghji 51% è 82%, rispettivamente.Dopu à 24 ore di valutazione, a mortalità di larva media per a più alta concentrazione di Ls seed meal treatment (0.075 g / 120 ml dH2O) era 99% (Fig. 1A).
E curve di mortalità sò state stimate da a risposta di dosa (Probit) di Ae.Larva egiziana (larva di 3rd instar) à a cuncentrazione di pastu di sementi 24 ore (A) è 72 ore (B) dopu à u trattamentu.A linea punteggiata rapprisenta u LC50 di u trattamentu di farina di sementi.DFP Thlaspi arvense, DFP-HT Thlaspi arvense inattivato dal calore, IG Sinapsis alba (Ida Gold), PG Brassica juncea (Pacific Gold), Ls Lepidium sativum.
À a valutazione di 72 ore, i valori LC50 di DFP, IG è PG seed meal eranu 0,111, 0,085 è 0,051 g / 120 ml dH2O, rispettivamente.Quasi tutti i larvati esposti à a farina di sementi Ls morse dopu à 72 h di esposizione, cusì i dati di mortalità eranu inconsistenti cù l'analisi Probit.Comparatu à l'altri farini di sementi, e larve eranu menu sensibili à u trattamentu di farina di sementi DFP è anu statisticamente più altu valori LC50 (Table 2 è 3).Dopu à 72 ore, i valori LC50 per i trattamenti di farina di sementi DFP, IG è PG sò stati stimati in 0,111, 0,085 è 0,05 g / 120 ml dH2O, rispettivamente.Dopu à 72 ore di valutazione, i valori LC90 di DFP, IG è PG seed powders eranu 0.215, 0.254 è 0.138 g / 120 ml dH2O, rispettivamente.Dopu à l'ora di valutazione 72, a mortalità di larva media per i trattamenti DFP, IG è PG seed meal in una concentrazione massima di 0.12 g / 120 ml dH2O era 58%, 66% è 96%, rispettivamente (Fig. 1B).Dopu a valutazione di 72 ore, a farina di sementi PG hè stata trovata più tossica cà a farina di sementi IG è DFP.
Isotiocianati sintetici, isotiocianati allyl (AITC), isotiocianati benzilici (BITC) è 4-hydroxybenzylisothiocyanate (4-HBITC) ponu efficacemente tumbà e larve di mosquito.À 24 ore post-trattamentu, BITC era più tossicu per e larva cù un valore LC50 di 5.29 ppm paragunatu à 19.35 ppm per AITC è 55.41 ppm per 4-HBITC (Table 4).Comparatu à AITC è BITC, 4-HBITC hà una toxicità più bassa è un valore LC50 più altu.Ci sò differenzi significati in a toxicità di larva di mosquito di i dui isotiocianati maiò (Ls è PG) in a farina di sementi più potente.A toxicità basatu annantu à u rapportu di a dosa letale di i valori di LC50 trà AITC, BITC è 4-HBITC hà dimustratu una diferenza statistica cusì chì u 95% CI di u rapportu di dosa letale LC50 ùn includeva micca un valore di 1 (P = 0.05, Table). 4).E più altu concentrazioni di BITC è AITC sò stati stimati per tumbà u 100% di e larve testate (Figura 2).
E curve di mortalità sò state stimate da a risposta di dosa (Probit) di Ae.24 ore dopu à u trattamentu, e larva egiziana (larva di 3rd instar) righjunghjini cuncintrazioni isothiocyanate sintetici.A linea punteggiata rapprisenta u LC50 per u trattamentu di isothiocyanate.Benzyl isothiocyanate BITC, allyl isothiocyanate AITC è 4-HBITC.
L'usu di biopesticidi vegetali cum'è agenti di cuntrollu di vettori di mosquito hè statu longu studiatu.Parechje piante pruducenu chimichi naturali chì anu attività insetticida37.I so cumposti bioattivi furniscenu una alternativa attraente à l'insetticidi sintetici cun un grande potenziale in u cuntrollu di e pesti, cumprese i mosquitoes.
I pianti di mustarda sò cultivati cum'è una cultura per i so graneddi, utilizati com'è spezia è una fonte d'oliu.Quandu l'oliu di mustarda hè estrattu da e sementi o quandu a mustarda hè estratta per l'usu di biocarburante, 69 u subproduttu hè a farina di sementi sgrassata.Questa farina di sementi conserva assai di i so cumpunenti biochimichi naturali è enzimi idrolitici.A toxicità di sta farina di sementi hè attribuita à a produzzione di isothiocyanates55,60,61.L'isotiocianati sò furmati da l'idrolisi di glucosinolates da l'enzima myrosinase durante l'idratazione di a farina di sementi38,55,70 è sò cunnisciuti per avè effetti fungicidi, battericidi, nematicidi è insetticidi, è ancu altre proprietà cumpresi effetti sensoriali chimichi è proprietà chimioterapeuti,61,62. 70.Diversi studii anu dimustratu chì e piante di mustarda è a farina di sementi agiscenu in modu efficace cum'è fumiganti contr'à a terra è i pesti alimentari almacenati57,59,71,72.In questu studiu, avemu valutatu a toxicità di a farina di quattru sementi è i so trè prudutti bioattivi AITC, BITC è 4-HBITC à e larve di mosquito Aedes.Aedes aegypti.Agghiuncennu a farina di sementi direttamente à l'acqua chì cuntene larva di mosquito hè prevista per attivà i prucessi enzimatici chì pruducenu isotiocianati chì sò tossichi per e larva di mosquito.Questa biotrasformazione hè stata dimustrata in parte da l'attività larvicida osservata di u pastu di sementi è a perdita di l'attività insecticida quandu a farina di sementi di mustarda nana hè stata trattata in calore prima di l'usu.U trattamentu termale hè previstu di distrughje l'enzimi idrolitici chì attivanu i glucosinolates, impediscendu cusì a furmazione di isotiocianati bioattivi.Questu hè u primu studiu per cunfirmà e proprietà insetticidi di u polveru di sementi di col contra i mosquitoes in un ambiente aquaticu.
Trà i polveri di sementi testati, a polvera di sementi di crescione (Ls) era a più tossica, causandu una alta mortalità di Aedes albopictus.E larve di Aedes aegypti sò stati processati in modu continuu per 24 ore.I restanti trè polveri di sementi (PG, IG è DFP) avianu una attività più lenta è anu ancu causatu una mortalità significativa dopu à 72 ore di trattamentu cuntinuu.Solu Ls farina di sementi cuntene quantità significative di glucosinolates, mentri PG è DFP cuntene myrosinase è IG cuntene glucosinolate cum'è u glucosinolate maiò (Table 1).La glucotropaeolina è idrolizzata a BITC e la sinalbina è idrolizzata a 4-HBITC61,62.I nostri risultati di bioassay indicanu chì a farina di sementi Ls è u BITC sinteticu sò assai tossichi per e larve di mosquito.U cumpunente principale di a farina di sementi PG è DFP hè u glucosinolate di myrosinase, chì hè idrolizatu à AITC.AITC hè efficace à tumbà e larve di mosquito cun un valore LC50 di 19,35 ppm.Comparatu à AITC è BITC, 4-HBITC isothiocyanate hè u menu tossicu per e larva.Ancu l'AITC hè menu tossicu cà BITC, i so valori LC50 sò più bassi di parechji olii essenziali pruvati nantu à larva di mosquito32,73,74,75.
U nostru polveru di sementi crucifere per l'usu contr'à e larva di mosquito cuntene un glucosinolate maiò, chì rapprisenta più di 98-99% di i glucosinolates totali cum'è determinatu da HPLC.Trace quantità di altri glucosinolates sò stati rilevati, ma i so livelli eranu menu di 0,3% di i glucosinolates totali.U puddu di sementa di Cress (L. sativum) cuntene glucosinolates secundarii (sinigrin), ma a so proporzione hè di 1% di i glucosinolates totali, è u so cuntenutu hè sempre insignificante (circa 0,4 mg / g seed powder).Ancu PG è DFP cuntenenu u stessu glucosinolate principale (myrosin), l'attività larvicida di i so pasti di sementi differe significativamente per via di i so valori LC50.Varia in a toxicità à u mildiu pulveru.L'emergenza di larva di Aedes aegypti pò esse duvuta à differenze in l'attività di myrosinase o stabilità trà i dui mangi di sementi.L'attività di Myrosinase ghjoca un rolu impurtante in a biodisponibilità di i prudutti di l'idrolisi cum'è l'isotiocianati in e piante Brassicaceae76.I rapporti precedenti da Pocock et al.77 è Wilkinson et al.78 anu dimustratu chì i cambiamenti in l'attività di myrosinase è a stabilità pò ancu esse assuciati cù fatturi genetichi è ambientali.
U cuntenutu di isothiocyanate bioattivu previstu hè statu calculatu basatu annantu à i valori LC50 di ogni pastu di sementi à 24 è 72 ore (Table 5) per paragunà cù l'applicazioni chimiche currispondenti.Dopu à l'ora di 24, l'isotiocianati in u pastu di sementi eranu più tossichi cà i composti puri.I valori LC50 calculati in basa di parti per milione (ppm) di trattamenti di sementi di isotiocianati eranu più bassi di i valori LC50 per l'applicazioni BITC, AITC è 4-HBITC.Avemu osservatu larve chì cunsumanu pellets di farina di sementi (Figura 3A).In cunseguenza, e larve ponu riceve una esposizione più cuncentrata à isotiocianati tossichi ingerendu pellets di farina di sementi.Questu era più evidenti in i trattamenti di farina di sementi IG è PG à l'esposizione di 24 ore, induve e concentrazioni di LC50 eranu 75% è 72% più bassu di i trattamenti puri AITC è 4-HBITC, rispettivamente.I trattamenti Ls è DFP eranu più tossichi cà isotiocianate puri, cù valori LC50 24% è 41% più bassi, rispettivamente.Larva in u trattamentu di cuntrollu cun successu pupated (Fig. 3B), mentri a maiò parte di larva in u trattamentu di u pastu di sementi ùn anu micca pupate è u sviluppu di larva hè stata significativamente ritardata (Fig. 3B, D).In Spodopteralitura, isothiocyanates sò assuciati cù ritardu di crescita è ritardu di sviluppu79.
Larve di Ae.I mosquitos Aedes aegypti sò stati continuamente esposti à a polvera di sementi di Brassica per 24-72 ore.(A) Larva mortu cù particeddi di farina di sementi in i mouthparts (circulati);(B) Trattamentu di cuntrollu (dH20 senza farina di sementi aghjuntu) mostra chì e larve crescenu nurmale è cumincianu à pupate dopu à l'ora di 72 (C, D) Larva trattata cù farina di sementi;u pastu di sementi hà dimustratu differenzi in u sviluppu è ùn hà micca pupate.
Ùn avemu micca studiatu u mecanismu di l'effetti tossichi di isothiocyanates nantu à e larva di mosquito.Tuttavia, studii precedenti in formiche di u focu rossu (Solenopsis invicta) anu dimustratu chì l'inibizione di glutathione S-transferase (GST) è esterase (EST) hè u mecanismu principale di a bioattività isothiocyanate, è l'AITC, ancu à bassa attività, pò ancu inibisce l'attività GST. .formiche di focu rosse impurtate in bassu cuncentrazione.A dosa hè 0,5 µg/ml80.In cuntrastu, l'AITC inibisce l'acetilcolinesterasi in i curculi di granu adulti (Sitophilus zeamais)81.Studi simili deve esse realizatu per elucidate u miccanisimu di l'attività isothiocyanate in larva di mosquito.
Utilizemu u trattamentu DFP inattivatu da u calore per sustene a pruposta chì l'idrolisi di i glucosinolati di a pianta per furmà isotiocianati reattivi serve com'è un mecanismu per u cuntrollu di larva di mosquito da a farina di mustarda.A farina di sementi DFP-HT ùn era micca tossica à i tassi d'applicazione testati.Lafarga et al.82 signale que les glucosinolates sont sensibles à la dégradation à haute température.U trattamentu termale hè ancu previstu per denature l'enzima myrosinase in a farina di sementi è impedisce l'idrolisi di glucosinolates per furmà isotiocianati reattivi.Questu hè statu ancu cunfirmatu da Okunade et al.75 hà dimustratu chì a myrosinase hè sensibile à a temperatura, chì mostra chì l'attività di myrosinase hè stata completamente inattivata quandu a mustarda, a mustarda negra è i sementi di sangue sò stati esposti à temperature sopra 80 °.C. Sti miccanismi ponu risultatu in perdita di attività insecticida di pastu di sumenti DFP trattatu calori.
Cusì, a farina di mustarda è i so trè isotiocianati maiò sò tossichi per e larva di mosquito.Dati sti diffirenzii trà a farina di sementi è i trattamenti chimichi, l'usu di a farina di sementi pò esse un metudu efficace di cuntrollu di mosquito.Ci hè bisognu di identificà formulazioni adattati è sistemi di consegna efficaci per migliurà l'efficacità è a stabilità di l'usu di polveri di sementi.I nostri risultati indicanu l'usu potenziale di a farina di mustarda cum'è una alternativa à i pesticidi sintetici.Sta tecnulugia puderia diventà un strumentu innovativu per cuntrullà i vettori di mosquito.Perchè e larve di mosquito prosperanu in ambienti aquatichi è i glucosinolati di a farina di sementi sò cunvertiti enzimaticamente in isotiocianati attivi dopu l'idratazione, l'usu di a farina di mustarda in l'acqua infestata da mosquito offre un putenziale di cuntrollu significativu.Ancu l'attività larvicida di isothiocyanates varieghja (BITC> AITC> 4-HBITC), più ricerca hè necessaria per determinà se cumminendu a farina di sementi cù parechji glucosinolates sinergicamente aumenta a toxicità.Questu hè u primu studiu per dimustrà l'effetti insetticidi di a farina di sementi crucifere sgrassate è di trè isotiocianati bioattivi nantu à i mosquitoes.I risultati di stu studiu palesanu un novu terrenu dimustrendu chì a farina di sementi di col sgrassata, un subproduttu di l'estrazione di l'oliu da e sementi, pò serve com'è un agente larvicida promettente per u cuntrollu di mosquito.Questa infurmazione pò aiutà à più a scuperta di l'agenti di biocontrollu vegetale è u so sviluppu cum'è biopesticidi boni, pratichi è ecologichi.
I datasets generati per stu studiu è l'analisi resultanti sò dispunibuli da l'autore currispundenti nantu à dumanda raghjone.À a fine di u studiu, tutti i materiali utilizati in u studiu (insetti è farina di sementi) sò stati distrutti.
Tempu di post: Jul-29-2024