Սինթետիկ թունաքիմիկատների համատարած օգտագործումը հանգեցրել է բազմաթիվ խնդիրների, այդ թվում՝ դիմացկուն օրգանիզմների առաջացման, շրջակա միջավայրի դեգրադացիայի և մարդու առողջությանը վնասելու։ Հետեւաբար, նոր մանրէաբանականթունաքիմիկատներՇտապ անհրաժեշտ են, որոնք անվտանգ են մարդու առողջության և շրջակա միջավայրի համար: Այս ուսումնասիրության մեջ Enterobacter cloacae SJ2-ի կողմից արտադրված ռամնոլիպիդային բիոսուրֆակտանտն օգտագործվել է մոծակների (Culex quinquefasciatus) և տերմիտի (Odontotermes obesus) թրթուրների նկատմամբ թունավորությունը գնահատելու համար: Արդյունքները ցույց են տվել, որ բուժումների միջև եղել է դոզայից կախված մահացության մակարդակ: LC50 (50% մահացու կոնցենտրացիան) արժեքը 48 ժամում տերմիտների և մոծակների թրթուրների կենսասուրֆակտանտների համար որոշվել է ոչ գծային ռեգրեսիոն կորի տեղադրման մեթոդի միջոցով: Արդյունքները ցույց են տվել, որ կենսասուրֆակտանտի թրթուրային և հակատերմինային ակտիվության 48-ժամյա LC50 արժեքները (95% վստահության միջակայք) եղել են համապատասխանաբար 26,49 մգ/լ (25,40-ից մինչև 27,57 միջակայք) և 33,43 մգ/լ (31,09-ից 35 միջակայքը): Ըստ հիստոպաթոլոգիական հետազոտության՝ բիոսուրֆակտանտներով բուժումը լուրջ վնաս է հասցրել թրթուրների և տերմիտների օրգանելային հյուսվածքներին: Այս ուսումնասիրության արդյունքները ցույց են տալիս, որ Enterobacter cloacae SJ2-ի կողմից արտադրված մանրէաբանական բիոսուրֆակտանտը հիանալի և պոտենցիալ արդյունավետ գործիք է Cx-ի վերահսկման համար: quinquefasciatus եւ O. obesus:
Արևադարձային երկրներում մեծ թվով մոծակներով փոխանցվող հիվանդություններ կան1: Մոծակների միջոցով փոխանցվող հիվանդությունների արդիականությունը լայն տարածում ունի։ Ամեն տարի ավելի քան 400,000 մարդ մահանում է մալարիայից, և որոշ խոշոր քաղաքներում հայտնվում են այնպիսի լուրջ հիվանդությունների համաճարակներ, ինչպիսիք են դենգե, դեղին տենդ, չիկունգունյա և Զիկա: Culex-ը, Anopheles-ը և Aedes-ը մոծակների երեք սեռերն են, որոնք առավել հաճախ կապված են հիվանդության փոխանցման հետ5: Դենգե տենդի տարածվածությունը՝ վարակը, որը փոխանցվում է Aedes aegypti մոծակի միջոցով, աճել է վերջին տասնամյակում և զգալի սպառնալիք է ներկայացնում հանրային առողջության համար4,7,8: Առողջապահության համաշխարհային կազմակերպության (ԱՀԿ) տվյալներով՝ աշխարհի բնակչության ավելի քան 40%-ը ենթարկվում է դենգե տենդի վտանգի, ընդ որում տարեկան 50-100 միլիոն նոր դեպք է գրանցվում ավելի քան 100 երկրներում9,10,11: Դենգե տենդը դարձել է հանրային առողջության հիմնական խնդիր, քանի որ դրա դեպքերն աճել են ամբողջ աշխարհում12,13,14: Anopheles gambiae-ն, որը սովորաբար հայտնի է որպես աֆրիկյան Anopheles մոծակ, մարդու մալարիայի ամենակարևոր փոխանցողն է արևադարձային և մերձարևադարձային շրջաններում15: Արևմտյան Նեղոսի վիրուսը, Սենթ Լուիսի էնցեֆալիտը, ճապոնական էնցեֆալիտը և ձիերի և թռչունների վիրուսային վարակները փոխանցվում են Culex մոծակների միջոցով, որոնք հաճախ կոչվում են սովորական տնային մոծակներ: Բացի այդ, նրանք նաև բակտերիալ և մակաբուծային հիվանդությունների կրողներ են16։ Աշխարհում տերմիտների ավելի քան 3000 տեսակ կա, և դրանք գոյություն ունեն ավելի քան 150 միլիոն տարի17: Վնասատուների մեծ մասը ապրում է հողում և սնվում փայտով և ցելյուլոզ պարունակող փայտանյութով: Հնդկական տերմիտը Odontotermes obesus-ը կարևոր վնասատու է, որը լուրջ վնաս է հասցնում կարևոր մշակաբույսերին և տնկարկային ծառերին18: Գյուղատնտեսական տարածքներում տերմիտների վարակումը տարբեր փուլերում կարող է հսկայական տնտեսական վնաս պատճառել տարբեր մշակաբույսերին, ծառատեսակներին և շինանյութերին: Տերմիտները կարող են նաև մարդու առողջության հետ կապված խնդիրներ առաջացնել19:
Այսօրվա դեղագործական և գյուղատնտեսական ոլորտներում միկրոօրգանիզմների և վնասատուների նկատմամբ դիմադրողականության խնդիրը բարդ է20,21: Հետևաբար, երկու ընկերություններն էլ պետք է փնտրեն նոր ծախսարդյունավետ հակամանրէային և անվտանգ կենսաթեստիցիդներ: Այժմ հասանելի են սինթետիկ թունաքիմիկատները, որոնք ապացուցված են, որ վարակիչ են և վանում են ոչ թիրախային օգտակար միջատներին22: Վերջին տարիներին բիոսուրֆակտանտների վերաբերյալ հետազոտություններն ընդլայնվել են՝ շնորհիվ դրանց կիրառման տարբեր ոլորտներում: Բիոսուրֆակտանտները շատ օգտակար և կենսական նշանակություն ունեն գյուղատնտեսության, հողի վերականգնման, նավթի արդյունահանման, բակտերիաների և միջատների հեռացման և սննդի վերամշակման մեջ23,24: Բիոսուրֆակտանտները կամ մանրէաբանական մակերևութային ակտիվ նյութերը կենսասուրֆակտանտ քիմիական նյութեր են, որոնք արտադրվում են ափամերձ բնակավայրերում և նավթով աղտոտված տարածքներում այնպիսի միկրոօրգանիզմների կողմից, ինչպիսիք են բակտերիաները, խմորիչները և սնկերը25,26: Քիմիական ծագման մակերևութաակտիվ նյութերը և բիոսուրֆակտանտները երկու տեսակ են, որոնք ստացվում են անմիջապես բնական միջավայրից27: Ծովային միջավայրերից ստացվում են տարբեր կենսասուրֆակտանտներ28,29: Ուստի գիտնականները բնական բակտերիաների հիման վրա կենսասուրֆակտանտների արտադրության նոր տեխնոլոգիաներ են փնտրում30,31: Նման հետազոտությունների առաջընթացը ցույց է տալիս այս կենսաբանական միացությունների կարևորությունը շրջակա միջավայրի պաշտպանության համար32: Bacillus, Pseudomonas, Rhodococcus, Alcaligenes, Corynebacterium և այս բակտերիաների սեռերը լավ ուսումնասիրված ներկայացուցիչներ են23,33:
Գոյություն ունեն բիոսուրֆակտանտների բազմաթիվ տեսակներ, որոնք ունեն կիրառման լայն շրջանակ34: Այս միացությունների զգալի առավելությունն այն է, որ դրանցից մի քանիսն ունեն հակաբակտերիալ, թրթուրային և միջատասպան ակտիվություն: Սա նշանակում է, որ դրանք կարող են օգտագործվել գյուղատնտեսության, քիմիական, դեղագործական և կոսմետիկ արդյունաբերության մեջ35,36,37,38: Քանի որ բիոսուրֆակտանտները հիմնականում կենսաքայքայվող են և շրջակա միջավայրի համար օգտակար, դրանք օգտագործվում են վնասատուների դեմ պայքարի ինտեգրված ծրագրերում՝ մշակաբույսերը պաշտպանելու համար39: Այսպիսով, հիմնական գիտելիքներ են ձեռք բերվել Enterobacter cloacae SJ2-ի կողմից արտադրված մանրէաբանական կենսասուրֆակտանտների թրթուրային և հակատերմինային գործունեության մասին: Մենք ուսումնասիրել ենք մահացությունը և հյուսվածքաբանական փոփոխությունները, երբ ենթարկվում ենք ռամնոլիպիդային կենսասուրֆակտանտների տարբեր կոնցենտրացիաների: Բացի այդ, մենք գնահատեցինք լայնորեն օգտագործվող Quantitative Structure-Activity (QSAR) համակարգչային ծրագիրը Ecological Structure-Activity (ECOSAR)՝ միկրոջրիմուռների, դաֆնիայի և ձկների համար սուր թունավորությունը որոշելու համար:
Այս հետազոտության ընթացքում մաքրված բիոսուրֆակտանտների հակատերմինային ակտիվությունը (թունավորությունը) տարբեր կոնցենտրացիաներում՝ 30-ից 50 մգ/մլ (5 մգ/մլ ընդմիջումներով) փորձարկվել է հնդկական տերմիտների, O. obesus-ի և չորրորդ տեսակների )Evaluate-ի նկատմամբ: Cx աստղի թրթուրներ: Quinquefasciatus մոծակների թրթուրներ: Biosurfactant LC50 կոնցենտրացիաները 48 ժամվա ընթացքում O. obesus-ի և Cx-ի դեմ: C. solanacearum. Մոծակների թրթուրները նույնականացվել են՝ օգտագործելով ոչ գծային ռեգրեսիոն կորի տեղադրման մեթոդը: Արդյունքները ցույց են տվել, որ տերմիտների մահացությունը աճել է բիոսուրֆակտանտի կոնցենտրացիայի աճով: Արդյունքները ցույց են տվել, որ բիոսուրֆակտանտն ունեցել է թրթուրային ակտիվություն (Նկար 1) և հակատերմինային ակտիվություն (Նկար 2), 48-ժամյա LC50 արժեքներով (95% CI)՝ 26,49 մգ/լ (25,40-ից 27,57 ) և 33,43 մգ/լ (համապատասխանաբար 609-ից 3-ը), 3,43 մգ/լ (համապատասխանաբար 609-ից 3-ը): 1). Սուր թունավորության առումով (48 ժամ) բիոսուրֆակտանտը դասակարգվում է որպես «վնասակար» փորձարկված օրգանիզմների համար: Այս հետազոտության ընթացքում արտադրված բիոսուրֆակտանտը ցույց է տվել գերազանց թրթուրային ակտիվություն՝ 100% մահացությամբ 24-48 ժամվա ընթացքում:
Հաշվարկել LC50 արժեքը թրթուրային ակտիվության համար: Ոչ գծային ռեգրեսիոն կորի տեղադրում (հաստ գիծ) և 95% վստահության միջակայք (ստվերված տարածք) հարաբերական մահացության համար (%):
Հաշվարկել LC50 արժեքը հակատերմիտային գործունեության համար: Ոչ գծային ռեգրեսիոն կորի տեղադրում (հաստ գիծ) և 95% վստահության միջակայք (ստվերված տարածք) հարաբերական մահացության համար (%):
Փորձի ավարտին մանրադիտակի տակ նկատվել են մորֆոլոգիական փոփոխություններ և անոմալիաներ։ Մորֆոլոգիական փոփոխություններ են նկատվել հսկողության և բուժվող խմբերում 40x խոշորացումով: Ինչպես ցույց է տրված Նկար 3-ում, աճի խանգարում է տեղի ունեցել բիոսուրֆակտանտներով մշակված թրթուրների մեծ մասում: Նկար 3ա-ն ցույց է տալիս նորմալ Cx-ը: quinquefasciatus, Նկար 3b-ը ցույց է տալիս անոմալ Cx: Առաջացնում է հինգ նեմատոդ թրթուր:
Կենսուրֆակտանտների ենթամահաբեր (LC50) չափաբաժինների ազդեցությունը Culex quinquefasciatus larvae-ի զարգացման վրա: Նորմալ Cx-ի լուսային մանրադիտակի պատկեր (ա) 40× խոշորացումով: quinquefasciatus (բ) Աննորմալ Cx. Առաջացնում է հինգ նեմատոդ թրթուր:
Սույն հետազոտության ընթացքում բուժված թրթուրների (նկ. 4) և տերմիտների (նկ. 5) հյուսվածաբանական հետազոտությունը բացահայտեց մի շարք աննորմալություններ, այդ թվում՝ որովայնի հատվածի կրճատում և մկանների, էպիթելային շերտերի և մաշկի վնաս: միջին աղիքներ. Հյուսվածքաբանությունը բացահայտեց այս հետազոտության մեջ օգտագործված բիոսուրֆակտանտի արգելակող ակտիվության մեխանիզմը:
Նորմալ չբուժված 4-րդ աստիճանի Cx թրթուրների հիստոպաթոլոգիա: quinquefasciatus larvae (հսկողություն՝ (a,b)) և մշակվել բիոսուրֆակտանտով (բուժում՝ (c,d)): Սլաքները ցույց են տալիս բուժված աղիքային էպիթելը (epi), միջուկները (n) և մկանները (mu): Ձող = 50 մկմ:
Նորմալ չբուժված O. obesus-ի հիստոպաթոլոգիա (հսկողություն՝ (a,b)) և բուժված բիոսուրֆակտանտով (բուժում՝ (c,d)): Սլաքները համապատասխանաբար ցույց են տալիս աղիքային էպիթելը (epi) և մկանը (mu): Ձող = 50 մկմ:
Այս ուսումնասիրության մեջ ECOSAR-ը օգտագործվել է ռամնոլիպիդային կենսասուրֆակտանտի արտադրանքի սուր թունավորությունը կանխատեսելու համար առաջնային արտադրողների (կանաչ ջրիմուռների), առաջնային սպառողների (ջրային լուերի) և երկրորդական սպառողների (ձկների) համար: Այս ծրագիրը օգտագործում է բարդ քանակական կառուցվածք-ակտիվության բարդ մոդելներ՝ մոլեկուլային կառուցվածքի հիման վրա թունավորությունը գնահատելու համար: Մոդելը օգտագործում է կառուցվածք-ակտիվություն (SAR) ծրագրակազմ՝ ջրային տեսակների համար նյութերի սուր և երկարաժամկետ թունավորությունը հաշվարկելու համար: Մասնավորապես, Աղյուսակ 2-ում ամփոփված են գնահատված միջին մահացու կոնցենտրացիաները (LC50) և միջին արդյունավետ կոնցենտրացիաները (EC50) մի քանի տեսակների համար: Կասկածելի թունավորությունը դասակարգվել է չորս մակարդակների՝ օգտագործելով քիմիական նյութերի դասակարգման և պիտակավորման գլոբալ ներդաշնակեցված համակարգը (Աղյուսակ 3):
Վեկտորով փոխանցվող հիվանդությունների, հատկապես մոծակների և Aedes մոծակների շտամների վերահսկում: Եգիպտացիներ, այժմ դժվար աշխատանք 40,41,42,43,44,45,46. Չնայած քիմիապես հասանելի որոշ թունաքիմիկատներ, ինչպիսիք են պիրետրոիդները և ֆոսֆորօրգանական նյութերը, որոշ չափով օգտակար են, դրանք զգալի վտանգ են ներկայացնում մարդու առողջության համար, ներառյալ շաքարախտը, վերարտադրողական խանգարումները, նյարդաբանական խանգարումները, քաղցկեղը և շնչառական հիվանդությունները: Ընդ որում, ժամանակի ընթացքում այդ միջատները կարող են նրանց նկատմամբ կայուն դառնալ13,43,48։ Այսպիսով, արդյունավետ և էկոլոգիապես մաքուր կենսաբանական հսկողության միջոցառումները կդառնան մոծակների դեմ պայքարի առավել տարածված մեթոդ49,50: Բենելլին51 առաջարկել է, որ մոծակների վեկտորների վաղ վերահսկումն ավելի արդյունավետ կլինի քաղաքային բնակավայրերում, սակայն նրանք խորհուրդ չեն տվել օգտագործել թրթուրներ գյուղական վայրերում52: Թոմը և այլք 53-ը նաև առաջարկեցին, որ մոծակների դեմ պայքարը նրանց չհասուն փուլերում կլինի անվտանգ և պարզ ռազմավարություն, քանի որ նրանք ավելի զգայուն են վերահսկելու գործակալների նկատմամբ 54:
Բիոսուրֆակտանտի արտադրությունը հզոր շտամով (Enterobacter cloacae SJ2) ցույց տվեց հետևողական և խոստումնալից արդյունավետություն: Մեր նախորդ ուսումնասիրությունը հայտնել էր, որ Enterobacter cloacae SJ2-ը օպտիմալացնում է բիոսուրֆակտանտի արտադրությունը՝ օգտագործելով ֆիզիկաքիմիական պարամետրերը26: Ըստ նրանց ուսումնասիրության, պոտենցիալ E. cloacae մեկուսացման կողմից բիոսուրֆակտանտի արտադրության օպտիմալ պայմաններն էին ինկուբացիան 36 ժամ, խառնումը 150 rpm-ում, pH 7.5, 37 °C, աղիությունը 1 ppt, 2% գլյուկոզա որպես ածխածնի աղբյուր, 1% խմորիչ: քաղվածքն օգտագործվել է որպես ազոտի աղբյուր՝ 2,61 գ/լ կենսասուրֆակտանտ ստանալու համար: Բացի այդ, կենսասուրֆակտանտները բնութագրվել են TLC, FTIR և MALDI-TOF-MS օգտագործմամբ: Սա հաստատեց, որ ռամնոլիպիդը բիոսուրֆակտանտ է: Գլիկոլիպիդային կենսասուրֆակտանտները բիոսուրֆակտանտների այլ տեսակների ամենաինտենսիվ ուսումնասիրված դասն են55: Դրանք բաղկացած են ածխաջրային և լիպիդային մասերից, հիմնականում՝ ճարպաթթուների շղթաներից։ Գլիկոլիպիդներից հիմնական ներկայացուցիչներն են ռամնոլիպիդը և սոֆորոլիպիդը56: Ռամնոլիպիդները պարունակում են երկու ռամնոզային մաս՝ կապված մոնո- կամ դի-β-հիդրօքսիդեկանաթթվի հետ 57: Բժշկական և դեղագործական արդյունաբերության մեջ ռամնոլիպիդների օգտագործումը լավ հաստատված է 58 , ի լրումն վերջին շրջանում որպես թունաքիմիկատների կիրառման 59 :
Բիոսուրֆակտանտի փոխազդեցությունը շնչառական սիֆոնի հիդրոֆոբ շրջանի հետ թույլ է տալիս ջրին անցնել նրա ստամոքսի խոռոչով, դրանով իսկ մեծացնելով թրթուրների շփումը ջրային միջավայրի հետ: Բիոսուրֆակտանտների առկայությունը ազդում է նաև շնչափողի վրա, որի երկարությունը մոտ է մակերեսին, ինչը հեշտացնում է թրթուրների մակերեսը սողալը և շնչելը: Արդյունքում ջրի մակերեսային լարվածությունը նվազում է։ Քանի որ թրթուրները չեն կարող կպչել ջրի մակերեսին, նրանք ընկնում են բաքի հատակը՝ խաթարելով հիդրոստատիկ ճնշումը, ինչը հանգեցնում է էներգիայի ավելորդ ծախսերի և խեղդվելու պատճառով մահանում38,60: Նմանատիպ արդյունքներ են ստացվել Ghribi61-ի կողմից, որտեղ Bacillus subtilis-ի կողմից արտադրված բիոսուրֆակտանտը թրթուրային ակտիվություն է ցուցաբերել Ephestia kuehniella-ի դեմ: Նմանապես, Cx-ի թրթուրային ակտիվությունը: Das-ը և Mukherjee-ն23-ը նաև գնահատել են ցիկլային լիպոպեպտիդների ազդեցությունը quinquefasciatus larvae-ի վրա:
Այս հետազոտության արդյունքները վերաբերում են ռամնոլիպիդային կենսասուրֆակտանտների թրթուրային ակտիվությանը Cx-ի նկատմամբ: Quinquefasciatus մոծակների սպանությունը համապատասխանում է նախկինում հրապարակված արդյունքներին: Օրինակ՝ օգտագործվում են Սուրֆակտինի վրա հիմնված բիոսուրֆակտանտներ, որոնք արտադրվում են Bacillus սեռի տարբեր բակտերիաների կողմից։ և Pseudomonas spp. Որոշ վաղ զեկույցներ64,65,66 հաղորդում են Bacillus subtilis23-ից լիպոպեպտիդ կենսասուրֆակտանտների թրթուրների ոչնչացման ակտիվության մասին: Deepali et al. 63-ը պարզել է, որ Stenotropomonas maltophilia-ից մեկուսացված ռամնոլիպիդային բիոսուրֆակտանտը 10 մգ/լ կոնցենտրացիայի դեպքում ուժեղ թրթուրային ակտիվություն է ունեցել: Սիլվան և այլք: 67-ը հայտնել է ռամնոլիպիդային կենսասուրֆակտանտի թրթուրային ակտիվության մասին Ae-ի նկատմամբ 1 գ/լ կոնցենտրացիայի դեպքում: Aedes egypti. Կանաքդանդե և այլք: 68-ը հաղորդում է, որ Bacillus subtilis-ի կողմից արտադրված լիպոպեպտիդ բիոսուրֆակտանտները առաջացրել են ընդհանուր մահացություն Culex թրթուրների և էվկալիպտի լիպոֆիլ ֆրակցիայով տերմիտների մոտ: Նմանապես, Masendra et al. 69-ը հաղորդում է բանվոր մրջյունների (Cryptotermes cynocephalus Light.) մահացության 61,7% E. հում էքստրակտի լիպոֆիլ n-հեքսան և EtOAc ֆրակցիաներում:
Parthipan-ը և այլոք 70-ը զեկուցել են Bacillus subtilis A1-ի և Pseudomonas stutzeri NA3-ի կողմից արտադրված լիպոպեպտիդ բիոսուրֆակտանտների միջատասպան կիրառման մասին Anopheles Stephensi-ի՝ մալարիայի մակաբույծ Plasmodium-ի վեկտորի դեմ: Նրանք նկատեցին, որ թրթուրներն ու ձագուկները գոյատևում են ավելի երկար, ունեին ավելի կարճ ձվաբջիջների ժամանակաշրջան, ստերիլ էին և ավելի կարճ կյանքի տեւողություն, երբ մշակվում էին բիոսուրֆակտանտների տարբեր կոնցենտրացիաներով: B. subtilis բիոսուրֆակտանտ A1-ի դիտարկված LC50 արժեքները համապատասխանաբար եղել են 3.58, 4.92, 5.37, 7.10 և 7.99 մգ/լ տարբեր թրթուրների (այսինքն՝ I, II, III, IV և փուլային թրթուրներ) համար: Համեմատության համար, Pseudomonas stutzeri NA3-ի թրթուրների I-IV և մատղաշ փուլերի կենսասուրֆակտանտները համապատասխանաբար կազմում էին 2,61, 3,68, 4,48, 5,55 և 6,99 մգ/լ: Ենթադրվում է, որ գոյատևած թրթուրների և ձագերի հետաձգված ֆենոլոգիան ֆիզիոլոգիական և նյութափոխանակության զգալի խանգարումների արդյունք է, որոնք առաջացել են միջատասպանների բուժման արդյունքում71:
Wickerhamomyces anomalus շտամը CCMA 0358 արտադրում է բիոսուրֆակտանտ՝ 100% թրթուրային ակտիվությամբ Aedes մոծակների դեմ: aegypti 24-ժամյա միջակայքը 38 ավելի բարձր էր, քան հաղորդում է Սիլվան և այլք: Ապացուցված է, որ բիոսուրֆակտանտը, որն արտադրվում է Pseudomonas aeruginosa-ից՝ օգտագործելով արևածաղկի ձեթը որպես ածխածնի աղբյուր, սպանում է թրթուրների 100%-ը 48 ժամվա ընթացքում67: Abinaya et al.72-ը և Pradhan et al.73-ը նաև ցույց են տվել Bacillus սեռի մի քանի մեկուսացված մակերևութաակտիվ նյութերի թրթուրային կամ միջատասպան ազդեցությունները: Նախկինում հրապարակված ուսումնասիրությունը Senthil-Nathan et al. պարզել է, որ բույսերի ծովածոցների ազդեցության տակ գտնվող մոծակների թրթուրների 100%-ը հավանական է, որ մահանան: 74.
Միջատների կենսաբանության վրա միջատների ենթամահաբեր ազդեցության գնահատումը չափազանց կարևոր է վնասատուների դեմ պայքարի ինտեգրված ծրագրերի համար, քանի որ ենթամահաբեր չափաբաժինները/կոնցենտրացիաները չեն սպանում միջատներին, բայց կարող են նվազեցնել միջատների պոպուլյացիաները ապագա սերունդներում՝ խախտելով կենսաբանական բնութագրերը10: Siqueira et al 75-ը դիտարկել է ռամնոլիպիդային բիոսուրֆակտանտի (300 մգ/մլ) ամբողջական թրթուրային ակտիվություն (100% մահացություն), երբ փորձարկվել է 50-ից 300 մգ/մլ տարբեր կոնցենտրացիաներում: Aedes aegypti շտամների թրթուրային փուլ: Նրանք վերլուծել են մահվան ժամանակի և ենթամահացու կոնցենտրացիաների ազդեցությունը թրթուրների գոյատևման և լողի ակտիվության վրա: Բացի այդ, նրանք նկատել են լողի արագության նվազում բիոսուրֆակտանտի ենթամահաբեր կոնցենտրացիաների 24–48 ժամից հետո (օրինակ՝ 50 մգ/մլ և 100 մգ/մլ)։ Ենթադրվում է, որ խոստումնալից ենթամահաբեր դեր ունեցող թունավորներն ավելի արդյունավետ են բաց վնասատուներին բազմակի վնաս պատճառելու համար76:
Մեր արդյունքների հյուսվածաբանական դիտարկումները ցույց են տալիս, որ Enterobacter cloacae SJ2-ի արտադրած բիոսուրֆակտանտները զգալիորեն փոխում են մոծակների (Cx. quinquefasciatus) և տերմիտի (O. obesus) թրթուրների հյուսվածքները: Նմանատիպ անոմալիաներ են առաջացրել ռեհանի յուղի պատրաստուկները Ան. gambiaes.s և Ան. arabica-ն նկարագրել է Օչոլան77: Kamaraj et al.78-ը նույնպես նկարագրել են նույն մորֆոլոգիական անոմալիաները Ան. Ստեֆանիի թրթուրները ենթարկվել են ոսկու նանոմասնիկների ազդեցությանը: Vasantha-Srinivasan et al.79-ը նաև հայտնել է, որ հովվի քսակի եթերայուղը լրջորեն վնասել է Aedes albopictus-ի խցիկը և էպիթելային շերտերը: Aedes egypti. Raghavendran et al-ը զեկուցել է, որ մոծակների թրթուրները բուժվել են տեղական Penicillium բորբոսի 500 մգ/մլ միցելիային էքստրակտով: Ae- ն ցույց է տալիս ծանր հյուսվածքաբանական վնաս: aegypti և Cx. Մահացության մակարդակը 80. Նախկինում Աբինայա et al. Ուսումնասիրվել են Անի չորրորդ աստիճանի թրթուրները: Ստեֆենսին և Աե. aegypti-ն հայտնաբերել է բազմաթիվ հյուսվածաբանական փոփոխություններ Aedes aegypti-ում, որը բուժվել է B. licheniformis էկզոպոլիսաքարիդներով, ներառյալ ստամոքսի կույր աղիքը, մկանային ատրոֆիան, նյարդային լարերի գանգլիաների վնասումը և անկազմակերպումը72: Ըստ Raghavendran et al.-ի, P. daleae mycelial քաղվածքով բուժումից հետո, փորձարկված մոծակների (4-րդ աստիճանի թրթուրների) միջանկյալ բջիջները ցույց են տվել աղիքի լույսի այտուցվածություն, միջբջջային պարունակության նվազում և միջուկային դեգեներացիա81: Նույն հյուսվածաբանական փոփոխությունները նկատվել են էխինացեայի տերևի էքստրակտով մշակված մոծակների թրթուրներում, ինչը ցույց է տալիս մշակված միացությունների միջատասպան ներուժը50:
ECOSAR ծրագրաշարի օգտագործումը միջազգային ճանաչում է ստացել82: Ընթացիկ հետազոտությունները ցույց են տալիս, որ ECOSAR բիոսուրֆակտանտների սուր թունավորությունը միկրոջրիմուռների (C. vulgaris), ձկների և ջրային լուերի (D. magna) նկատմամբ պատկանում է Միավորված ազգերի կազմակերպության կողմից սահմանված «թունավորության» կատեգորիային83: ECOSAR-ի էկոտոքսիկության մոդելը օգտագործում է SAR և QSAR նյութերի սուր և երկարաժամկետ թունավորությունը կանխատեսելու համար և հաճախ օգտագործվում է օրգանական աղտոտիչների թունավորությունը կանխատեսելու համար82,84:
Պարաֆորմալդեհիդը, նատրիումի ֆոսֆատի բուֆերը (pH 7.4) և այս հետազոտության մեջ օգտագործված բոլոր քիմիական նյութերը գնվել են Հնդկաստանի HiMedia Laboratories-ից:
Բիոսուրֆակտանտի արտադրությունն իրականացվել է 500 մլ Էրլենմայերի կոլբայի մեջ, որը պարունակում է 200 մլ ստերիլ Bushnell Haas միջավայր՝ որպես ածխածնի միակ աղբյուր պարունակող 1% հում նավթով: Enterobacter cloacae SJ2-ի նախակուլտուրա (1.4 × 104 CFU/ml) պատվաստվել և մշակվել է ուղեծրային շեյքերի վրա 37°C ջերմաստիճանում, 200 rpm 7 օր: Ինկուբացիոն շրջանից հետո բիոսուրֆակտանտն արդյունահանվել է՝ ցենտրիֆուգելով կուլտուրայի միջավայրը 3400×g-ում 20 րոպե 4°C-ում, և ստացված գերնույն նյութը օգտագործվել է զննման նպատակով: Բիոսուրֆակտանտների օպտիմալացման ընթացակարգերը և բնութագրումը ընդունվել են մեր ավելի վաղ ուսումնասիրությունից26:
Culex quinquefasciatus թրթուրները ստացվել են Ծովային կենսաբանության առաջադեմ ուսումնասիրության կենտրոնից (CAS), Պալանչիպետայ, Թամիլ Նադու (Հնդկաստան): Թրթուրները աճեցվել են պլաստմասե տարաներում, որոնք լցված են դեիոնացված ջրով 27 ± 2°C ջերմաստիճանում և 12:12 (լույս, մութ) ֆոտոպերիոդով: Մոծակների թրթուրներին կերակրել են 10% գլյուկոզայի լուծույթով:
Culex quinquefasciatus թրթուրները հայտնաբերվել են բաց և անպաշտպան սեպտիկ տանկերում: Օգտագործեք դասակարգման ստանդարտ ուղեցույցներ՝ լաբորատորիայում թրթուրները հայտնաբերելու և մշակելու համար85: Թրթուրների դեմ փորձարկումներն իրականացվել են Առողջապահության համաշխարհային կազմակերպության առաջարկությունների համաձայն 86: Շ. Quinquefasciatus-ի չորրորդ սերնդի թրթուրները հավաքվել են փակ խողովակներում՝ 25 մլ և 50 մլ խմբերով, իրենց հզորության երկու երրորդով օդային բացվածքով: Բիոսուրֆակտանտը (0–50 մգ/մլ) ավելացվել է յուրաքանչյուր խողովակի մեջ առանձին և պահվել 25 °C ջերմաստիճանում: Հսկիչ խողովակը օգտագործում էր միայն թորած ջուր (50 մլ): Սատկած թրթուրներ են համարվում նրանք, որոնք ինկուբացիոն շրջանում (12–48 ժամ) լողալու նշաններ չեն ցույց տվել 87: Հաշվե՛ք թրթուրների մահացության տոկոսը՝ օգտագործելով հավասարումը: (1)88.
Odontotermitidae ընտանիքը ներառում է հնդկական տերմիտ Odontotermes obesus, որը հայտնաբերվել է գյուղատնտեսական համալսարանի փտած գերաններում (Աննամալայի համալսարան, Հնդկաստան): Փորձարկեք այս բիոսուրֆակտանտը (0–50 մգ/մլ)՝ օգտագործելով սովորական ընթացակարգեր՝ որոշելու, թե արդյոք այն վնասակար է: Լամինար օդային հոսքի մեջ 30 րոպե չորացնելուց հետո Whatman թղթի յուրաքանչյուր շերտը պատվել է բիոսուրֆակտանտով 30, 40 կամ 50 մգ/մլ կոնցենտրացիայով: Նախապես պատված և չպատված թղթե շերտերը փորձարկվել և համեմատվել են Պետրիի ափսեի կենտրոնում: Յուրաքանչյուր Պետրի կերակրատեսակ պարունակում է մոտ երեսուն ակտիվ տերմիտ O. obesus: Վերահսկիչ և փորձնական տերմիտներին որպես սննդի աղբյուր տրվել է թաց թուղթ: Բոլոր թիթեղները պահվել են սենյակային ջերմաստիճանում ողջ ինկուբացիոն ժամանակահատվածում: Տերմիտները մահացել են 12, 24, 36 և 48 ժամից հետո89,90: Այնուհետև 1-ին հավասարումն օգտագործվել է տերմիտների մահացության տոկոսը տարբեր կենսասուրֆակտանտների կոնցենտրացիաներում գնահատելու համար: (2).
Նմուշները պահվել են սառույցի վրա և փաթեթավորվել միկրոխողովակների մեջ, որոնք պարունակում են 100 մլ 0,1 M նատրիումի ֆոսֆատ բուֆեր (pH 7,4) և ուղարկվել Ռաջիվ Գանդիի ջրային կուլտուրայի կենտրոնի (RGCA) Կենտրոնական ակվակուլտուրայի պաթոլոգիայի լաբորատորիա (CAPL): Հյուսվածքաբանության լաբորատորիա, Սիրկալի, Մայիլադութուրայ: Շրջան, Թամիլ Նադու, Հնդկաստան հետագա վերլուծության համար: Նմուշները անմիջապես ամրագրվել են 4% պարաֆորմալդեհիդում 37°C ջերմաստիճանում 48 ժամվա ընթացքում:
Ֆիքսացիայի փուլից հետո նյութը երեք անգամ լվացվել է 0,1 Մ նատրիումի ֆոսֆատ բուֆերով (pH 7,4), աստիճանաբար ջրազրկվել է էթանոլով և 7 օր ներծծվել LEICA խեժով: Այնուհետև նյութը տեղադրվում է խեժով և պոլիմերիզատորով լցված պլաստիկ կաղապարի մեջ, այնուհետև տեղադրվում է մինչև 37°C տաքացրած ջեռոցում, մինչև նյութը պարունակող բլոկն ամբողջությամբ պոլիմերացվի։
Պոլիմերացումից հետո բլոկները կտրվել են LEICA RM2235 միկրոտոմի միջոցով (Rankin Biomedical Corporation 10,399 Enterprise Dr. Davisburg, MI 48,350, ԱՄՆ) 3 մմ հաստությամբ: Բաժինները խմբավորված են սլայդների վրա, յուրաքանչյուր սլայդում վեց բաժին: Սլայդները չորացրել են սենյակային ջերմաստիճանում, այնուհետև 7 րոպե ներկվել հեմատոքսիլինով և 4 րոպե լվանալ հոսող ջրով: Բացի այդ, էոզինի լուծույթը 5 րոպե քսել մաշկին և 5 րոպե լվանալ հոսող ջրով։
Սուր թունավորությունը կանխատեսվել է տարբեր արևադարձային մակարդակների ջրային օրգանիզմների միջոցով՝ 96-ժամյա ձուկ LC50, 48-ժամյա D. magna LC50 և 96-ժամյա կանաչ ջրիմուռ EC50: Ռամնոլիպիդային կենսասուրֆակտանտների թունավորությունը ձկների և կանաչ ջրիմուռների համար գնահատվել է ԱՄՆ Շրջակա միջավայրի պաշտպանության գործակալության կողմից մշակված Windows-ի համար նախատեսված ECOSAR ծրագրաշարի 2.2 տարբերակի միջոցով: (Հասանելի է առցանց՝ https://www.epa.gov/tsca-screening-tools/ecological-struct-activity-relationships-ecosar-predictive-model):
Թրթուրային և հակատերմինիտային ակտիվության բոլոր թեստերն իրականացվել են եռակի: Կատարվել է թրթուրների և տերմիտների մահացության տվյալների ոչ գծային ռեգրեսիա (դոզան արձագանքման փոփոխականների գրանցամատյան)՝ միջին մահացու կոնցենտրացիան (LC50) հաշվարկելու համար 95% վստահության միջակայքով, և կոնցենտրացիայի արձագանքման կորերը ստեղծվել են՝ օգտագործելով Prism® (տարբերակ 8.0, GraphPad Software) Inc., ԱՄՆ) 84, 91:
Սույն ուսումնասիրությունը բացահայտում է Enterobacter cloacae SJ2-ի կողմից արտադրված մանրէաբանական կենսասուրֆակտանտների ներուժը որպես մոծակների թրթուրային և հակատերմինիտային նյութեր, և այս աշխատանքը կնպաստի թրթուրային և հակատերմինիտային գործողության մեխանիզմների ավելի լավ ըմբռնմանը: Բիոսուրֆակտանտներով մշակված թրթուրների հյուսվածաբանական ուսումնասիրությունները ցույց են տվել մարսողական տրակտի, միջանկյալ աղիքների, ուղեղի կեղևի և աղիքային էպիթելի բջիջների հիպերպլազիա: Արդյունքներ. Enterobacter cloacae SJ2-ի կողմից արտադրված ռամնոլիպիդային կենսասուրֆակտանտի հակատերմինիտային և թրթուրային ակտիվության տոքսիկոլոգիական գնահատումը ցույց տվեց, որ այս մեկուսացումը պոտենցիալ բիոպեստիցիդ է մոծակների (Cx quinquefasciatus) և տերմիտների (O.obesus) վեկտորային հիվանդությունների վերահսկման համար: Անհրաժեշտություն կա հասկանալու կենսասուրֆակտանտների հիմքում ընկած շրջակա միջավայրի թունավորությունը և դրանց հնարավոր բնապահպանական ազդեցությունները: Այս ուսումնասիրությունը գիտական հիմք է տալիս կենսասուրֆակտանտների բնապահպանական ռիսկը գնահատելու համար:
Հրապարակման ժամանակը` 09-09-2024