استفاده گسترده از آفت کش های مصنوعی منجر به مشکلات بسیاری از جمله ظهور موجودات مقاوم، تخریب محیط زیست و آسیب به سلامت انسان شده است.بنابراین، میکروبی جدیدآفت کش هاکه برای سلامتی انسان و محیط زیست بی خطر هستند، نیاز مبرمی دارند.در این مطالعه از بیوسورفکتانت رامنولیپید تولید شده توسط Enterobacter cloacae SJ2 برای ارزیابی سمیت لارو پشه (Culex quinquefasciatus) و موریانه (Odontotermes obesus) استفاده شد.نتایج نشان داد که بین تیمارها میزان مرگ و میر وابسته به دوز وجود دارد.مقدار LC50 (50% غلظت کشنده) در 48 ساعت برای بیوسورفکتانت لارو موریانه و پشه با استفاده از روش برازش منحنی رگرسیون غیرخطی تعیین شد.نتایج نشان داد که مقادیر LC50 48 ساعته (فاصله اطمینان 95 درصد) فعالیت لاروکشی و ضد موریانه بیوسورفکتانت به ترتیب 26.49 میلی گرم در لیتر (محدوده 25.40 تا 27.57) و 33.43 میلی گرم در لیتر (محدوده 31.09 تا 35) بود.با توجه به بررسی هیستوپاتولوژیک، تیمار با بیوسورفکتانت ها باعث آسیب شدید به بافت اندامک لارو و موریانه شد.نتایج این مطالعه نشان می دهد که بیوسورفکتانت میکروبی تولید شده توسط Enterobacter cloacae SJ2 یک ابزار عالی و بالقوه موثر برای کنترل Cx است.quinquefasciatus و O. obesus.
کشورهای گرمسیری تعداد زیادی از بیماری های منتقله از طریق پشه را تجربه می کنند.ارتباط بیماری های منتقله از طریق پشه گسترده است.سالانه بیش از 400000 نفر در اثر مالاریا جان خود را از دست می دهند و برخی از شهرهای بزرگ با اپیدمی بیماری های جدی مانند دنگی، تب زرد، چیکونگونیا و زیکا مواجه هستند. موارد قابل توجه 3،4.Culex، Anopheles و Aedes سه جنس پشه هستند که بیشتر با انتقال بیماری مرتبط هستند.شیوع تب دنگی، عفونتی که توسط پشه Aedes aegypti منتقل می‌شود، در دهه گذشته افزایش یافته است و تهدیدی برای سلامت عمومی محسوب می‌شود.بر اساس گزارش سازمان بهداشت جهانی (WHO)، بیش از 40 درصد از جمعیت جهان در معرض خطر ابتلا به تب دنگی قرار دارند و سالانه 50 تا 100 میلیون مورد جدید در بیش از 100 کشور رخ می دهد.تب دنگی به یک مشکل عمده بهداشت عمومی تبدیل شده است زیرا بروز آن در سراسر جهان افزایش یافته است 12،13،14.آنوفل گامبیا که معمولاً به عنوان پشه آنوفل آفریقایی شناخته می شود، مهم ترین ناقل مالاریا در مناطق گرمسیری و نیمه گرمسیری است.ویروس نیل غربی، آنسفالیت سنت لوئیس، آنسفالیت ژاپنی و عفونت‌های ویروسی اسب‌ها و پرندگان توسط پشه‌های کولکس که اغلب پشه‌های معمولی خانگی نامیده می‌شوند، منتقل می‌شوند.علاوه بر این، ناقل بیماری های باکتریایی و انگلی نیز هستند.بیش از 3000 گونه موریانه در جهان وجود دارد و بیش از 150 میلیون سال است که وجود دارند.بیشتر آفات در خاک زندگی می کنند و از چوب و محصولات چوبی حاوی سلولز تغذیه می کنند.موریانه هندی Odontotermes obesus یک آفت مهم است که به محصولات مهم و درختان مزرعه آسیب جدی وارد می کند.در مناطق کشاورزی، هجوم موریانه ها در مراحل مختلف می تواند خسارات اقتصادی هنگفتی به محصولات مختلف، گونه های درختی و مصالح ساختمانی وارد کند.موریانه ها همچنین می توانند باعث مشکلات سلامتی انسان شوند.
موضوع مقاومت در برابر میکروارگانیسم ها و آفات در زمینه های دارویی و کشاورزی امروزی پیچیده است20،21.بنابراین، هر دو شرکت باید به دنبال ضد میکروبی های مقرون به صرفه و آفت کش های زیستی ایمن باشند.آفت کش های مصنوعی در حال حاضر در دسترس هستند و نشان داده شده است که عفونی هستند و حشرات مفید غیر هدف را دفع می کنند.در سال های اخیر تحقیقات روی بیوسورفکتانت ها به دلیل کاربرد آنها در صنایع مختلف گسترش یافته است.بیوسورفکتانت ها در کشاورزی، اصلاح خاک، استخراج نفت، حذف باکتری ها و حشرات، و فرآوری مواد غذایی بسیار مفید و حیاتی هستند.بیوسورفکتانت ها یا سورفکتانت های میکروبی مواد شیمیایی بیوسورفکتانت هستند که توسط میکروارگانیسم هایی مانند باکتری ها، مخمرها و قارچ ها در زیستگاه های ساحلی و مناطق آلوده به نفت تولید می شوند.سورفکتانت های شیمیایی و بیوسورفکتانت ها دو نوع هستند که مستقیماً از محیط طبیعی به دست می آیند.بیوسورفکتانت های مختلفی از زیستگاه های دریایی به دست می آیند28،29.بنابراین، دانشمندان به دنبال فناوری‌های جدید برای تولید بیوسورفکتانت‌ها بر اساس باکتری‌های طبیعی هستند30،31.پیشرفت در چنین تحقیقاتی اهمیت این ترکیبات بیولوژیکی را برای حفاظت از محیط زیست نشان می دهد.Bacillus، Pseudomonas، Rhodococcus، Alcaligenes، Corynebacterium و این جنس های باکتریایی نمایندگانی هستند که به خوبی مورد مطالعه قرار گرفته اند23،33.
انواع بسیاری از بیوسورفکتانت ها با طیف وسیعی از کاربردها وجود دارد34.مزیت قابل توجه این ترکیبات این است که برخی از آنها دارای فعالیت ضد باکتریایی، لاروکشی و حشره کش هستند.این بدان معناست که می توان از آنها در صنایع کشاورزی، شیمیایی، دارویی و آرایشی استفاده کرد 35،36،37،38.از آنجایی که بیوسورفکتانت ها عموماً زیست تخریب پذیر و برای محیط زیست مفید هستند، در برنامه های مدیریت یکپارچه آفات برای حفاظت از محصولات استفاده می شوند.بنابراین، دانش پایه در مورد فعالیت لاروکشی و ضد موریانه بیوسورفکتانت های میکروبی تولید شده توسط Enterobacter cloacae SJ2 به دست آمده است.ما مرگ و میر و تغییرات بافت شناسی را هنگامی که در معرض غلظت های مختلف بیوسورفکتانت های رامنولیپید قرار گرفتیم بررسی کردیم.علاوه بر این، ما برنامه کامپیوتری ساختار-فعالیت کمی (QSAR) را برای تعیین سمیت حاد برای ریزجلبک ها، دافنیا و ماهی ارزیابی کردیم.
در این مطالعه، فعالیت ضد موریانه (سمیت) بیوسورفکتانت های خالص شده در غلظت های مختلف از 30 تا 50 میلی گرم بر میلی لیتر (در فواصل زمانی 5 میلی گرم در میلی لیتر) بر روی موریانه های هندی، O. obesus و گونه چهارم )Evaluate مورد آزمایش قرار گرفت.لارو سن Cx.لارو پشه های quinquefasciatus.غلظت بیوسورفکتانت LC50 طی 48 ساعت در برابر O. obesus و Cx.C. solanacearum.لاروهای پشه با استفاده از روش برازش منحنی رگرسیون غیرخطی شناسایی شدند.نتایج نشان داد که با افزایش غلظت بیوسورفکتانت، مرگ و میر موریانه افزایش یافت.نتایج نشان داد که بیوسورفکتانت دارای فعالیت لاروکشی (شکل 1) و فعالیت ضد موریانه (شکل 2) با مقادیر LC50 48 ساعته (95% CI) 26.49 میلی گرم در لیتر (25.40 تا 27.57) و 33.43 میلی گرم در لیتر است. l (شکل 31.09 تا 35.68)، به ترتیب (جدول 1).از نظر سمیت حاد (48 ساعت)، بیوسورفکتانت به عنوان "مضر" برای ارگانیسم های آزمایش شده طبقه بندی می شود.بیوسورفکتانت تولید شده در این مطالعه دارای فعالیت لاروکشی عالی با مرگ و میر 100 درصدی طی 24 تا 48 ساعت پس از مواجهه بود.
مقدار LC50 را برای فعالیت لاروکشی محاسبه کنید.برازش منحنی رگرسیون غیرخطی (خط توپر) و فاصله اطمینان 95% (منطقه سایه دار) برای مرگ و میر نسبی (%).
مقدار LC50 را برای فعالیت ضد موریانه محاسبه کنید.برازش منحنی رگرسیون غیرخطی (خط توپر) و فاصله اطمینان 95% (منطقه سایه دار) برای مرگ و میر نسبی (%).
در پایان آزمایش، تغییرات مورفولوژیکی و ناهنجاری ها در زیر میکروسکوپ مشاهده شد.تغییرات مورفولوژیکی در گروه شاهد و تیمار با بزرگنمایی 40 برابر مشاهده شد.همانطور که در شکل 3 نشان داده شده است، اختلال رشد در اکثر لاروهای تیمار شده با بیوسورفکتانت ها رخ داده است.شکل 3a یک Cx معمولی را نشان می دهد.quinquefasciatus، شکل 3b یک Cx غیرعادی را نشان می دهد.باعث ایجاد پنج لارو نماتد می شود.
تأثیر دوزهای کشنده (LC50) بیوسورفکتانت ها بر رشد لاروهای Culex quinquefasciatus.تصویر میکروسکوپ نوری (a) از Cx معمولی با بزرگنمایی 40×.quinquefasciatus (ب) Cx غیر طبیعی.باعث ایجاد پنج لارو نماتد می شود.
در مطالعه حاضر، بررسی بافت شناسی لاروهای تیمار شده (شکل 4) و موریانه ها (شکل 5) چندین ناهنجاری از جمله کاهش ناحیه شکم و آسیب به عضلات، لایه های اپیتلیال و پوست را نشان داد.روده میانیبافت شناسی مکانیسم فعالیت مهاری بیوسورفکتانت مورد استفاده در این مطالعه را نشان داد.
هیستوپاتولوژی لاروهای طبیعی سن 4 Cx درمان نشدهلارو quinquefasciatus (شاهد: (a,b)) و تحت تیمار با بیوسورفکتانت (درمان: (c,d)).فلش ها اپیتلیوم روده درمان شده (epi)، هسته (n) و ماهیچه (mu) را نشان می دهند.نوار = 50 میکرومتر
هیستوپاتولوژی O. obesus درمان نشده طبیعی (شاهد: (a,b)) و بیوسورفکتانت درمان شده (درمان: (c,d)).فلش ها به ترتیب اپیتلیوم روده (epi) و ماهیچه (mu) را نشان می دهند.نوار = 50 میکرومتر
در این مطالعه از ECOSAR برای پیش‌بینی سمیت حاد محصولات بیوسورفکتانت رامنولیپید برای تولیدکنندگان اولیه (جلبک‌های سبز)، مصرف‌کنندگان اولیه (کک‌های آب) و مصرف‌کنندگان ثانویه (ماهی) استفاده شد.این برنامه از مدل‌های ترکیبی ساختار-فعالیت کمی پیچیده برای ارزیابی سمیت بر اساس ساختار مولکولی استفاده می‌کند.این مدل از نرم افزار ساختار-فعالیت (SAR) برای محاسبه سمیت حاد و طولانی مدت مواد برای گونه های آبزی استفاده می کند.به طور خاص، جدول 2 میانگین غلظت کشنده تخمینی (LC50) و میانگین غلظت موثر (EC50) را برای چندین گونه خلاصه می کند.سمیت مشکوک با استفاده از سیستم جهانی هماهنگ طبقه بندی و برچسب گذاری مواد شیمیایی (جدول 3) به چهار سطح طبقه بندی شد.
کنترل بیماری های منتقله از طریق ناقل، به ویژه گونه های پشه و پشه Aedes.مصری ها، اکنون کار دشوار 40،41،42،43،44،45،46.اگرچه برخی از آفت کش های شیمیایی موجود، مانند پیرتروئیدها و ارگانوفسفره ها، تا حدودی مفید هستند، اما خطرات قابل توجهی برای سلامت انسان از جمله دیابت، اختلالات تولید مثل، اختلالات عصبی، سرطان و بیماری های تنفسی به همراه دارند.علاوه بر این، با گذشت زمان، این حشرات می توانند در برابر آنها مقاوم شوند 13،43،48.بنابراین، اقدامات کنترل بیولوژیکی موثر و سازگار با محیط زیست به یک روش محبوب تر برای کنترل پشه تبدیل خواهد شد.Benelli51 پیشنهاد کرد که کنترل زودهنگام ناقلان پشه در مناطق شهری موثرتر است، اما آنها استفاده از لاروکش ها را در مناطق روستایی توصیه نکردند.تام و همکاران 53 همچنین پیشنهاد کردند که کنترل پشه ها در مراحل نابالغ آنها یک استراتژی ایمن و ساده خواهد بود زیرا آنها نسبت به عوامل کنترل حساس تر هستند 54 .
تولید بیوسورفکتانت توسط یک سویه قوی (Enterobacter cloacae SJ2) کارایی ثابت و امیدوارکننده ای را نشان داد.مطالعه قبلی ما گزارش داد که Enterobacter cloacae SJ2 تولید بیوسورفکتانت را با استفاده از پارامترهای فیزیکوشیمیایی بهینه می‌کند.طبق مطالعه آنها، شرایط بهینه برای تولید بیوسورفکتانت توسط ایزوله بالقوه E. cloacae انکوباسیون به مدت 36 ساعت، هم زدن در 150 دور در دقیقه، pH 7.5، 37 درجه سانتی گراد، شوری 1 ppt، 2٪ گلوکز به عنوان منبع کربن، 1٪ مخمر بود. .عصاره به عنوان منبع نیتروژن برای بدست آوردن 2.61 گرم در لیتر بیوسورفکتانت استفاده شد.علاوه بر این، بیوسورفکتانت ها با استفاده از TLC، FTIR و MALDI-TOF-MS مشخص شدند.این تایید کرد که رامنولیپید یک بیوسورفکتانت است.بیوسورفکتانت‌های گلیکولیپیدی، فشرده‌ترین دسته از انواع دیگر بیوسورفکتانت‌ها هستند.آنها از بخش های کربوهیدرات و چربی، عمدتا زنجیره اسیدهای چرب تشکیل شده اند.در بین گلیکولیپیدها، نمایندگان اصلی رامنولیپید و سوفورولیپید56 هستند.رامنولیپیدها حاوی دو بخش رامنوز هستند که به اسید مونو یا دی بتا هیدروکسی دکانوئیک پیوند دارند.استفاده از رامنوليپيدها در صنايع پزشكي و دارويي به خوبي تثبيت شده است 58 , علاوه بر استفاده اخير آنها به عنوان آفت كش 59 .
برهمکنش بیوسورفکتانت با ناحیه آبگریز سیفون تنفسی به آب اجازه می دهد تا از حفره روزنه آن عبور کند و در نتیجه تماس لاروها با محیط آبی افزایش یابد.وجود بیوسورفکتانت ها روی نای که طول آن نزدیک به سطح است نیز تأثیر می گذارد و همین امر باعث می شود لاروها راحت تر به سطح خزیده و نفس بکشند.در نتیجه کشش سطحی آب کاهش می یابد.از آنجایی که لاروها نمی توانند به سطح آب بچسبند، به ته مخزن می افتند و فشار هیدرواستاتیک را مختل می کنند و در نتیجه انرژی بیش از حد مصرف می شود و با غرق شدن می میرند38,60.نتایج مشابهی توسط Ghribi61 به دست آمد، جایی که یک بیوسورفکتانت تولید شده توسط Bacillus subtilis فعالیت لاروکشی را علیه Ephestia kuehniella نشان داد.به طور مشابه، فعالیت لاروکشی Cx.Das و Mukherjee23 همچنین اثر لیپوپپتیدهای حلقوی را بر روی لاروهای quinquefasciatus ارزیابی کردند.
نتایج این مطالعه مربوط به فعالیت لاروکشی بیوسورفکتانت های رامنولیپیدی علیه Cx می باشد.کشتن پشه های quinquefasciatus با نتایج منتشر شده قبلی مطابقت دارد.به عنوان مثال، بیوسورفکتانت های مبتنی بر سورفاکتین تولید شده توسط باکتری های مختلف از جنس Bacillus استفاده می شود.و Pseudomonas spp.برخی از گزارش‌های اولیه ۶۴،۶۵،۶۶ فعالیت لاروکشی بیوسورفکتانت‌های لیپوپپتیدی از باسیلوس سوبتیلیس را گزارش کردند.دیپالی و همکاران63 دریافتند که بیوسورفکتانت رامنولیپید جدا شده از Stenotropomonas maltophilia دارای فعالیت لاروکشی قوی در غلظت 10 میلی گرم در لیتر است.سیلوا و همکاران67 فعالیت لاروکشی بیوسورفکتانت رامنولیپید را در برابر Ae در غلظت 1 گرم در لیتر گزارش کردند.Aedes Aegypti.کانک دنده و همکاران68 گزارش کردند که بیوسورفکتانت لیپوپپتیدی تولید شده توسط Bacillus subtilis باعث مرگ و میر کلی در لاروهای Culex و موریانه های دارای بخش چربی دوست اکالیپتوس می شود.به طور مشابه، Masendra و همکاران.69 مورچه کارگر (Cryptotermes cynocephalus Light.) مرگ و میر 61.7٪ را در بخش چربی دوست n-هگزان و EtOAc عصاره خام E. گزارش کردند.
Parthipan و همکاران 70 استفاده حشره‌کشی از بیوسورفکتانت‌های لیپوپپتیدی تولید شده توسط Bacillus subtilis A1 و Pseudomonas stutzeri NA3 را علیه Anopheles Stephensi، یک ناقل انگل مالاریا Plasmodium گزارش کردند.آنها مشاهده کردند که لاروها و شفیره‌ها طولانی‌تر زنده می‌مانند، دوره تخم‌گذاری کوتاه‌تری داشتند، عقیم بودند و در صورت درمان با غلظت‌های مختلف بیوسورفکتانت‌ها، طول عمر کوتاه‌تری داشتند.مقادیر LC50 مشاهده شده بیوسورفکتانت A1 B. subtilis به ترتیب 3.58، 4.92، 5.37، 7.10 و 7.99 میلی گرم در لیتر برای حالت های مختلف لاروی (یعنی لارو I، II، III، IV و شفیره مرحله) بود.در مقایسه، بیوسورفکتانت برای مراحل لارو I-IV و مراحل شفیرگی سودوموناس stutzeri NA3 به ترتیب 2.61، 3.68، 4.48، 5.55 و 6.99 میلی گرم در لیتر بود.تصور می‌شود که فنولوژی تاخیری لاروها و شفیره‌های زنده‌مانده نتیجه اختلالات فیزیولوژیکی و متابولیک قابل‌توجهی است که توسط تیمارهای حشره‌کش ایجاد می‌شود.
سویه Wickerhamomyces anomalus CCMA 0358 یک بیوسورفکتانت با 100% فعالیت لاروکشی علیه پشه های Aedes تولید می کند.aegypti فاصله 24 ساعته 38 بالاتر از گزارش سیلوا و همکاران بود.نشان داده شده است که یک بیوسورفکتانت تولید شده از سودوموناس آئروژینوزا با استفاده از روغن آفتابگردان به عنوان منبع کربن، 100 درصد لاروها را در عرض 48 ساعت از بین می برد.Abinaya و همکاران 72 و پرادان و همکاران 73 نیز اثرات لاروکشی یا حشره کش سورفکتانت های تولید شده توسط چندین ایزوله از جنس Bacillus را نشان دادند.مطالعه قبلی منتشر شده توسط سنتیل-ناتان و همکاران.دریافتند که 100 درصد لاروهای پشه‌هایی که در معرض تالاب‌های گیاهی قرار می‌گیرند احتمالاً می‌میرند.74.
ارزیابی اثرات کشنده حشره‌کش‌ها بر روی بیولوژی حشرات برای برنامه‌های مدیریت یکپارچه آفات حیاتی است، زیرا دوز/غلظت‌های کشنده حشرات را نمی‌کشند، اما ممکن است با ایجاد اختلال در ویژگی‌های بیولوژیکی، جمعیت حشرات را در نسل‌های آینده کاهش دهند.Siqueira و همکاران 75 فعالیت لاروکشی کامل (100% مرگ و میر) بیوسورفکتانت رامنولیپید (300 میلی گرم در میلی لیتر) را هنگام آزمایش در غلظت های مختلف از 50 تا 300 میلی گرم در میلی لیتر مشاهده کردند.مرحله لاروی سویه های Aedes aegypti.آنها اثرات زمان تا مرگ و غلظت های کشنده را بر بقای لارو و فعالیت شنا تجزیه و تحلیل کردند.علاوه بر این، آنها کاهش سرعت شنا را پس از 24 تا 48 ساعت قرار گرفتن در معرض غلظت‌های کشنده بیوسورفکتانت (مثلاً 50 میلی‌گرم بر میلی‌لیتر و 100 میلی‌گرم بر میلی‌لیتر) مشاهده کردند.تصور می‌شود سمومی که نقش‌های مرگبار امیدوارکننده‌ای دارند در ایجاد آسیب‌های متعدد به آفات در معرض مؤثرتر باشند.
مشاهدات بافت شناسی نتایج ما نشان می دهد که بیوسورفکتانت های تولید شده توسط Enterobacter cloacae SJ2 به طور قابل توجهی بافت لارو پشه (Cx. quinquefasciatus) و موریانه (O. obesus) را تغییر می دهند.ناهنجاری های مشابهی در اثر آماده سازی روغن ریحان در An ایجاد شد.gambiaes.s و An.arabica توسط Ochola77 توصیف شد.کاماراج و همکاران 78 نیز همین ناهنجاری های مورفولوژیکی را در An.لاروهای استفانی در معرض نانوذرات طلا قرار گرفتند.Vasantha-Srinivasan و همکاران 79 نیز گزارش دادند که اسانس کیف پول چوپان به شدت به محفظه و لایه های اپیتلیال Aedes albopictus آسیب رسانده است.Aedes Aegypti.Raghavendran و همکاران گزارش کردند که لارو پشه با 500 میلی گرم در میلی لیتر عصاره میسلیوم قارچ محلی پنی سیلیوم تیمار شد.Ae آسیب بافت شناسی شدیدی را نشان می دهد.aegypti و Cx.میزان مرگ و میر 80. پیش از این، Abinaya و همکاران.لاروهای سن چهارم An مورد مطالعه قرار گرفتند.استفنسی و ای.aegypti تغییرات بافت شناسی متعددی را در Aedes aegypti تحت درمان با اگزوپلی ساکاریدهای B. licheniformis، از جمله سکوم معده، آتروفی عضلانی، آسیب و بهم ریختگی گانگلیون طناب عصبی پیدا کرد.طبق گفته Raghavendran و همکاران، پس از درمان با عصاره میسلیوم P. daleae، سلول های روده میانی پشه های آزمایش شده (لاروهای سن 4) تورم لومن روده، کاهش محتویات بین سلولی و انحطاط هسته ای را نشان دادند81.همین تغییرات بافتی در لارو پشه تیمار شده با عصاره برگ اکیناسه مشاهده شد که نشان دهنده پتانسیل حشره کشی ترکیبات تیمار شده است.
استفاده از نرم افزار ECOSAR به رسمیت شناخته شده است82.تحقیقات کنونی نشان می‌دهد که سمیت حاد بیوسورفکتانت‌های ECOSAR برای ریزجلبک‌ها (C. vulgaris)، ماهی‌ها و کک‌های آب (D. magna) در دسته «سمیت» تعریف‌شده توسط سازمان ملل قرار می‌گیرد.مدل سمیت زیست محیطی ECOSAR از SAR و QSAR برای پیش‌بینی سمیت حاد و بلندمدت مواد استفاده می‌کند و اغلب برای پیش‌بینی سمیت آلاینده‌های آلی استفاده می‌شود.
پارافورمالدئید، بافر فسفات سدیم (pH 7.4) و سایر مواد شیمیایی مورد استفاده در این مطالعه از آزمایشگاه های HiMedia، هند خریداری شدند.
تولید بیوسورفکتانت در فلاسک های ارلن 500 میلی لیتری حاوی 200 میلی لیتر محیط استریل بوشنل هاس همراه با 1 درصد نفت خام به عنوان تنها منبع کربن انجام شد.یک پیش کشت از انتروباکتر کلوآکا SJ2 (1.4 × 104 CFU/ml) تلقیح شد و بر روی یک شیکر مداری در دمای 37 درجه سانتی گراد، 200 دور در دقیقه به مدت 7 روز کشت داده شد.پس از دوره انکوباسیون، بیوسورفکتانت با سانتریفیوژ کردن محیط کشت در 3400×g به مدت 20 دقیقه در دمای 4 درجه سانتی گراد استخراج شد و از مایع رویی به‌دست آمده برای غربالگری استفاده شد.روش‌های بهینه‌سازی و خصوصیات بیوسورفکتانت‌ها از مطالعه قبلی ما اتخاذ شد.
لارو Culex quinquefasciatus از مرکز مطالعات پیشرفته در زیست شناسی دریایی (CAS)، پالانچیپتای، تامیل نادو (هند) به دست آمد.لاروها در ظروف پلاستیکی پر از آب دیونیزه در دمای 2 ± 27 درجه سانتیگراد و دوره نوری 12:12 (روشن: تاریکی) پرورش داده شدند.لارو پشه با محلول گلوکز 10 درصد تغذیه شد.
لاروهای Culex quinquefasciatus در سپتیک تانک های باز و محافظت نشده یافت شده اند.از دستورالعمل های طبقه بندی استاندارد برای شناسایی و کشت لارو در آزمایشگاه استفاده کنید85.آزمایشات لاروکشی مطابق با توصیه های سازمان بهداشت جهانی انجام شد 86 .SH.لاروهای سن چهارم کوینکوفاسیاتوس در لوله های بسته در گروه های 25 میلی لیتری و 50 میلی لیتری با فاصله هوایی دو سوم ظرفیت جمع آوری شدند.بیوسورفکتانت (0 تا 50 میلی گرم در میلی لیتر) به هر لوله به صورت جداگانه اضافه شد و در دمای 25 درجه سانتی گراد نگهداری شد.لوله کنترل فقط از آب مقطر (50 میلی لیتر) استفاده می کرد.لاروهای مرده به عنوان لاروهایی در نظر گرفته شدند که در طول دوره جوجه کشی (12 تا 48 ساعت) هیچ نشانه ای از شنا نشان ندادند 87 .درصد تلفات لارو را با استفاده از معادله محاسبه کنید.(1) 88.
خانواده Odontotermitidae شامل موریانه هندی Odontotermes obesus است که در کنده های پوسیده در پردیس کشاورزی (دانشگاه Annamalai، هند) یافت می شود.این بیوسورفکتانت (0-50 میلی گرم در میلی لیتر) را با استفاده از روش های معمولی آزمایش کنید تا مضر بودن آن را تعیین کنید.پس از خشک شدن در جریان هوای آرام به مدت 30 دقیقه، هر نوار کاغذ واتمن با بیوسورفکتانت در غلظت های 30، 40 یا 50 میلی گرم بر میلی لیتر پوشانده شد.نوارهای کاغذی از قبل پوشش داده شده و بدون پوشش در مرکز یک ظرف پتری آزمایش و مقایسه شدند.هر ظرف پتری حاوی حدود سی موریانه فعال O. obesus است.به موریانه های کنترل و آزمایش کاغذ مرطوب به عنوان منبع غذایی داده شد.تمام صفحات در طول دوره جوجه کشی در دمای اتاق نگهداری شدند.موریانه ها پس از 12، 24، 36 و 48 ساعت مردند89،90.سپس از معادله 1 برای تخمین درصد مرگ و میر موریانه ها در غلظت های مختلف بیوسورفکتانت استفاده شد.(2).
نمونه ها روی یخ نگهداری شدند و در میکروتیوب های حاوی 100 میلی لیتر بافر فسفات سدیم 0.1 مولار (PH 7.4) بسته بندی شدند و به آزمایشگاه مرکزی آسیب شناسی آبزی پروری (CAPL) مرکز راجیو گاندی برای آبزی پروری (RGCA) فرستاده شدند.آزمایشگاه بافت شناسی، سیرکالی، Mayiladuthurai.منطقه، تامیل نادو، هند برای تجزیه و تحلیل بیشتر.نمونه ها بلافاصله در پارافرمالدئید 4 درصد در دمای 37 درجه سانتی گراد به مدت 48 ساعت تثبیت شدند.
پس از مرحله تثبیت، مواد سه بار با بافر فسفات سدیم 0.1 مولار (pH 7.4) شسته شد، به تدریج در اتانول آبگیری شد و به مدت 7 روز در رزین LEICA خیسانده شد.سپس این ماده را در یک قالب پلاستیکی پر از رزین و پلیمریزر قرار می دهند و سپس در فری که با دمای 37 درجه سانتی گراد گرم شده قرار می دهند تا بلوک حاوی ماده کاملاً پلیمریزه شود.
پس از پلیمریزاسیون، بلوک ها با استفاده از میکروتوم LEICA RM2235 (Rankin Biomedical Corporation 10,399 Enterprise Dr. Davisburg, MI 48,350, USA) به ضخامت 3 میلی متر برش داده شدند.بخش ها در اسلایدها با شش بخش در هر اسلاید گروه بندی می شوند.لام ها در دمای اتاق خشک شدند، سپس به مدت 7 دقیقه با هماتوکسیلین رنگ آمیزی شدند و به مدت 4 دقیقه با آب جاری شسته شدند.علاوه بر این محلول ائوزین را به مدت 5 دقیقه روی پوست بمالید و به مدت 5 دقیقه با آب جاری بشویید.
سمیت حاد با استفاده از موجودات آبزی از سطوح مختلف استوایی پیش‌بینی شد: ماهی 96 ساعته LC50، 48 ساعته D. magna LC50 و جلبک سبز 96 ساعته EC50.سمیت بیوسورفکتانت های رامنولیپید برای ماهی و جلبک های سبز با استفاده از نرم افزار ECOSAR نسخه 2.2 برای ویندوز توسعه یافته توسط آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده ارزیابی شد.(به صورت آنلاین در https://www.epa.gov/tsca-screening-tools/ecological-struct-activity-relationships-ecosar-predictive-model موجود است).
تمام آزمایشات برای فعالیت لاروکشی و ضد موریانه در سه تکرار انجام شد.رگرسیون غیرخطی (log متغیرهای پاسخ دوز) داده‌های مرگ و میر لارو و موریانه برای محاسبه میانگین غلظت کشنده (LC50) با فاصله اطمینان 95% انجام شد و منحنی‌های پاسخ غلظت با استفاده از Prism® (نسخه 8.0، GraphPad Software) Inc. ایالات متحده آمریکا) 84، 91.
مطالعه حاضر پتانسیل بیوسورفکتانت های میکروبی تولید شده توسط Enterobacter cloacae SJ2 را به عنوان عوامل لارو کش و ضد موریانه پشه نشان می دهد و این کار به درک بهتر مکانیسم های عمل لاروکشی و ضد موریانه کمک می کند.مطالعات بافت شناسی لاروهای تیمار شده با بیوسورفکتانت ها آسیب به دستگاه گوارش، روده میانی، قشر مغز و هیپرپلازی سلول های اپیتلیال روده را نشان داد.نتایج: ارزیابی سم شناسی فعالیت ضد موریانه و لاروکشی بیوسورفکتانت رامنولیپید تولید شده توسط Enterobacter cloacae SJ2 نشان داد که این ایزوله یک آفت کش بالقوه برای کنترل بیماری های منتقله از طریق ناقل پشه ها (Cx quinquefasciatus) و موریانه ها (O.obes) است.نیاز به درک سمیت زیست محیطی زمینه ای بیوسورفکتانت ها و اثرات بالقوه زیست محیطی آنها وجود دارد.این مطالعه یک مبنای علمی برای ارزیابی خطر زیست محیطی بیوسورفکتانت ها فراهم می کند.
زمان ارسال: آوریل-09-2024