Salamat sa pagbisita sa Nature.com. Ang bersyon ng browser na iyong ginagamit ay may limitadong suporta sa CSS. Para sa pinakamahusay na resulta, inirerekomenda namin na gumamit ka ng mas bagong bersyon ng iyong browser (o huwag paganahin ang Compatibility Mode sa Internet Explorer). Samantala, upang matiyak ang patuloy na suporta, ipinapakita namin ang site nang walang styling o JavaScript.
Ang mga kombinasyon ng mga insecticidal compound na galing sa halaman ay maaaring magpakita ng synergistic o antagonistic na interaksyon laban sa mga peste. Dahil sa mabilis na pagkalat ng mga sakit na dala ng mga lamok na Aedes at ang pagtaas ng resistensya ng populasyon ng lamok na Aedes sa mga tradisyonal na insecticide, dalawampu't walong kombinasyon ng mga terpene compound batay sa mga mahahalagang langis ng halaman ang binuo at sinubukan laban sa mga larval at adultong yugto ng Aedes aegypti. Limang mahahalagang langis ng halaman (EO) ang unang sinuri para sa kanilang larvicidal at adult-use efficacy, at dalawang pangunahing compound ang natukoy sa bawat EO batay sa mga resulta ng GC-MS. Ang mga pangunahing natukoy na compound ay binili, katulad ng diallyl disulfide, diallyl trisulfide, carvone, limonene, eugenol, methyl eugenol, eucalyptol, eudesmol at mosquito alpha-pinene. Ang mga binary na kumbinasyon ng mga compound na ito ay inihanda gamit ang mga sublethal na dosis at ang kanilang mga synergistic at antagonistic na epekto ay sinubukan at natukoy. Ang pinakamahusay na komposisyong larvicidal ay nakukuha sa pamamagitan ng paghahalo ng limonene at diallyl disulfide, at ang pinakamahusay na komposisyong adulticidal ay nakukuha sa pamamagitan ng paghahalo ng carvone at limonene. Ang komersyal na ginagamit na sintetikong larvicide na Temphos at ang gamot para sa matatanda na Malathion ay sinubukan nang hiwalay at sa binary na kombinasyon na may terpenoids. Ipinakita ng mga resulta na ang kombinasyon ng temephos at diallyl disulfide at malathion at eudesmol ang pinakamabisang kombinasyon. Ang mga mabisang kombinasyong ito ay may potensyal na gamitin laban sa Aedes aegypti.
Ang mga plant essential oils (EOs) ay mga secondary metabolite na naglalaman ng iba't ibang bioactive compound at nagiging lalong mahalaga bilang alternatibo sa mga sintetikong pestisidyo. Hindi lamang sila environment-friendly at madaling gamitin, kundi pinaghalong iba't ibang bioactive compound din ang mga ito, na nagbabawas din sa posibilidad na magkaroon ng drug resistance1. Gamit ang teknolohiyang GC-MS, sinuri ng mga mananaliksik ang mga sangkap ng iba't ibang plant essential oils at natukoy ang mahigit 3,000 compound mula sa 17,500 aromatic plant2, na karamihan ay sinubukan para sa mga insecticidal properties at naiulat na may mga insecticidal effect3,4. Itinatampok ng ilang pag-aaral na ang toxicity ng pangunahing bahagi ng compound ay kapareho o mas malaki kaysa sa crude ethylene oxide nito. Ngunit ang paggamit ng mga indibidwal na compound ay maaaring mag-iwan muli ng puwang para sa pagbuo ng resistance, tulad ng sa mga kemikal na insecticide5,6. Samakatuwid, ang kasalukuyang pokus ay sa paghahanda ng mga pinaghalong ethylene oxide-based compound upang mapabuti ang insecticidal effectiveness at mabawasan ang posibilidad ng resistance sa mga target na populasyon ng peste. Ang mga indibidwal na aktibong compound na nasa mga EO ay maaaring magpakita ng mga synergistic o antagonistic na epekto sa mga kumbinasyon na sumasalamin sa pangkalahatang aktibidad ng EO, isang katotohanan na mahusay na binigyang-diin sa mga pag-aaral na isinagawa ng mga nakaraang mananaliksik7,8. Kasama rin sa programa ng pagkontrol ng vector ang EO at ang mga bahagi nito. Ang aktibidad na nagdudulot ng lamok ng mga mahahalagang langis ay malawakang pinag-aralan sa mga lamok na Culex at Anopheles. Ilang pag-aaral ang nagtangkang bumuo ng mga epektibong pestisidyo sa pamamagitan ng pagsasama-sama ng iba't ibang halaman na may mga komersyal na ginagamit na sintetikong pestisidyo upang mapataas ang pangkalahatang toxicity at mabawasan ang mga side effect9. Ngunit ang mga pag-aaral ng mga naturang compound laban sa Aedes aegypti ay nananatiling bihira. Ang mga pagsulong sa agham medikal at ang pagbuo ng mga gamot at bakuna ay nakatulong sa paglaban sa ilang mga sakit na dala ng vector. Ngunit ang pagkakaroon ng iba't ibang serotype ng virus, na naililipat ng lamok na Aedes aegypti, ay humantong sa pagkabigo ng mga programa ng pagbabakuna. Samakatuwid, kapag nangyari ang mga naturang sakit, ang mga programa ng pagkontrol ng vector ang tanging opsyon upang maiwasan ang pagkalat ng sakit. Sa kasalukuyang senaryo, napakahalaga ng pagkontrol sa Aedes aegypti dahil ito ay isang pangunahing tagapagdala ng iba't ibang mga virus at kanilang mga serotyp na nagdudulot ng dengue fever, Zika, dengue hemorrhagic fever, yellow fever, atbp. Ang pinakakapansin-pansin ay ang katotohanan na ang bilang ng mga kaso ng halos lahat ng mga sakit na dala ng vector na Aedes ay tumataas bawat taon sa Egypt at tumataas pa sa buong mundo. Samakatuwid, sa kontekstong ito, mayroong agarang pangangailangan na bumuo ng mga environment-friendly at epektibong mga hakbang sa pagkontrol para sa mga populasyon ng Aedes aegypti. Ang mga potensyal na kandidato sa bagay na ito ay ang mga EO, ang kanilang mga sangkap, at ang kanilang mga kumbinasyon. Samakatuwid, sinubukan ng pag-aaral na ito na tukuyin ang epektibong synergistic na mga kumbinasyon ng mga pangunahing EO compound ng halaman mula sa limang halaman na may mga insecticidal properties (ibig sabihin, mint, holy basil, Eucalyptus spotted, Allium sulfur at melaleuca) laban sa Aedes aegypti.
Ang lahat ng napiling EO ay nagpakita ng potensyal na aktibidad na larvicidal laban sa Aedes aegypti na may 24-oras na LC50 mula 0.42 hanggang 163.65 ppm. Ang pinakamataas na aktibidad na larvicidal ay naitala para sa peppermint (Mp) EO na may halagang LC50 na 0.42 ppm sa loob ng 24 oras, na sinundan ng bawang (As) na may halagang LC50 na 16.19 ppm sa loob ng 24 oras (Talahanayan 1).
Maliban sa Ocimum Sainttum, Os EO, ang lahat ng iba pang apat na nasuring EO ay nagpakita ng malinaw na mga epekto sa alerdyi, na may mga halaga ng LC50 mula 23.37 hanggang 120.16 ppm sa loob ng 24 na oras na pagkakalantad. Ang Thymophilus striata (Cl) EO ang pinakamabisa sa pagpatay sa mga nasa hustong gulang na may halaga ng LC50 na 23.37 ppm sa loob ng 24 na oras ng pagkakalantad, na sinundan ng Eucalyptus maculata (Em) na may halaga ng LC50 na 101.91 ppm (Talahanayan 1). Sa kabilang banda, ang halaga ng LC50 para sa Os ay hindi pa natutukoy dahil ang pinakamataas na rate ng pagkamatay na 53% ay naitala sa pinakamataas na dosis (Karagdagang Larawan 3).
Ang dalawang pangunahing sangkap na compound sa bawat EO ay kinilala at pinili batay sa mga resulta ng database ng NIST library, porsyento ng lugar ng GC chromatogram, at mga resulta ng MS spectra (Talahanayan 2). Para sa EO As, ang mga pangunahing compound na kinilala ay diallyl disulfide at diallyl trisulfide; para sa EO Mp, ang mga pangunahing compound na kinilala ay carvone at limonene, para sa EO Em, ang mga pangunahing compound na kinilala ay eudesmol at eucalyptol; para sa EO Os, ang mga pangunahing compound na kinilala ay eugenol at methyl eugenol, at para sa EO Cl, ang mga pangunahing compound na kinilala ay eugenol at α-pinene (Larawan 1, Mga Karagdagang Larawan 5–8, Karagdagang Talahanayan 1–5).
Mga resulta ng mass spectrometry ng mga pangunahing terpenoid ng mga piling essential oil (A-diallyl disulfide; B-diallyl trisulfide; C-eugenol; D-methyl eugenol; E-limonene; F-aromatic ceperone; G-α-pinene; H-cineole; R-eudamol).
Isang kabuuang siyam na compound (diallyl disulfide, diallyl trisulfide, eugenol, methyl eugenol, carvone, limonene, eucalyptol, eudesmol, α-pinene) ang natukoy bilang mga epektibong compound na pangunahing sangkap ng EO at isa-isang sinuri sa bioassay laban sa Aedes aegypti sa mga yugto ng larva. Ang compound na eudesmol ay may pinakamataas na aktibidad na larvicidal na may halagang LC50 na 2.25 ppm pagkatapos ng 24 na oras ng pagkakalantad. Ang mga compound na diallyl disulfide at diallyl trisulfide ay natagpuan din na may potensyal na epekto sa larvicidal, na may mean sublethal doses na nasa hanay na 10–20 ppm. Muling naobserbahan ang katamtamang aktibidad na larvicidal para sa mga compound na eugenol, limonene at eucalyptol na may halagang LC50 na 63.35 ppm, 139.29 ppm. at 181.33 ppm pagkatapos ng 24 na oras, ayon sa pagkakabanggit (Talahanayan 3). Gayunpaman, walang natagpuang makabuluhang potensyal na larvicidal ng methyl eugenol at carvone kahit na sa pinakamataas na dosis, kaya hindi kinalkula ang mga halaga ng LC50 (Talahanayan 3). Ang sintetikong larvicide na Temephos ay mayroong mean na nakamamatay na konsentrasyon na 0.43 ppm laban sa Aedes aegypti sa loob ng 24 na oras ng pagkakalantad (Talahanayan 3, Karagdagang Talahanayan 6).
Pitong compound (diallyl disulfide, diallyl trisulfide, eucalyptol, α-pinene, eudesmol, limonene at carvone) ang natukoy bilang pangunahing compound ng epektibong EO at isa-isang sinubukan laban sa mga nasa hustong gulang na lamok na Aedes sa Ehipto. Ayon sa pagsusuri ng Probit regression, ang Eudesmol ang natagpuang may pinakamataas na potensyal na may halagang LC50 na 1.82 ppm, na sinundan ng Eucalyptol na may halagang LC50 na 17.60 ppm sa loob ng 24 na oras na pagkakalantad. Ang natitirang limang compound na sinubukan ay katamtamang nakakapinsala sa mga nasa hustong gulang na may LC50s mula 140.79 hanggang 737.01 ppm (Talahanayan 3). Ang sintetikong organophosphorus malathion ay hindi gaanong mabisa kaysa sa eudesmol at mas mataas kaysa sa iba pang anim na compound, na may halagang LC50 na 5.44 ppm sa loob ng 24 na oras na pagkakalantad (Talahanayan 3, Karagdagang Talahanayan 6).
Pitong makapangyarihang lead compound at ang organophosphorus tamephosate ang napili upang bumuo ng mga binary na kombinasyon ng kanilang LC50 doses sa 1:1 ratio. Isang kabuuang 28 binary na kombinasyon ang inihanda at sinubukan para sa kanilang larvicidal efficacy laban sa Aedes aegypti. Siyam na kombinasyon ang natagpuang synergistic, 14 na kombinasyon ang antagonistic, at limang kombinasyon ang hindi larvicidal. Sa mga synergistic na kombinasyon, ang kombinasyon ng diallyl disulfide at temofol ang pinakaepektibo, na may 100% na mortality na naobserbahan pagkatapos ng 24 na oras (Talahanayan 4). Gayundin, ang mga pinaghalong limonene na may diallyl disulfide at eugenol na may thymetphos ay nagpakita ng magandang potensyal na may naobserbahang larval mortality na 98.3% (Talahanayan 5). Ang natitirang 4 na kombinasyon, katulad ng eudesmol kasama ang eucalyptol, eudesmol kasama ang limonene, eucalyptol kasama ang alpha-pinene, alpha-pinene kasama ang temephos, ay nagpakita rin ng makabuluhang larvicidal efficacy, na may naobserbahang mortality rates na lumampas sa 90%. Ang inaasahang mortality rate ay malapit sa 60-75%. (Talahanayan 4). Gayunpaman, ang kombinasyon ng limonene na may α-pinene o eucalyptus ay nagpakita ng antagonistic reactions. Gayundin, ang mga halo ng Temephos na may eugenol o eucalyptus o eudesmol o diallyl trisulfide ay natuklasang may antagonistic effect. Gayundin, ang kombinasyon ng diallyl disulfide at diallyl trisulfide at ang kombinasyon ng alinman sa mga compound na ito na may eudesmol o eugenol ay antagonistic sa kanilang larvicidal action. Naiulat din ang antagonism sa kombinasyon ng eudesmol na may eugenol o α-pinene.
Sa lahat ng 28 binary mixtures na sinubukan para sa acidic activity ng nasa hustong gulang, 7 kombinasyon ang synergistic, 6 ang walang epekto, at 15 ang antagonistic. Ang mga halo ng eudesmol na may eucalyptus at limonene na may carvone ay natagpuang mas epektibo kaysa sa iba pang synergistic na kombinasyon, na may mortality rates sa loob ng 24 na oras na 76% at 100%, ayon sa pagkakabanggit (Talahanayan 5). Naobserbahan na ang Malathion ay nagpapakita ng synergistic na epekto sa lahat ng kombinasyon ng mga compound maliban sa limonene at diallyl trisulfide. Sa kabilang banda, natagpuan ang antagonism sa pagitan ng diallyl disulfide at diallyl trisulfide at ang kombinasyon ng alinman sa mga ito na may eucalyptus, o eucalyptol, o carvone, o limonene. Gayundin, ang mga kumbinasyon ng α-pinene na may eudesmol o limonene, eucalyptol na may carvone o limonene, at limonene na may eudesmol o malathion ay nagpakita ng antagonistic na larvicidal effect. Para sa natitirang anim na kombinasyon, walang makabuluhang pagkakaiba sa pagitan ng inaasahan at naobserbahang mortalidad (Talahanayan 5).
Batay sa mga synergistic effect at sublethal doses, ang kanilang larvicidal toxicity laban sa malaking bilang ng mga lamok na Aedes aegypti ay napili at sinuri pa. Ipinakita ng mga resulta na ang naobserbahang larval mortality gamit ang binary combinations na eugenol-limonene, diallyl disulfide-limonene at diallyl disulfide-timephos ay 100%, habang ang inaasahang larval mortality ay 76.48%, 72.16% at 63.4%, ayon sa pagkakabanggit (Talahanayan 6). . Ang kombinasyon ng limonene at eudesmol ay medyo hindi gaanong epektibo, na may 88% na larval mortality na naobserbahan sa loob ng 24 na oras na exposure period (Talahanayan 6). Sa buod, ang apat na napiling binary combinations ay nagpakita rin ng synergistic larvicidal effect laban sa Aedes aegypti kapag inilapat sa malaking saklaw (Talahanayan 6).
Tatlong synergistic na kombinasyon ang napili para sa adultocidal bioassay upang makontrol ang malalaking populasyon ng mga nasa hustong gulang na Aedes aegypti. Upang pumili ng mga kumbinasyon na susubukan sa malalaking kolonya ng insekto, una naming pinagtuunan ng pansin ang dalawang pinakamahusay na synergistic na kombinasyon ng terpene, ang carvone kasama ang limonene at eucalyptol kasama ang eudesmol. Pangalawa, ang pinakamahusay na synergistic na kumbinasyon ay pinili mula sa kombinasyon ng sintetikong organophosphate malathion at terpenoids. Naniniwala kami na ang kombinasyon ng malathion at eudesmol ang pinakamahusay na kumbinasyon para sa pagsubok sa malalaking kolonya ng insekto dahil sa pinakamataas na naobserbahang mortalidad at napakababang halaga ng LC50 ng mga kandidatong sangkap. Ang Malathion ay nagpapakita ng synergism kasama ng α-pinene, diallyl disulfide, eucalyptus, carvone at eudesmol. Ngunit kung titingnan natin ang mga halaga ng LC50, ang Eudesmol ang may pinakamababang halaga (2.25 ppm). Ang kinalkulang halaga ng LC50 ng malathion, α-pinene, diallyl disulfide, eucalyptol at carvone ay 5.4, 716.55, 166.02, 17.6 at 140.79 ppm. Ang mga halagang ito ay nagpapahiwatig na ang kombinasyon ng malathion at eudesmol ang pinakamainam na kombinasyon sa mga tuntunin ng dosis. Ang mga resulta ay nagpakita na ang mga kumbinasyon ng carvone kasama ang limonene at eudesmol kasama ang malathion ay may 100% na naobserbahang mortalidad kumpara sa inaasahang mortalidad na 61% hanggang 65%. Ang isa pang kombinasyon, ang eudesmol kasama ang eucalyptol, ay nagpakita ng mortality rate na 78.66% pagkatapos ng 24 na oras na pagkakalantad, kumpara sa inaasahang mortality rate na 60%. Ang lahat ng tatlong napiling kumbinasyon ay nagpakita ng synergistic effect kahit na inilapat sa malaking saklaw laban sa nasa hustong gulang na Aedes aegypti (Talahanayan 6).
Sa pag-aaral na ito, ang mga piling EO ng halaman tulad ng Mp, As, Os, Em at Cl ay nagpakita ng magagandang epekto sa larval at adult stages ng Aedes aegypti. Ang Mp EO ang may pinakamataas na larvicidal activity na may LC50 value na 0.42 ppm, kasunod ang As, Os at Em EO na may LC50 value na mas mababa sa 50 ppm pagkatapos ng 24 oras. Ang mga resultang ito ay naaayon sa mga nakaraang pag-aaral sa mga lamok at iba pang dipterous fly10,11,12,13,14. Bagama't ang larvicidal potency ng Cl ay mas mababa kaysa sa iba pang essential oils, na may LC50 value na 163.65 ppm pagkatapos ng 24 oras, ang adult potential nito ang pinakamataas na may LC50 value na 23.37 ppm pagkatapos ng 24 oras. Ang mga EO ng Mp, As at Em ay nagpakita rin ng mahusay na potensyal na allercidal na may mga halaga ng LC50 sa hanay na 100–120 ppm sa loob ng 24 na oras ng pagkakalantad, ngunit medyo mas mababa kaysa sa kanilang larvicidal efficacy. Sa kabilang banda, ang mga EO ng Os ay nagpakita ng isang bale-wala na epekto sa allercidal kahit na sa pinakamataas na therapeutic dose. Kaya, ipinapahiwatig ng mga resulta na ang toxicity ng ethylene oxide sa mga halaman ay maaaring mag-iba depende sa yugto ng pag-unlad ng mga lamok15. Depende rin ito sa rate ng pagtagos ng mga EO sa katawan ng insekto, ang kanilang interaksyon sa mga partikular na target na enzyme, at ang kapasidad ng detoxification ng lamok sa bawat yugto ng pag-unlad16. Ipinakita ng maraming pag-aaral na ang pangunahing sangkap na compound ay isang mahalagang salik sa biyolohikal na aktibidad ng ethylene oxide, dahil ito ang bumubuo sa karamihan ng kabuuang compound3,12,17,18. Samakatuwid, isinaalang-alang namin ang dalawang pangunahing compound sa bawat EO. Batay sa mga resulta ng GC-MS, ang diallyl disulfide at diallyl trisulfide ay natukoy bilang mga pangunahing compound ng EO As, na naaayon sa mga nakaraang ulat19,20,21. Bagama't ipinahiwatig ng mga nakaraang ulat na ang menthol ay isa sa mga pangunahing compound nito, ang carvone at limonene ay muling natukoy bilang mga pangunahing compound ng Mp EO22,23. Ang profile ng komposisyon ng Os EO ay nagpakita na ang eugenol at methyl eugenol ang mga pangunahing compound, na katulad ng mga natuklasan ng mga naunang mananaliksik16,24. Ang Eucalyptol at eucalyptol ay naiulat bilang mga pangunahing compound na nasa langis ng dahon ng Em, na naaayon sa mga natuklasan ng ilang mananaliksik25,26 ngunit taliwas sa mga natuklasan nina Olalade et al.27. Ang pangingibabaw ng cineole at α-pinene ay naobserbahan sa melaleuca essential oil, na katulad ng mga nakaraang pag-aaral28,29. Ang mga intraspecific na pagkakaiba sa komposisyon at konsentrasyon ng mga mahahalagang langis na nakuha mula sa parehong uri ng halaman sa iba't ibang lokasyon ay naiulat at naobserbahan din sa pag-aaral na ito, na naiimpluwensyahan ng mga kondisyon ng paglago ng halaman sa heograpiya, oras ng pag-aani, yugto ng pag-unlad, o edad ng halaman, hitsura ng mga chemotype, atbp. 22,30,31,32. Ang mga pangunahing natukoy na compound ay binili at sinubukan para sa kanilang mga larvicidal effect at mga epekto sa mga adult na lamok na Aedes aegypti. Ipinakita ng mga resulta na ang larvicidal activity ng diallyl disulfide ay maihahambing sa crude EO As. Ngunit ang aktibidad ng diallyl trisulfide ay mas mataas kaysa sa EO As. Ang mga resultang ito ay katulad ng nakuha nina Kimbaris et al. 33 sa Culex philippines. Gayunpaman, ang dalawang compound na ito ay hindi nagpakita ng mahusay na autocidal activity laban sa mga target na lamok, na naaayon sa mga resulta nina Plata-Rueda et al 34 sa Tenebrio molitor. Ang Os EO ay epektibo laban sa larval stage ng Aedes aegypti, ngunit hindi laban sa adult stage. Napatunayan na ang aktibidad na larvicidal ng mga pangunahing indibidwal na compound ay mas mababa kaysa sa krudo na Os EO. Ipinahihiwatig nito ang isang papel para sa iba pang mga compound at ang kanilang mga interaksyon sa krudo na ethylene oxide. Ang methyl eugenol lamang ay may bale-wala na aktibidad, samantalang ang eugenol lamang ay may katamtamang aktibidad na larvicidal. Kinukumpirma ng konklusyong ito, sa isang banda,35,36, at sa kabilang banda, ay sumasalungat sa mga konklusyon ng mga naunang mananaliksik37,38. Ang mga pagkakaiba sa mga functional group ng eugenol at methyleugenol ay maaaring magresulta sa iba't ibang toxicity sa parehong target na insekto39. Natuklasan na ang Limonene ay may katamtamang aktibidad na larvicidal, habang ang epekto ng carvone ay hindi gaanong mahalaga. Katulad nito, ang medyo mababang toxicity ng limonene sa mga adultong insekto at ang mataas na toxicity ng carvone ay sumusuporta sa mga resulta ng ilang nakaraang pag-aaral40 ngunit sumasalungat sa iba41. Ang pagkakaroon ng mga double bonds sa parehong intracyclic at exocyclic na posisyon ay maaaring magpataas ng mga benepisyo ng mga compound na ito bilang mga larvicide3,41, habang ang carvone, na isang ketone na may unsaturated alpha at beta carbons, ay maaaring magpakita ng mas mataas na potensyal para sa toxicity sa mga nasa hustong gulang42. Gayunpaman, ang mga indibidwal na katangian ng limonene at carvone ay mas mababa kaysa sa kabuuang EO Mp (Talahanayan 1, Talahanayan 3). Sa mga terpenoid na sinubukan, ang eudesmol ay natagpuang may pinakamalaking larvicidal at adult activity na may LC50 value na mas mababa sa 2.5 ppm, na ginagawa itong isang promising compound para sa pagkontrol ng mga lamok na Aedes. Ang performance nito ay mas mahusay kaysa sa buong EO Em, bagaman hindi ito naaayon sa mga natuklasan nina Cheng et al.40. Ang Eudesmol ay isang sesquiterpene na may dalawang isoprene unit na hindi gaanong volatile kaysa sa mga oxygenated monoterpenes tulad ng eucalyptus at samakatuwid ay may mas malaking potensyal bilang isang pestisidyo. Ang Eucalyptol mismo ay may mas malaking aktibidad na pang-adulto kaysa sa larvicidal, at ang mga resulta mula sa mga naunang pag-aaral ay parehong sumusuporta at nagpapabulaan dito37,43,44. Ang aktibidad lamang ay halos maihahambing sa buong EO Cl. Ang isa pang bicyclic monoterpene, ang α-pinene, ay may mas kaunting epekto bilang pang-adulto sa Aedes aegypti kaysa sa isang larvicidal effect, na kabaligtaran ng epekto ng buong EO Cl. Ang pangkalahatang aktibidad na insecticidal ng mga terpenoid ay naiimpluwensyahan ng kanilang lipophilicity, volatility, carbon branching, projection area, surface area, functional groups at ang kanilang mga posisyon45,46. Ang mga compound na ito ay maaaring kumilos sa pamamagitan ng pagsira sa mga akumulasyon ng cell, pagharang sa aktibidad sa paghinga, paggambala sa paghahatid ng mga nerve impulse, atbp.47 Ang sintetikong organophosphate na Temephos ay natagpuang may pinakamataas na aktibidad na larvicidal na may halagang LC50 na 0.43 ppm, na naaayon sa datos ni Lek -Utala48. Ang aktibidad bilang pang-adulto ng sintetikong organophosphorus malathion ay naiulat sa 5.44 ppm. Bagama't ang dalawang organophosphate na ito ay nagpakita ng mga kanais-nais na tugon laban sa mga uri ng Aedes aegypti sa laboratoryo, ang resistensya ng lamok sa mga compound na ito ay naiulat na sa iba't ibang bahagi ng mundo49. Gayunpaman, walang katulad na ulat ng pag-unlad ng resistensya sa mga herbal na gamot ang natagpuan50. Kaya naman, ang mga botanikal ay itinuturing na mga potensyal na alternatibo sa mga kemikal na pestisidyo sa mga programa sa pagkontrol ng vector.
Ang epektong larvicidal ay sinubukan sa 28 binary na kombinasyon (1:1) na inihanda mula sa mga potent terpenoids at terpenoids na may thymetphos, at 9 na kombinasyon ang natagpuang synergistic, 14 ang antagonistic at 5 ang antagonistic. Walang epekto. Sa kabilang banda, sa adult potency bioassay, 7 na kombinasyon ang natagpuang synergistic, 15 na kombinasyon ang antagonistic, at 6 na kombinasyon ang naiulat na walang epekto. Ang dahilan kung bakit ang ilang kombinasyon ay nagdudulot ng synergistic na epekto ay maaaring dahil sa mga kandidatong compound na sabay-sabay na nakikipag-ugnayan sa iba't ibang mahahalagang pathway, o sa sunud-sunod na pagsugpo ng iba't ibang pangunahing enzyme ng isang partikular na biological pathway51. Ang kombinasyon ng limonene na may diallyl disulfide, eucalyptus o eugenol ay natagpuang synergistic sa parehong maliliit at malalaking aplikasyon (Talahanayan 6), habang ang kombinasyon nito sa eucalyptus o α-pinene ay natagpuang may mga antagonistic na epekto sa larvae. Sa karaniwan, ang limonene ay tila isang mahusay na synergist, posibleng dahil sa presensya ng mga methyl group, mahusay na pagtagos sa stratum corneum, at ibang mekanismo ng pagkilos52,53. Nauna nang naiulat na ang limonene ay maaaring magdulot ng mga nakalalasong epekto sa pamamagitan ng pagtagos sa mga cuticle ng insekto (contact toxicity), pag-apekto sa sistema ng pagtunaw (antifeedant), o pag-apekto sa sistema ng paghinga (aktibidad ng pagpapausok),54 habang ang mga phenylpropanoid tulad ng eugenol ay maaaring makaapekto sa mga metabolic enzyme 55. Samakatuwid, ang mga kumbinasyon ng mga compound na may iba't ibang mekanismo ng pagkilos ay maaaring magpataas ng pangkalahatang nakamamatay na epekto ng pinaghalong ito. Ang Eucalyptol ay natagpuang synergistic sa diallyl disulfide, eucalyptus o α-pinene, ngunit ang iba pang mga kumbinasyon sa iba pang mga compound ay alinman sa non-larvicidal o antagonistic. Ipinakita ng mga unang pag-aaral na ang eucalyptol ay may inhibitory activity sa acetylcholinesterase (AChE), pati na rin sa mga octaamine at GABA receptor56. Dahil ang mga cyclic monoterpenes, eucalyptol, eugenol, atbp. ay maaaring may parehong mekanismo ng pagkilos gaya ng kanilang neurotoxic activity, 57 sa gayon ay binabawasan ang kanilang pinagsamang epekto sa pamamagitan ng mutual inhibition. Gayundin, ang kombinasyon ng Temephos na may diallyl disulfide, α-pinene at limonene ay natagpuang synergistic, na sumusuporta sa mga nakaraang ulat ng isang synergistic na epekto sa pagitan ng mga herbal na produkto at mga sintetikong organophosphate58.
Ang kombinasyon ng eudesmol at eucalyptol ay natagpuang may synergistic effect sa larval at adult stages ng Aedes aegypti, posibleng dahil sa kanilang magkaibang mode of action dahil sa kanilang magkaibang kemikal na istruktura. Ang Eudesmol (isang sesquiterpene) ay maaaring makaapekto sa respiratory system 59 at ang eucalyptol (isang monoterpene) ay maaaring makaapekto sa acetylcholinesterase 60. Ang sabay na pagkakalantad ng mga sangkap sa dalawa o higit pang target sites ay maaaring magpahusay sa pangkalahatang nakamamatay na epekto ng kombinasyon. Sa mga adult substance bioassay, ang malathion ay natagpuang synergistic sa carvone o eucalyptol o eucalyptol o diallyl disulfide o α-pinene, na nagpapahiwatig na ito ay synergistic sa pagdaragdag ng limonene at di. Magandang synergistic allercide candidates para sa buong portfolio ng terpene compounds, maliban sa allyl trisulfide. Iniulat din nina Thangam at Kathiresan61 ang mga katulad na resulta ng synergistic na epekto ng malathion kasama ang mga herbal extract. Ang synergistic na tugon na ito ay maaaring dahil sa pinagsamang nakalalasong epekto ng malathion at mga phytochemical sa mga enzyme na nagde-detox sa insekto. Ang mga organophosphate tulad ng malathion ay karaniwang kumikilos sa pamamagitan ng pagpigil sa mga cytochrome P450 esterases at monooxygenases62,63,64. Samakatuwid, ang pagsasama ng malathion sa mga mekanismong ito ng pagkilos at mga terpene na may iba't ibang mekanismo ng pagkilos ay maaaring mapahusay ang pangkalahatang nakamamatay na epekto sa mga lamok.
Sa kabilang banda, ang antagonismo ay nagpapahiwatig na ang mga napiling compound ay hindi gaanong aktibo sa kombinasyon kaysa sa bawat compound nang mag-isa. Ang dahilan ng antagonismo sa ilang mga kumbinasyon ay maaaring dahil binabago ng isang compound ang pag-uugali ng isa pang compound sa pamamagitan ng pagbabago ng rate ng pagsipsip, distribusyon, metabolismo, o pag-aalis. Itinuring ito ng mga naunang mananaliksik na sanhi ng antagonismo sa mga kumbinasyon ng gamot. Mga Molekyul Posibleng mekanismo 65. Katulad nito, ang mga posibleng sanhi ng antagonismo ay maaaring nauugnay sa magkatulad na mekanismo ng pagkilos, kompetisyon ng mga bumubuo ng compound para sa parehong receptor o target site. Sa ilang mga kaso, maaaring mangyari rin ang hindi mapagkumpitensyang pagsugpo sa target na protina. Sa pag-aaral na ito, dalawang organosulfur compound, ang diallyl disulfide at diallyl trisulfide, ay nagpakita ng mga antagonistic na epekto, posibleng dahil sa kompetisyon para sa parehong target site. Gayundin, ang dalawang sulfur compound na ito ay nagpakita ng mga antagonistic na epekto at walang epekto kapag sinamahan ng eudesmol at α-pinene. Ang Eudesmol at alpha-pinene ay cyclic sa kalikasan, samantalang ang diallyl disulfide at diallyl trisulfide ay aliphatic sa kalikasan. Batay sa istrukturang kemikal, ang kombinasyon ng mga compound na ito ay dapat magpataas ng pangkalahatang nakamamatay na aktibidad dahil ang kanilang mga target site ay karaniwang magkakaiba34,47, ngunit sa eksperimento ay natagpuan namin ang antagonismo, na maaaring dahil sa papel ng mga compound na ito sa ilang hindi kilalang organismo in vivo system bilang resulta ng interaksyon. Katulad nito, ang kombinasyon ng cineole at α-pinene ay nagdulot ng mga antagonistic na tugon, bagama't naiulat na ng mga mananaliksik na ang dalawang compound ay may magkakaibang target ng aksyon47,60. Dahil ang parehong compound ay cyclic monoterpenes, maaaring may ilang karaniwang target site na maaaring makipagkumpitensya para sa pagbubuklod at makaimpluwensya sa pangkalahatang toxicity ng mga combinatorial pair na pinag-aralan.
Batay sa mga halaga ng LC50 at naobserbahang mortalidad, napili ang dalawang pinakamahusay na synergistic terpene combinations, ang mga pares ng carvone + limonene at eucalyptol + eudesmol, pati na rin ang synthetic organophosphorus malathion na may terpenes. Ang pinakamainam na synergistic combination ng malathion + Eudesmol compounds ay sinubukan sa isang adult insecticide bioassay. Tinutukan ang malalaking kolonya ng insekto upang kumpirmahin kung ang mga epektibong kombinasyong ito ay maaaring gumana laban sa malaking bilang ng mga indibidwal sa medyo malalaking exposure spaces. Ang lahat ng mga kombinasyong ito ay nagpapakita ng synergistic effect laban sa malalaking kuyog ng mga insekto. Katulad na resulta ang nakuha para sa isang pinakamainam na synergistic larvicidal combination na sinubukan laban sa malalaking populasyon ng Aedes aegypti larvae. Kaya, masasabing ang epektibong synergistic larvicidal at adulticidal combination ng mga plant EO compound ay isang malakas na kandidato laban sa mga umiiral na synthetic chemicals at maaaring gamitin pa upang kontrolin ang mga populasyon ng Aedes aegypti. Gayundin, ang mabisang kombinasyon ng mga sintetikong larvicide o adulticide na may terpene ay maaari ding gamitin upang mabawasan ang dosis ng thymetphos o malathion na ibinibigay sa mga lamok. Ang mga malalakas at sinergistang kombinasyong ito ay maaaring magbigay ng mga solusyon para sa mga pag-aaral sa hinaharap sa ebolusyon ng resistensya sa gamot sa mga lamok na Aedes.
Ang mga itlog ng Aedes aegypti ay kinolekta mula sa Regional Medical Research Centre, Dibrugarh, Indian Council of Medical Research at pinanatili sa ilalim ng kontroladong temperatura (28 ± 1 °C) at humidity (85 ± 5%) sa Department of Zoology, Gauhati University sa ilalim ng mga sumusunod na kondisyon: Nalarawan ang Arivoli et al. Pagkatapos mapisa, ang mga larvae ay pinakain ng pagkain ng larva (pulbos ng biskwit ng aso at lebadura sa 3:1 ratio) at ang mga nasa hustong gulang ay pinakain ng 10% glucose solution. Simula sa ika-3 araw pagkatapos sumibol, ang mga nasa hustong gulang na babaeng lamok ay hinayaan na sipsipin ang dugo ng mga albinong daga. Ibabad ang filter paper sa tubig sa isang baso at ilagay ito sa hawla ng nangingitlog.
Mga piling sampol ng halaman tulad ng dahon ng eucalyptus (Myrtaceae), holy basil (Lamiaceae), mint (Lamiaceae), melaleuca (Myrtaceae) at mga bombilya ng allium (Amaryllidaceae). Kinolekta mula sa Guwahati at kinilala ng Department of Botany, Gauhati University. Ang mga nakolektang sampol ng halaman (500 g) ay isinailalim sa hydrodistillation gamit ang isang Clevenger apparatus sa loob ng 6 na oras. Ang nakuha na EO ay kinolekta sa malinis na mga vial na salamin at itinago sa 4°C para sa karagdagang pag-aaral.
Pinag-aralan ang larvicidal toxicity gamit ang bahagyang binagong pamantayan ng World Health Organization 67. Gumamit ng DMSO bilang emulsifier. Ang bawat konsentrasyon ng EO ay unang sinubukan sa 100 at 1000 ppm, kung saan 20 larvae ang inilantad sa bawat replicate. Batay sa mga resulta, isang hanay ng konsentrasyon ang inilapat at ang mortality ay naitala mula 1 oras hanggang 6 na oras (sa pagitan ng 1 oras), at sa 24 na oras, 48 oras at 72 oras pagkatapos ng paggamot. Ang mga sublethal concentration (LC50) ay natukoy pagkatapos ng 24, 48 at 72 oras ng pagkakalantad. Ang bawat konsentrasyon ay sinuri nang triplicate kasama ang isang negatibong kontrol (tubig lamang) at isang positibong kontrol (tubig na ginamot ng DMSO). Kung mangyari ang pupation at mahigit sa 10% ng larvae ng control group ang mamatay, ang eksperimento ay uulitin. Kung ang mortality rate sa control group ay nasa pagitan ng 5-10%, gamitin ang Abbott correction formula 68.
Ang pamamaraang inilarawan ni Ramar et al. 69 ay ginamit para sa isang adult bioassay laban sa Aedes aegypti gamit ang acetone bilang solvent. Ang bawat EO ay unang sinubukan laban sa mga adult na lamok na Aedes aegypti sa konsentrasyon na 100 at 1000 ppm. Maglagay ng 2 ml ng bawat inihandang solusyon sa Whatman number. 1 piraso ng filter paper (laki 12 x 15 cm2) at hayaang sumingaw ang acetone sa loob ng 10 minuto. Ang filter paper na ginamitan lamang ng 2 ml ng acetone ay ginamit bilang control. Matapos sumingaw ang acetone, ang ginamot na filter paper at control filter paper ay inilalagay sa isang cylindrical tube (10 cm ang lalim). Sampung 3- hanggang 4-na-araw na gulang na lamok na hindi kumakain ng dugo ay inilipat sa triplicates ng bawat konsentrasyon. Batay sa mga resulta ng mga paunang pagsusuri, iba't ibang konsentrasyon ng mga piling langis ang sinubukan. Ang mortalidad ay naitala sa 1 oras, 2 oras, 3 oras, 4 na oras, 5 oras, 6 na oras, 24 na oras, 48 oras at 72 oras pagkatapos ng paglabas ng lamok. Kalkulahin ang mga halaga ng LC50 para sa mga oras ng pagkakalantad na 24 oras, 48 oras at 72 oras. Kung ang mortality rate ng control lot ay lumampas sa 20%, ulitin ang buong pagsubok. Gayundin, kung ang mortality rate sa control group ay higit sa 5%, ayusin ang mga resulta para sa mga ginamot na sample gamit ang formula ni Abbott68.
Isinagawa ang gas chromatography (Agilent 7890A) at mass spectrometry (Accu TOF GCv, Jeol) upang suriin ang mga bumubuong compound ng mga piling essential oil. Ang GC ay nilagyan ng FID detector at capillary column (HP5-MS). Ang carrier gas ay helium, ang flow rate ay 1 ml/min. Itinakda ng programang GC ang Allium sativum sa 10:80-1M-8-220-5M-8-270-9M at ang Ocimum Sainttum sa 10:80-3M-8-200-3M-10-275-1M-5–280, para sa mint 10:80-1M-8-200-5M-8-275-1M-5-280, para sa eucalyptus 20.60-1M-10-200-3M-30-280, at para sa pula. Para sa isang libong patong, ito ang mga ito: 10:60-1M-8-220-5M-8-270-3M.
Ang mga pangunahing compound ng bawat EO ay natukoy batay sa porsyento ng lawak na kinalkula mula sa mga resulta ng GC chromatogram at mass spectrometry (isinangguni sa NIST 70 standards database).
Ang dalawang pangunahing compound sa bawat EO ay pinili batay sa mga resulta ng GC-MS at binili mula sa Sigma-Aldrich sa 98–99% na kadalisayan para sa karagdagang bioassay. Ang mga compound ay sinubukan para sa larvicidal at adult efficacy laban sa Aedes aegypti gaya ng inilarawan sa itaas. Ang pinakakaraniwang ginagamit na synthetic larvicides tamephosate (Sigma Aldrich) at ang adult drug malathion (Sigma Aldrich) ay sinuri upang ihambing ang kanilang bisa sa mga piling EO compound, kasunod ng parehong pamamaraan.
Ang mga binary mixture ng mga piling terpene compound at terpene compound kasama ang mga komersyal na organophosphate (tilephos at malathion) ay inihanda sa pamamagitan ng paghahalo ng LC50 dose ng bawat kandidatong compound sa 1:1 ratio. Ang mga inihandang kombinasyon ay sinubukan sa mga larval at adultong yugto ng Aedes aegypti gaya ng inilarawan sa itaas. Ang bawat bioassay ay isinagawa nang triplicate para sa bawat kumbinasyon at triplicate para sa mga indibidwal na compound na nasa bawat kumbinasyon. Ang pagkamatay ng mga target na insekto ay naitala pagkatapos ng 24 na oras. Kalkulahin ang inaasahang mortality rate para sa isang binary mixture gamit ang sumusunod na pormula.
kung saan ang E = inaasahang antas ng pagkamatay ng mga lamok na Aedes aegypti bilang tugon sa isang binary na kumbinasyon, i.e. koneksyon (A + B).
Ang epekto ng bawat binary mixture ay nilagyan ng label bilang synergistic, antagonistic, o walang epekto batay sa halaga ng χ2 na kinalkula gamit ang pamamaraang inilarawan ni Pavla52. Kalkulahin ang halaga ng χ2 para sa bawat kumbinasyon gamit ang sumusunod na pormula.
Ang epekto ng isang kumbinasyon ay binigyang kahulugan bilang sinergistiko kapag ang kinalkulang halaga ng χ2 ay mas malaki kaysa sa halaga ng talahanayan para sa kaukulang antas ng kalayaan (95% confidence interval) at kung ang naobserbahang mortalidad ay natagpuang lumampas sa inaasahang mortalidad. Gayundin, kung ang kinalkulang halaga ng χ2 para sa anumang kumbinasyon ay lumampas sa halaga ng talahanayan na may ilang antas ng kalayaan, ngunit ang naobserbahang mortalidad ay mas mababa kaysa sa inaasahang mortalidad, ang paggamot ay itinuturing na antagonistiko. At kung sa anumang kumbinasyon ang kinalkulang halaga ng χ2 ay mas mababa kaysa sa halaga ng talahanayan sa kaukulang antas ng kalayaan, ang kumbinasyon ay itinuturing na walang epekto.
Tatlo hanggang apat na potensyal na sinergistikong kombinasyon (100 larvae at 50 larvicidal at adultong insektong aktibidad) ang pinili para sa pagsubok laban sa maraming bilang ng mga insekto. Ang mga adulto) ay nagpapatuloy gaya ng nasa itaas. Kasama ng mga halo, ang mga indibidwal na compound na nasa mga napiling halo ay sinubukan din sa pantay na bilang ng larvae at adultong Aedes aegypti. Ang ratio ng kombinasyon ay isang bahagi ng dosis ng LC50 ng isang kandidatong compound at bahagi ng dosis ng LC50 ng isa pang bumubuong compound. Sa adultong aktibidad bioassay, ang mga piling compound ay tinunaw sa solvent acetone at inilapat sa filter paper na nakabalot sa isang 1300 cm3 cylindrical plastic container. Ang acetone ay pinasingaw sa loob ng 10 minuto at ang mga adulto ay pinakawalan. Katulad nito, sa larvicidal bioassay, ang mga dosis ng mga kandidatong compound ng LC50 ay unang tinunaw sa pantay na dami ng DMSO at pagkatapos ay hinaluan ng 1 litro ng tubig na nakaimbak sa 1300 cc na plastik na lalagyan, at ang mga larva ay pinakawalan.
Isinagawa ang probabilistikong pagsusuri ng 71 na naitalang datos ng mortalidad gamit ang SPSS (bersyon 16) at Minitab software upang kalkulahin ang mga halaga ng LC50.
Oras ng pag-post: Hulyo-01-2024