Ang malawakang paggamit ng mga sintetikong pestisidyo ay humantong sa maraming problema, kabilang ang paglitaw ng mga organismong lumalaban sa resistensya, pagkasira ng kapaligiran, at pinsala sa kalusugan ng tao. Samakatuwid, ang mga bagong mikrobyomga pestisidyoAng mga biosurfactant na ligtas para sa kalusugan ng tao at kapaligiran ay agarang kailangan. Sa pag-aaral na ito, ang rhamnolipid biosurfactant na ginawa ng Enterobacter cloacae SJ2 ay ginamit upang suriin ang toxicity sa larvae ng lamok (Culex quinquefasciatus) at anay (Odontotermes obesus). Ang mga resulta ay nagpakita na mayroong dose-dependent mortality rate sa pagitan ng mga paggamot. Ang halaga ng LC50 (50% lethal concentration) sa loob ng 48 oras para sa mga biosurfactant ng anay at larva ng lamok ay natukoy gamit ang isang nonlinear regression curve fitting method. Ang mga resulta ay nagpakita na ang 48-oras na halaga ng LC50 (95% confidence interval) ng larvicidal at antitermite activity ng biosurfactant ay 26.49 mg/L (saklaw 25.40 hanggang 27.57) at 33.43 mg/L (saklaw 31.09 hanggang 35.68) ayon sa pagkakabanggit. Ayon sa histopathological na pagsusuri, ang paggamot gamit ang mga biosurfactant ay nagdulot ng matinding pinsala sa mga tisyu ng organelle ng larvae at anay. Ang mga resulta ng pag-aaral na ito ay nagpapahiwatig na ang microbial biosurfactant na ginawa ng Enterobacter cloacae SJ2 ay isang mahusay at potensyal na epektibong kasangkapan para sa pagkontrol ng Cx. quinquefasciatus at O. obesus.
Ang mga bansang tropikal ay nakararanas ng maraming sakit na dala ng lamok1. Malawakan ang kaugnayan ng mga sakit na dala ng lamok. Mahigit 400,000 katao ang namamatay dahil sa malaria bawat taon, at ang ilang pangunahing lungsod ay nakararanas ng mga epidemya ng malulubhang sakit tulad ng dengue, yellow fever, chikungunya at Zika.2 Ang mga sakit na dala ng vector ay nauugnay sa isa sa anim na impeksyon sa buong mundo, kung saan ang mga lamok ang nagdudulot ng pinakamalalang kaso3,4. Ang Culex, Anopheles at Aedes ang tatlong genera ng lamok na karaniwang iniuugnay sa pagkalat ng sakit5. Ang paglaganap ng dengue fever, isang impeksyong naililipat ng lamok na Aedes aegypti, ay tumaas sa nakalipas na dekada at nagdudulot ng malaking banta sa kalusugan ng publiko4,7,8. Ayon sa World Health Organization (WHO), mahigit 40% ng populasyon ng mundo ang nasa panganib ng dengue fever, na may 50-100 milyong bagong kaso na nangyayari taun-taon sa mahigit 100 bansa9,10,11. Ang dengue fever ay naging isang pangunahing problema sa kalusugan ng publiko dahil ang insidente nito ay tumaas sa buong mundo12,13,14. Ang Anopheles gambiae, karaniwang kilala bilang lamok na Anopheles sa Africa, ang pinakamahalagang tagapagdala ng malaria ng tao sa mga tropikal at subtropikal na rehiyon15. Ang West Nile virus, St. Louis encephalitis, Japanese encephalitis, at mga impeksyon sa viral ng mga kabayo at ibon ay naililipat ng mga lamok na Culex, na kadalasang tinatawag na mga karaniwang lamok sa bahay. Bukod pa rito, sila rin ay mga tagapagdala ng mga sakit na bacterial at parasitiko16. Mayroong mahigit sa 3,000 uri ng anay sa mundo, at sila ay umiiral nang mahigit 150 milyong taon17. Karamihan sa mga peste ay naninirahan sa lupa at kumakain ng kahoy at mga produktong gawa sa kahoy na naglalaman ng cellulose. Ang anay ng India na Odontotermes obesus ay isang mahalagang peste na nagdudulot ng matinding pinsala sa mahahalagang pananim at mga puno sa plantasyon18. Sa mga lugar na pang-agrikultura, ang mga infestation ng anay sa iba't ibang yugto ay maaaring magdulot ng napakalaking pinsala sa ekonomiya sa iba't ibang pananim, uri ng puno at mga materyales sa pagtatayo. Ang mga anay ay maaari ring magdulot ng mga problema sa kalusugan ng tao19.
Ang isyu ng resistensya mula sa mga mikroorganismo at peste sa larangan ng parmasyutiko at agrikultura ngayon ay masalimuot20,21. Samakatuwid, ang parehong kumpanya ay dapat maghanap ng mga bagong cost-effective na antimicrobial at ligtas na biopesticides. May mga sintetikong pestisidyo na ngayon at napatunayang nakakahawa at nagtataboy ng mga hindi target na kapaki-pakinabang na insekto22. Sa mga nakaraang taon, lumawak ang pananaliksik sa mga biosurfactant dahil sa kanilang aplikasyon sa iba't ibang industriya. Ang mga biosurfactant ay lubhang kapaki-pakinabang at mahalaga sa agrikultura, remediation ng lupa, pagkuha ng petrolyo, pag-aalis ng bakterya at insekto, at pagproseso ng pagkain23,24. Ang mga biosurfactant o microbial surfactant ay mga kemikal na biosurfactant na ginawa ng mga mikroorganismo tulad ng bacteria, yeast at fungi sa mga tirahan sa baybayin at mga lugar na kontaminado ng langis25,26. Ang mga surfactant at biosurfactant na nagmula sa kemikal ay dalawang uri na direktang nakukuha mula sa natural na kapaligiran27. Iba't ibang biosurfactant ang nakukuha mula sa mga tirahan sa dagat28,29. Samakatuwid, ang mga siyentipiko ay naghahanap ng mga bagong teknolohiya para sa produksyon ng mga biosurfactant batay sa natural na bakterya30,31. Ang mga pagsulong sa ganitong pananaliksik ay nagpapakita ng kahalagahan ng mga biyolohikal na compound na ito para sa pangangalaga sa kapaligiran32. Ang Bacillus, Pseudomonas, Rhodococcus, Alcaligenes, Corynebacterium at ang mga bacterial genera na ito ay mga kinatawan na pinag-aralan nang mabuti23,33.
Maraming uri ng biosurfactants na may malawak na hanay ng aplikasyon34. Ang isang mahalagang bentahe ng mga compound na ito ay ang ilan sa mga ito ay may aktibidad na antibacterial, larvicidal at insecticidal. Nangangahulugan ito na maaari itong gamitin sa mga industriya ng agrikultura, kemikal, parmasyutiko at kosmetiko35,36,37,38. Dahil ang mga biosurfactant ay karaniwang biodegradable at kapaki-pakinabang sa kapaligiran, ginagamit ang mga ito sa mga pinagsamang programa sa pamamahala ng peste upang protektahan ang mga pananim39. Kaya, nakuha ang pangunahing kaalaman tungkol sa aktibidad na larvicidal at antitermite ng mga microbial biosurfactant na ginawa ng Enterobacter cloacae SJ2. Sinuri namin ang mortalidad at mga pagbabago sa histological kapag nalantad sa iba't ibang konsentrasyon ng rhamnolipid biosurfactants. Bilang karagdagan, sinuri namin ang malawakang ginagamit na Quantitative Structure-Activity (QSAR) computer program na Ecological Structure-Activity (ECOSAR) upang matukoy ang talamak na toxicity para sa microalgae, daphnia, at isda.
Sa pag-aaral na ito, ang aktibidad na antitermite (toxicity) ng mga purified biosurfactant sa iba't ibang konsentrasyon mula 30 hanggang 50 mg/ml (sa pagitan ng 5 mg/ml) ay sinubukan laban sa mga anay ng India, O. obesus at ikaapat na uri). Suriin. Larvae ng instar Cx. Larvae ng mga lamok na quinquefasciatus. Mga konsentrasyon ng biosurfactant LC50 sa loob ng 48 oras laban sa O. obesus at Cx. C. solanacearum. Ang mga larvae ng lamok ay natukoy gamit ang isang nonlinear regression curve fitting method. Ang mga resulta ay nagpakita na ang mortalidad ng anay ay tumaas kasabay ng pagtaas ng konsentrasyon ng biosurfactant. Ipinakita ng mga resulta na ang biosurfactant ay may larvicidal activity (Figure 1) at anti-termite activity (Figure 2), na may 48-oras na LC50 values (95% CI) na 26.49 mg/L (25.40 hanggang 27.57) at 33.43 mg/l (Fig. 31.09 hanggang 35.68), ayon sa pagkakabanggit (Table 1). Sa mga tuntunin ng acute toxicity (48 oras), ang biosurfactant ay inuri bilang "nakakapinsala" sa mga sinubukang organismo. Ang biosurfactant na ginawa sa pag-aaral na ito ay nagpakita ng mahusay na larvicidal activity na may 100% na mortality sa loob ng 24-48 oras ng pagkakalantad.
Kalkulahin ang halaga ng LC50 para sa aktibidad na larvicidal. Nonlinear regression curve fitting (solidong linya) at 95% confidence interval (may kulay na lugar) para sa relatibong mortalidad (%).
Kalkulahin ang halaga ng LC50 para sa aktibidad laban sa anay. Pagsasaayos ng nonlinear regression curve (solidong linya) at 95% confidence interval (may kulay na lugar) para sa relatibong mortalidad (%).
Sa pagtatapos ng eksperimento, naobserbahan ang mga pagbabagong morpolohikal at anomalya sa ilalim ng mikroskopyo. Naobserbahan ang mga pagbabagong morpolohikal sa mga grupong kontrol at ginamot sa 40x magnification. Gaya ng ipinapakita sa Figure 3, naganap ang kapansanan sa paglaki sa karamihan ng mga larvae na ginamot gamit ang mga biosurfactant. Ipinapakita ng Figure 3a ang isang normal na Cx. quinquefasciatus, at ipinapakita naman ng Figure 3b ang isang anomalous na Cx. Nagdudulot ng limang larvae ng nematode.
Epekto ng sublethal (LC50) na dosis ng biosurfactants sa pag-unlad ng Culex quinquefasciatus larvae. Larawan ng light microscopy (a) ng isang normal na Cx sa 40× magnification. quinquefasciatus (b) Abnormal na Cx. Nagdudulot ng limang larvae ng nematode.
Sa kasalukuyang pag-aaral, ang histological na pagsusuri ng ginamot na larvae (Fig. 4) at anay (Fig. 5) ay nagpakita ng ilang abnormalidad, kabilang ang pagbawas sa bahagi ng tiyan at pinsala sa mga kalamnan, epithelial layer, at balat. Ipinakita ng histology ang mekanismo ng inhibitory activity ng biosurfactant na ginamit sa pag-aaral na ito.
Histopathology ng normal na hindi ginamot na larvae ng Cx sa ika-4 na instar. larvae ng quinquefasciatus (kontrol: (a,b)) at ginamot gamit ang biosurfactant (paggamot: (c,d)). Ang mga arrow ay nagpapahiwatig ng ginamot na intestinal epithelium (epi), nuclei (n), at muscle (mu). Bar = 50 µm.
Histopathology ng normal na hindi ginamot na O. obesus (kontrol: (a,b)) at biosurfactant na ginamot (paggamot: (c,d)). Ang mga arrow ay nagpapahiwatig ng intestinal epithelium (epi) at muscle (mu), ayon sa pagkakabanggit. Bar = 50 µm.
Sa pag-aaral na ito, ginamit ang ECOSAR upang mahulaan ang talamak na toxicity ng mga produktong rhamnolipid biosurfactant sa mga pangunahing prodyuser (green algae), mga pangunahing mamimili (mga pulgas sa tubig) at mga pangalawang mamimili (isda). Gumagamit ang programang ito ng mga sopistikadong quantitative structure-activity compound model upang suriin ang toxicity batay sa istrukturang molekular. Gumagamit ang modelo ng structure-activity (SAR) software upang kalkulahin ang talamak at pangmatagalang toxicity ng mga sangkap sa mga uri ng hayop sa tubig. Sa partikular, ibinubuod ng Talahanayan 2 ang tinantyang mean lethal concentrations (LC50) at mean effective concentrations (EC50) para sa ilang uri ng hayop. Ang pinaghihinalaang toxicity ay ikinategorya sa apat na antas gamit ang Globally Harmonized System of Classification and Labeling of Chemicals (Talahanayan 3).
Pagkontrol sa mga sakit na dala ng vector, lalo na ang mga uri ng lamok at mga lamok na Aedes. Mahirap na ngayon ang mga Ehipsiyo 40,41,42,43,44,45,46. Bagama't medyo kapaki-pakinabang ang ilang kemikal na pestisidyo, tulad ng mga pyrethroid at organophosphate, nagdudulot ito ng malaking panganib sa kalusugan ng tao, kabilang ang diabetes, mga sakit sa reproduktibo, mga sakit sa neurological, kanser, at mga sakit sa paghinga. Bukod dito, sa paglipas ng panahon, ang mga insektong ito ay maaaring maging resistensya sa mga ito13,43,48. Kaya, ang epektibo at environment-friendly na mga biological control measure ay magiging mas popular na paraan ng pagkontrol ng lamok49,50. Iminungkahi ni Benelli51 na ang maagang pagkontrol ng mga lamok na nagdadala ng lamok ay magiging mas epektibo sa mga urban area, ngunit hindi nila inirerekomenda ang paggamit ng mga larvicide sa mga rural area52. Iminungkahi rin nina Tom et al 53 na ang pagkontrol sa mga lamok sa kanilang mga hindi pa gaanong gulang na yugto ay magiging isang ligtas at simpleng estratehiya dahil mas sensitibo sila sa mga control agent 54.
Ang produksyon ng biosurfactant ng isang malakas na strain (Enterobacter cloacae SJ2) ay nagpakita ng pare-pareho at promising na bisa. Iniulat ng aming nakaraang pag-aaral na ino-optimize ng Enterobacter cloacae SJ2 ang produksyon ng biosurfactant gamit ang mga physicochemical parameter26. Ayon sa kanilang pag-aaral, ang pinakamainam na kondisyon para sa produksyon ng biosurfactant ng isang potensyal na E. cloacae isolate ay ang incubation sa loob ng 36 na oras, pag-alog sa 150 rpm, pH 7.5, 37 °C, salinity 1 ppt, 2% glucose bilang carbon source, at 1% yeast. Ang extract ay ginamit bilang nitrogen source upang makakuha ng 2.61 g/L biosurfactant. Bukod pa rito, ang mga biosurfactant ay kinilala gamit ang TLC, FTIR at MALDI-TOF-MS. Kinumpirma nito na ang rhamnolipid ay isang biosurfactant. Ang glycolipid biosurfactants ang pinakamasinsinang pinag-aralang klase ng iba pang uri ng biosurfactants55. Binubuo ang mga ito ng mga bahagi ng carbohydrate at lipid, pangunahin na ang mga fatty acid chain. Sa mga glycolipid, ang mga pangunahing kinatawan ay rhamnolipid at sophorolipid56. Ang mga rhamnolipid ay naglalaman ng dalawang rhamnose moieties na nakaugnay sa mono- o di-β-hydroxydecanoic acid57. Ang paggamit ng mga rhamnolipid sa industriya ng medisina at parmasyutiko ay matagal nang naitatag58, bilang karagdagan sa kanilang kamakailang paggamit bilang mga pestisidyo59.
Ang interaksyon ng biosurfactant sa hydrophobic na rehiyon ng respiratory siphon ay nagpapahintulot sa tubig na dumaan sa stomatal cavity nito, sa gayon ay pinapataas ang kontak ng larvae sa kapaligirang aquatic. Ang presensya ng mga biosurfactant ay nakakaapekto rin sa trachea, na ang haba ay malapit sa ibabaw, na nagpapadali sa larvae na gumapang papunta sa ibabaw at huminga. Bilang resulta, bumababa ang surface tension ng tubig. Dahil hindi makakapit ang larvae sa ibabaw ng tubig, nahuhulog sila sa ilalim ng tangke, na nakakagambala sa hydrostatic pressure, na nagreresulta sa labis na paggasta ng enerhiya at kamatayan sa pamamagitan ng pagkalunod38,60. Katulad na mga resulta ang nakuha ni Ghribi61, kung saan ang isang biosurfactant na ginawa ng Bacillus subtilis ay nagpakita ng larvicidal activity laban sa Ephestia kuehniella. Katulad nito, sinuri rin ng larvicidal activity nina Cx. Das at Mukherjee23 ang epekto ng cyclic lipopeptides sa quinquefasciatus larvae.
Ang mga resulta ng pag-aaral na ito ay tungkol sa larvicidal activity ng mga rhamnolipid biosurfactant laban sa Cx. Ang pagpatay sa mga lamok na quinquefasciatus ay naaayon sa mga naunang nailathalang resulta. Halimbawa, ginagamit ang mga surfactant na nakabatay sa surfactin na ginawa ng iba't ibang bacteria ng genus na Bacillus. at Pseudomonas spp. Ilang naunang ulat64,65,66 ang nag-ulat ng larval-killing activity ng mga lipopeptide biosurfactant mula sa Bacillus subtilis23. Natuklasan nina Deepali et al. 63 na ang rhamnolipid biosurfactant na nakahiwalay mula sa Stenotropomonas maltophilia ay may malakas na larvicidal activity sa konsentrasyon na 10 mg/L. Iniulat nina Silva et al. 67 ang larvicidal activity ng rhamnolipid biosurfactant laban sa Ae sa konsentrasyon na 1 g/L. Aedes aegypti, Kanakdande et al. Iniulat ng 68 na ang mga lipopeptide biosurfactant na ginawa ng Bacillus subtilis ay nagdulot ng pangkalahatang mortalidad sa Culex larvae at anay na may lipophilic fraction ng Eucalyptus. Gayundin, iniulat nina Masendra et al. 69 ang mortalidad ng manggagawang langgam (Cryptotermes cynocephalus Light.) na 61.7% sa lipophilic n-hexane at EtOAc fractions ng E. crude extract.
Iniulat nina Parthipan et al. 70 ang paggamit ng mga lipopeptide biosurfactant na ginawa ng Bacillus subtilis A1 at Pseudomonas stutzeri NA3 bilang pamatay-insekto laban sa Anopheles Stephensi, isang tagapagdala ng parasito ng malaria na Plasmodium. Naobserbahan nila na ang larvae at pupa ay mas matagal na nabubuhay, may mas maikling panahon ng pangingitlog, sterile, at may mas maikling haba ng buhay kapag ginamitan ng iba't ibang konsentrasyon ng biosurfactant. Ang naobserbahang LC50 values ng B. subtilis biosurfactant A1 ay 3.58, 4.92, 5.37, 7.10 at 7.99 mg/L para sa iba't ibang estado ng larva (hal. larvae I, II, III, IV at stage pupa) ayon sa pagkakabanggit. Sa paghahambing, ang mga biosurfactant para sa larval stages I-IV at pupal stages ng Pseudomonas stutzeri NA3 ay 2.61, 3.68, 4.48, 5.55 at 6.99 mg/L, ayon sa pagkakabanggit. Ang naantalang penolohiya ng mga nabubuhay na larvae at pupa ay pinaniniwalaang resulta ng mga makabuluhang pisyolohikal at metabolikong kaguluhan na dulot ng mga paggamot gamit ang insecticide71.
Ang Wickerhamomyces anomalus strain CCMA 0358 ay gumagawa ng biosurfactant na may 100% larvicidal activity laban sa mga lamok na Aedes. Ang aegypti 24-oras na interval 38 ay mas mataas kaysa sa iniulat nina Silva et al. Ang isang biosurfactant na ginawa mula sa Pseudomonas aeruginosa gamit ang sunflower oil bilang pinagmumulan ng carbon ay naipakita na pumapatay ng 100% ng larvae sa loob ng 48 oras 67. Ipinakita rin nina Abinaya et al.72 at Pradhan et al.73 ang mga larvicidal o insecticidal na epekto ng mga surfactant na ginawa ng ilang isolates ng genus na Bacillus. Natuklasan sa isang naunang nailathalang pag-aaral nina Senthil-Nathan et al. na 100% ng mga larvae ng lamok na nalantad sa mga lagoon ng halaman ay malamang na mamatay. 74.
Ang pagtatasa ng mga sublethal na epekto ng mga insecticide sa biology ng insekto ay kritikal para sa mga integrated pest management program dahil ang mga sublethal na dosis/konsentrasyon ay hindi pumapatay ng mga insekto ngunit maaaring mabawasan ang populasyon ng mga insekto sa mga susunod na henerasyon sa pamamagitan ng paggambala sa mga biological na katangian10. Naobserbahan nina Siqueira et al 75 ang kumpletong larvicidal activity (100% mortality) ng rhamnolipid biosurfactant (300 mg/ml) nang subukan sa iba't ibang konsentrasyon mula 50 hanggang 300 mg/ml. Larval stage ng mga strain ng Aedes aegypti. Sinuri nila ang mga epekto ng oras hanggang kamatayan at mga sublethal na konsentrasyon sa larval survival at aktibidad sa paglangoy. Bukod pa rito, naobserbahan nila ang pagbaba sa bilis ng paglangoy pagkatapos ng 24-48 oras na pagkakalantad sa mga sublethal na konsentrasyon ng biosurfactant (hal., 50 mg/mL at 100 mg/mL). Ang mga lason na may magagandang sublethal na papel ay pinaniniwalaang mas epektibo sa pagdudulot ng maraming pinsala sa mga nakalantad na peste76.
Ang mga obserbasyong histolohikal sa aming mga resulta ay nagpapahiwatig na ang mga biosurfactant na ginawa ng Enterobacter cloacae SJ2 ay makabuluhang nagpapabago sa mga tisyu ng lamok (Cx. quinquefasciatus) at anay (O. obesus) larvae. Ang mga katulad na anomalya ay sanhi ng mga paghahanda ng basil oil sa An. gambiaes.s at An. arabica ay inilarawan ni Ochola77. Inilarawan din ni Kamaraj et al.78 ang parehong mga abnormalidad sa morpolohiya sa An. Ang larvae ni Stephanie ay nalantad sa mga nanoparticle ng ginto. Iniulat din ni Vasantha-Srinivasan et al.79 na ang shepherd's purse essential oil ay lubhang nakapinsala sa silid at epithelial layer ng Aedes albopictus. Iniulat ni Aedes aegypti. Raghavendran et al. na ang larvae ng lamok ay ginamot gamit ang 500 mg/ml mycelial extract ng isang lokal na Penicillium fungus. Ang Ae ay nagpapakita ng malubhang pinsala sa histolohiya. aegypti at Cx. Mortality rate 80. Dati, pinag-aralan sina Abinaya et al. Fourth instar larvae ng An. Stephensi at Ae. aegypti ay nakatuklas ng maraming pagbabago sa histolohiya sa Aedes aegypti na ginamot gamit ang B. licheniformis exopolysaccharides, kabilang ang gastric cecum, pagkasayang ng kalamnan, pinsala at disorganisasyon ng nerve cord ganglia72. Ayon kay Raghavendran et al., pagkatapos ng paggamot gamit ang P. daleae mycelial extract, ang mga midgut cell ng mga lamok na sinubok (ika-4 na instar larvae) ay nagpakita ng pamamaga ng lumen ng bituka, pagbaba ng mga intercellular na nilalaman, at nuclear degeneration81. Ang parehong mga pagbabago sa histolohiya ay naobserbahan sa mga larvae ng lamok na ginamot gamit ang echinacea leaf extract, na nagpapahiwatig ng potensyal na insecticidal ng mga ginamot na compound50.
Ang paggamit ng ECOSAR software ay nakatanggap ng internasyonal na pagkilala82. Ipinahihiwatig ng kasalukuyang pananaliksik na ang talamak na toxicity ng mga ECOSAR biosurfactant sa microalgae (C. vulgaris), isda at mga pulgas sa tubig (D. magna) ay nabibilang sa kategoryang "toxicity" na tinukoy ng United Nations83. Ginagamit ng ECOSAR ecotoxicity model ang SAR at QSAR upang mahulaan ang talamak at pangmatagalang toxicity ng mga sangkap at kadalasang ginagamit upang mahulaan ang toxicity ng mga organikong pollutant82,84.
Ang paraformaldehyde, sodium phosphate buffer (pH 7.4) at lahat ng iba pang kemikal na ginamit sa pag-aaral na ito ay binili mula sa HiMedia Laboratories, India.
Isinagawa ang produksyon ng biosurfactant sa 500 mL na Erlenmeyer flasks na naglalaman ng 200 mL ng sterile Bushnell Haas medium na may 1% crude oil bilang tanging pinagmumulan ng carbon. Isang preculture ng Enterobacter cloacae SJ2 (1.4 × 104 CFU/ml) ang inokulated at kinultura sa isang orbital shaker sa 37°C, 200 rpm sa loob ng 7 araw. Pagkatapos ng incubation period, ang biosurfactant ay kinuha sa pamamagitan ng centrifuging ng culture medium sa 3400×g sa loob ng 20 minuto sa 4°C at ang nagresultang supernatant ay ginamit para sa mga layunin ng screening. Ang mga pamamaraan sa pag-optimize at paglalarawan ng mga biosurfactant ay kinuha mula sa aming naunang pag-aaral26.
Ang mga larvae ng Culex quinquefasciatus ay nakuha mula sa Center for Advanced Study in Marine Biology (CAS), Palanchipetai, Tamil Nadu (India). Ang mga larvae ay pinalaki sa mga plastik na lalagyan na puno ng deionized na tubig sa temperaturang 27 ± 2°C at isang photoperiod na 12:12 (maliwanag:madilim). Ang mga larvae ng lamok ay pinakain ng 10% glucose solution.
Ang mga larvae ng Culex quinquefasciatus ay natagpuan sa mga bukas at walang proteksyong septic tank. Gumamit ng mga karaniwang alituntunin sa klasipikasyon upang matukoy at makultura ang mga larvae sa laboratoryo85. Ang mga pagsubok sa larvicidal ay isinagawa alinsunod sa mga rekomendasyon ng World Health Organization86. SH. Ang mga larvae ng ikaapat na instar ng quinquefasciatus ay kinolekta sa mga saradong tubo sa mga grupo na 25 ml at 50 ml na may air gap na dalawang-katlo ng kanilang kapasidad. Ang biosurfactant (0–50 mg/ml) ay idinagdag sa bawat tubo nang paisa-isa at iniimbak sa 25 °C. Ang control tube ay gumamit lamang ng distilled water (50 ml). Ang mga patay na larvae ay itinuturing na mga hindi nagpakita ng mga palatandaan ng paglangoy sa panahon ng incubation (12–48 oras)87. Kalkulahin ang porsyento ng pagkamatay ng larva gamit ang equation. (1)88.
Kasama sa pamilyang Odontotermitidae ang anay ng India na Odontotermes obesus, na matatagpuan sa mga nabubulok na troso sa Agricultural Campus (Annamalai University, India). Subukan ang biosurfactant na ito (0–50 mg/ml) gamit ang mga normal na pamamaraan upang matukoy kung ito ay nakakapinsala. Pagkatapos matuyo sa laminar air flow sa loob ng 30 minuto, ang bawat piraso ng papel na Whatman ay binalutan ng biosurfactant sa konsentrasyon na 30, 40, o 50 mg/ml. Ang mga pre-coated at uncoated na piraso ng papel ay sinubukan at inihambing sa gitna ng isang Petri dish. Ang bawat petri dish ay naglalaman ng humigit-kumulang tatlumpung aktibong anay na O. obesus. Ang mga anay na kontrol at sumubok ay binigyan ng basang papel bilang pinagkukunan ng pagkain. Lahat ng plato ay pinanatili sa temperatura ng silid sa buong panahon ng incubation. Namatay ang mga anay pagkatapos ng 12, 24, 36 at 48 oras89,90. Pagkatapos ay ginamit ang Equation 1 upang tantyahin ang porsyento ng pagkamatay ng anay sa iba't ibang konsentrasyon ng biosurfactant. (2).
Ang mga sample ay itinago sa yelo at inilagay sa mga microtube na naglalaman ng 100 ml ng 0.1 M sodium phosphate buffer (pH 7.4) at ipinadala sa Central Aquaculture Pathology Laboratory (CAPL) ng Rajiv Gandhi Center for Aquaculture (RGCA). Histology Laboratory, Sirkali, Mayiladuthurai. District, Tamil Nadu, India para sa karagdagang pagsusuri. Ang mga sample ay agad na inayos sa 4% paraformaldehyde sa 37°C sa loob ng 48 oras.
Pagkatapos ng yugto ng pag-aayos, ang materyal ay hinugasan nang tatlong beses gamit ang 0.1 M sodium phosphate buffer (pH 7.4), unti-unting inalis sa tubig sa ethanol at ibinabad sa LEICA resin sa loob ng 7 araw. Ang substansiya ay inilalagay sa isang plastik na molde na puno ng resin at polymerizer, at pagkatapos ay inilalagay sa isang oven na pinainit sa 37°C hanggang sa ang bloke na naglalaman ng substansiya ay ganap na ma-polymerize.
Pagkatapos ng polimerisasyon, ang mga bloke ay pinutol gamit ang isang LEICA RM2235 microtome (Rankin Biomedical Corporation 10,399 Enterprise Dr. Davisburg, MI 48,350, USA) na may kapal na 3 mm. Ang mga seksyon ay nakapangkat sa mga slide, na may anim na seksyon bawat slide. Ang mga slide ay pinatuyo sa temperatura ng silid, pagkatapos ay kinulayan ng hematoxylin sa loob ng 7 minuto at hinugasan ng umaagos na tubig sa loob ng 4 na minuto. Bukod pa rito, ilapat ang solusyon ng eosin sa balat sa loob ng 5 minuto at banlawan ng umaagos na tubig sa loob ng 5 minuto.
Ang matinding toxicity ay hinulaan gamit ang mga organismong nabubuhay sa tubig mula sa iba't ibang antas ng tropikal: 96-oras na isdang LC50, 48-oras na D. magna LC50, at 96-oras na berdeng algae EC50. Ang toxicity ng mga rhamnolipid biosurfactant sa isda at berdeng algae ay tinasa gamit ang ECOSAR software version 2.2 para sa Windows na binuo ng US Environmental Protection Agency. (Makukuha online sa https://www.epa.gov/tsca-screening-tools/ecological-struct-activity-relationships-ecosar-predictive-model).
Ang lahat ng mga pagsusuri para sa aktibidad na larvicidal at antitermite ay isinagawa nang tatlong beses. Ang nonlinear regression (log ng mga variable ng tugon ng dosis) ng datos ng pagkamatay ng larva at anay ay isinagawa upang kalkulahin ang median lethal concentration (LC50) na may 95% confidence interval, at ang mga concentration response curve ay nabuo gamit ang Prism® (bersyon 8.0, GraphPad Software) Inc., USA) 84, 91.
Inilalahad ng kasalukuyang pag-aaral ang potensyal ng mga microbial biosurfactant na ginawa ng Enterobacter cloacae SJ2 bilang mga ahente ng larvicidal at antitermite sa lamok, at ang gawaing ito ay makakatulong sa mas mahusay na pag-unawa sa mga mekanismo ng aksyon ng larvicidal at antitermite. Ang mga histological na pag-aaral ng larvae na ginamitan ng biosurfactant ay nagpakita ng pinsala sa digestive tract, midgut, cerebral cortex at hyperplasia ng mga intestinal epithelial cell. Mga Resulta: Ang toxicological na pagsusuri ng antitermite at larvicidal na aktibidad ng rhamnolipid biosurfactant na ginawa ng Enterobacter cloacae SJ2 ay nagsiwalat na ang isolate na ito ay isang potensyal na biopesticide para sa pagkontrol ng mga sakit na dala ng vector ng mga lamok (Cx quinquefasciatus) at anay (O. obesus). Kailangang maunawaan ang pinagbabatayan na environmental toxicity ng mga biosurfactant at ang kanilang mga potensyal na epekto sa kapaligiran. Ang pag-aaral na ito ay nagbibigay ng siyentipikong batayan para sa pagtatasa ng panganib sa kapaligiran ng mga biosurfactant.
Oras ng pag-post: Abril-09-2024