Rozšírené používanie syntetických pesticídov viedlo k mnohým problémom vrátane vzniku rezistentných organizmov, zhoršovania životného prostredia a poškodzovania ľudského zdravia. Preto sa objavujú nové mikrobiálnepesticídySú naliehavo potrebné látky, ktoré sú bezpečné pre ľudské zdravie a životné prostredie. V tejto štúdii sa na vyhodnotenie toxicity pre larvy komárov (Culex quinquefasciatus) a termitov (Odontotermes obesus) použil ramnolipidový biosurfaktant produkovaný Enterobacter cloacae SJ2. Výsledky ukázali, že medzi jednotlivými ošetreniami bola úmrtnosť závislá od dávky. Hodnota LC50 (50 % letálna koncentrácia) po 48 hodinách pre biosurfaktanty termitov a lariev komárov sa stanovila pomocou metódy nelineárnej regresnej krivky. Výsledky ukázali, že 48-hodinové hodnoty LC50 (95 % interval spoľahlivosti) larvicídnej a antitermitickej aktivity biosurfaktantu boli 26,49 mg/l (rozsah 25,40 až 27,57) a 33,43 mg/l (rozsah 31,09 až 35,68). Podľa histopatologického vyšetrenia spôsobila liečba biosurfaktantmi vážne poškodenie organelových tkanív lariev a termitov. Výsledky tejto štúdie naznačujú, že mikrobiálny biosurfaktant produkovaný Enterobacter cloacae SJ2 je vynikajúcim a potenciálne účinným nástrojom na kontrolu Cx, quinquefasciatus a O. obesus.
Tropické krajiny čelia veľkému počtu chorôb prenášaných komármi1. Význam chorôb prenášaných komármi je rozsiahly. Každý rok zomrie na maláriu viac ako 400 000 ľudí a niektoré veľké mestá zažívajú epidémie závažných chorôb, ako je dengue, žltá zimnica, chikungunya a Zika.2 Choroby prenášané vektormi sú spojené s jednou zo šiestich infekcií na celom svete, pričom najvýznamnejší počet prípadov spôsobujú komáre3,4. Culex, Anopheles a Aedes sú tri rody komárov, ktoré sú najčastejšie spojené s prenosom chorôb5. Prevalencia horúčky dengue, infekcie prenášanej komárom Aedes aegypti, sa za posledné desaťročie zvýšila a predstavuje významnú hrozbu pre verejné zdravie4,7,8. Podľa Svetovej zdravotníckej organizácie (WHO) je viac ako 40 % svetovej populácie ohrozených horúčkou dengue, pričom ročne sa vo viac ako 100 krajinách vyskytne 50 – 100 miliónov nových prípadov9,10,11. Horúčka dengue sa stala hlavným problémom verejného zdravia, pretože jej výskyt sa celosvetovo zvýšil12,13,14. Anopheles gambiae, bežne známy ako africký komár Anopheles, je najdôležitejším prenášačom malárie u ľudí v tropických a subtropických oblastiach15. Vírus západonílskej horúčky, encefalitídu St. Louis, japonskú encefalitídu a vírusové infekcie koní a vtákov prenášajú komáre Culex, často nazývané aj obyčajné domáce komáre. Okrem toho sú aj prenášačmi bakteriálnych a parazitárnych chorôb16. Na svete existuje viac ako 3 000 druhov termitov a existujú už viac ako 150 miliónov rokov17. Väčšina škodcov žije v pôde a živí sa drevom a výrobkami z dreva obsahujúcimi celulózu. Indický termit Odontotermes obesus je dôležitý škodca, ktorý spôsobuje vážne škody na dôležitých plodinách a stromoch18. V poľnohospodárskych oblastiach môže zamorenie termitmi v rôznych štádiách spôsobiť obrovské ekonomické škody na rôznych plodinách, druhoch stromov a stavebných materiáloch. Termity môžu tiež spôsobiť problémy s ľudským zdravím19.
Problematika rezistencie mikroorganizmov a škodcov v dnešnej farmaceutickej a poľnohospodárskej oblasti je zložitá20,21. Preto by obe spoločnosti mali hľadať nové nákladovo efektívne antimikrobiálne látky a bezpečné biopesticídy. Syntetické pesticídy sú teraz dostupné a preukázalo sa, že sú infekčné a odpudzujú necieľový užitočný hmyz22. V posledných rokoch sa výskum biosurfaktantov rozšíril vďaka ich použitiu v rôznych odvetviach. Biosurfaktanty sú veľmi užitočné a dôležité v poľnohospodárstve, sanácii pôdy, ťažbe ropy, odstraňovaní baktérií a hmyzu a spracovaní potravín23,24. Biosurfaktanty alebo mikrobiálne surfaktanty sú biosurfaktantové chemikálie produkované mikroorganizmami, ako sú baktérie, kvasinky a huby v pobrežných biotopoch a oblastiach kontaminovaných ropou25,26. Chemicky odvodené surfaktanty a biosurfaktanty sú dva typy, ktoré sa získavajú priamo z prírodného prostredia27. Rôzne biosurfaktanty sa získavajú z morských biotopov28,29. Preto vedci hľadajú nové technológie na výrobu biosurfaktantov na báze prírodných baktérií30,31. Pokroky v takomto výskume ukazujú dôležitosť týchto biologických zlúčenín pre ochranu životného prostredia32. Bacillus, Pseudomonas, Rhodococcus, Alcaligenes, Corynebacterium a tieto bakteriálne rody sú dobre preskúmanými zástupcami23,33.
Existuje mnoho typov biosurfaktantov so širokým spektrom použitia34. Významnou výhodou týchto zlúčenín je, že niektoré z nich majú antibakteriálnu, larvicídnu a insekticídnu aktivitu. To znamená, že sa môžu používať v poľnohospodárskom, chemickom, farmaceutickom a kozmetickom priemysle35,36,37,38. Keďže biosurfaktanty sú vo všeobecnosti biologicky odbúrateľné a environmentálne prospešné, používajú sa v integrovaných programoch ochrany proti škodcom na ochranu plodín39. Získali sa tak základné poznatky o larvicídnej a antitermitickej aktivite mikrobiálnych biosurfaktantov produkovaných Enterobacter cloacae SJ2. Skúmali sme mortalitu a histologické zmeny pri vystavení rôznym koncentráciám ramnolipidových biosurfaktantov. Okrem toho sme vyhodnotili široko používaný počítačový program pre kvantitatívnu štruktúru a aktivitu (QSAR) s názvom Ecological Structure-Activity (ECOSAR) na stanovenie akútnej toxicity pre mikroriasy, dafnie a ryby.
V tejto štúdii bola testovaná antitermitová aktivita (toxicita) purifikovaných biosurfaktantov v rôznych koncentráciách od 30 do 50 mg/ml (v intervaloch 5 mg/ml) proti indickým termitom, O. obesus a štvrtému druhu. Vyhodnotenie. Larvy instaru Cx. Larvy komárov quinquefasciatus. Koncentrácie LC50 biosurfaktantu počas 48 hodín proti O. obesus a Cx. C. solanacearum. Larvy komárov boli identifikované pomocou metódy nelineárnej regresnej krivky. Výsledky ukázali, že úmrtnosť termitov sa zvyšovala so zvyšujúcou sa koncentráciou biosurfaktantu. Výsledky ukázali, že biosurfaktant mal larvicídnu aktivitu (obrázok 1) a antitermitovú aktivitu (obrázok 2) s 48-hodinovými hodnotami LC50 (95 % CI) 26,49 mg/l (25,40 až 27,57) a 33,43 mg/l (obr. 31,09 až 35,68) (tabuľka 1). Z hľadiska akútnej toxicity (48 hodín) je biosurfaktant klasifikovaný ako „škodlivý“ pre testované organizmy. Biosurfaktant vyrobený v tejto štúdii preukázal vynikajúcu larvicídnu aktivitu so 100 % úmrtnosťou v priebehu 24 – 48 hodín od expozície.
Vypočítajte hodnotu LC50 pre larvicídnu aktivitu. Aproximácia nelineárnej regresnej krivky (plná čiara) a 95 % interval spoľahlivosti (tieňovaná oblasť) pre relatívnu úmrtnosť (%).
Vypočítajte hodnotu LC50 pre aktivitu proti termitom. Aproximácia nelineárnej regresnej krivky (plná čiara) a 95 % interval spoľahlivosti (tieňovaná oblasť) pre relatívnu úmrtnosť (%).
Na konci experimentu boli pod mikroskopom pozorované morfologické zmeny a anomálie. Morfologické zmeny boli pozorované v kontrolnej a liečenej skupine pri 40-násobnom zväčšení. Ako je znázornené na obrázku 3, u väčšiny lariev liečených biosurfaktantmi sa vyskytlo zhoršenie rastu. Obrázok 3a zobrazuje normálny Cx. quinquefasciatus, obrázok 3b zobrazuje anomálny Cx. Spôsobuje päť lariev háďatka.
Vplyv subletálnych (LC50) dávok biosurfaktantov na vývoj lariev Culex quinquefasciatus. Obrázok svetelného mikroskopu (a) normálneho Cx pri 40-násobnom zväčšení. quinquefasciatus (b) Abnormálny Cx. Spôsobuje päť lariev nematód.
V predloženej štúdii histologické vyšetrenie ošetrených lariev (obr. 4) a termitov (obr. 5) odhalilo niekoľko abnormalít vrátane zmenšenia brušnej plochy a poškodenia svalov, epitelových vrstiev a kože v strednom čreve. Histológia odhalila mechanizmus inhibičnej aktivity biosurfaktantu použitého v tejto štúdii.
Histopatológia normálnych neošetrených lariev Cx v 4. instare. Larvy quinquefasciatus (kontrola: (a, b)) a ošetrené biosurfaktantom (ošetrenie: (c, d)). Šípky označujú ošetrený črevný epitel (epi), jadrá (n) a sval (mu). Stĺpec = 50 µm.
Histopatológia normálneho neošetreného O. obesus (kontrola: (a, b)) a ošetreného biosurfaktantom (ošetrenie: (c, d)). Šípky označujú črevný epitel (epi) a sval (mu). Stĺpec = 50 µm.
V tejto štúdii bol použitý program ECOSAR na predpovedanie akútnej toxicity biosurfaktantov s ramnolipidovou štruktúrou pre primárnych producentov (zelené riasy), primárnych konzumentov (vodné blchy) a sekundárnych konzumentov (ryby). Tento program využíva sofistikované kvantitatívne modely štruktúry a aktivity zlúčenín na vyhodnotenie toxicity na základe molekulárnej štruktúry. Model využíva softvér štruktúry a aktivity (SAR) na výpočet akútnej a dlhodobej toxicity látok pre vodné druhy. Konkrétne, tabuľka 2 sumarizuje odhadované priemerné letálne koncentrácie (LC50) a priemerné účinné koncentrácie (EC50) pre niekoľko druhov. Podozrenie na toxicitu bolo rozdelené do štyroch úrovní pomocou Globálne harmonizovaného systému klasifikácie a označovania chemikálií (Tabuľka 3).
Kontrola chorôb prenášaných vektormi, najmä kmeňov komárov a komárov rodu Aedes. Egypťania teraz ťažko pracujú 40,41,42,43,44,45,46. Hoci niektoré chemicky dostupné pesticídy, ako sú pyretroidy a organofosfáty, sú do istej miery prospešné, predstavujú významné riziká pre ľudské zdravie vrátane cukrovky, reprodukčných porúch, neurologických porúch, rakoviny a respiračných ochorení. Navyše, časom sa tento hmyz môže stať voči nim odolným13,43,48. Účinné a ekologické biologické kontrolné opatrenia sa tak stanú populárnejšou metódou kontroly komárov49,50. Benelli51 naznačil, že včasná kontrola komárov-prenášačov by bola účinnejšia v mestských oblastiach, ale neodporúčali používanie larvicídov vo vidieckych oblastiach52. Tom a kol.53 tiež naznačili, že kontrola komárov v ich nezrelých štádiách by bola bezpečnou a jednoduchou stratégiou, pretože sú citlivejšie na kontrolné látky54.
Produkcia biosurfaktantu silným kmeňom (Enterobacter cloacae SJ2) preukázala konzistentnú a sľubnú účinnosť. Naša predchádzajúca štúdia uviedla, že Enterobacter cloacae SJ2 optimalizuje produkciu biosurfaktantu pomocou fyzikálno-chemických parametrov26. Podľa ich štúdie boli optimálne podmienky pre produkciu biosurfaktantu potenciálnym izolátom E. cloacae inkubácia počas 36 hodín, miešanie pri 150 ot./min., pH 7,5, 37 °C, slanosť 1 ppt, 2 % glukózy ako zdroja uhlíka, 1 % kvasiniek. Extrakt sa použil ako zdroj dusíka na získanie 2,61 g/l biosurfaktantu. Okrem toho boli biosurfaktanty charakterizované pomocou TLC, FTIR a MALDI-TOF-MS. To potvrdilo, že ramnolipid je biosurfaktant. Glykolipidové biosurfaktanty sú najintenzívnejšie študovanou triedou iných typov biosurfaktantov55. Pozostávajú zo sacharidových a lipidových častí, najmä reťazcov mastných kyselín. Medzi glykolipidmi sú hlavnými predstaviteľmi ramnolipid a soforolipid56. Ramnolipidy obsahujú dve ramnózové skupiny viazané na kyselinu mono- alebo di-β-hydroxydekánovú 57. Použitie ramnolipidov v lekárskom a farmaceutickom priemysle je dobre zavedené 58, okrem ich nedávneho použitia ako pesticídov 59.
Interakcia biosurfaktantu s hydrofóbnou oblasťou respiračného sifónu umožňuje vode prechádzať cez jeho prieduchovú dutinu, čím sa zvyšuje kontakt lariev s vodným prostredím. Prítomnosť biosurfaktantov ovplyvňuje aj priedušnicu, ktorej dĺžka je blízko povrchu, čo larvám uľahčuje plazenie sa na povrch a dýchanie. V dôsledku toho sa znižuje povrchové napätie vody. Keďže sa larvy nemôžu prichytiť k povrchu vody, padajú na dno nádrže, čím narúšajú hydrostatický tlak, čo vedie k nadmernému výdaju energie a smrti utopením38,60. Podobné výsledky dosiahol Ghribi61, kde biosurfaktant produkovaný Bacillus subtilis vykazoval larvicídnu aktivitu proti Ephestia kuehniella. Podobne larvicídna aktivita Cx. Dasa a Mukherjeeho23 tiež hodnotila účinok cyklických lipopeptidov na larvy quinquefasciatus.
Výsledky tejto štúdie sa týkajú larvicídnej aktivity ramnolipidových biosurfaktantov proti Cx. Hubenie komárov quinquefasciatus je v súlade s predtým publikovanými výsledkami. Napríklad sa používajú biosurfaktíny na báze surfaktínov produkované rôznymi baktériami rodu Bacillus a Pseudomonas spp. Niektoré skoré správy64,65,66 uvádzajú aktivitu lipopeptidových biosurfaktantov z Bacillus subtilis23 pri usmrcovaní lariev. Deepali a kol.63 zistili, že ramnolipidový biosurfaktant izolovaný zo Stenotropomonas maltophilia mal silnú larvicídnu aktivitu pri koncentrácii 10 mg/l. Silva a kol.67 uviedli larvicídnu aktivitu ramnolipidového biosurfaktantu proti Ae pri koncentrácii 1 g/l. Aedes aegypti. Kanakdande a kol. 68 uviedli, že lipopeptidové biosurfaktanty produkované Bacillus subtilis spôsobili celkovú úmrtnosť lariev Culex a termitov s lipofilnou frakciou Eucalyptus. Podobne Masendra a kol. 69 uviedli úmrtnosť robotníc (Cryptotermes cynocephalus Light.) 61,7 % v lipofilných frakciách n-hexánu a EtOAc surového extraktu E.
Parthipan a kol. 70 informovali o insekticídnom použití lipopeptidových biosurfaktantov produkovaných Bacillus subtilis A1 a Pseudomonas stutzeri NA3 proti Anopheles Stephensi, prenášaču maláriového parazita Plasmodium. Zistili, že larvy a kukly prežívali dlhšie, mali kratšie obdobia kladenia vajíčok, boli sterilné a mali kratšiu životnosť pri ošetrení rôznymi koncentráciami biosurfaktantov. Pozorované hodnoty LC50 biosurfaktantu B. subtilis A1 boli 3,58, 4,92, 5,37, 7,10 a 7,99 mg/l pre rôzne larválne štádiá (t. j. larvy I, II, III, IV a štádium kukly). Pre porovnanie, biosurfaktanty pre larválne štádiá I-IV a pupálne štádiá Pseudomonas stutzeri NA3 boli 2,61, 3,68, 4,48, 5,55 a 6,99 mg/l. Predpokladá sa, že oneskorená fenológia prežívajúcich lariev a kukiel je výsledkom významných fyziologických a metabolických porúch spôsobených ošetrením insekticídmi71.
Kmeň Wickerhamomyces anomalus CCMA 0358 produkuje biosurfaktant so 100 % larvicídnou aktivitou proti komárom rodu Aedes. 24-hodinový interval aegypti 38 bol vyšší, ako uvádzali Silva a kol. Biosurfaktant vyrobený z Pseudomonas aeruginosa s použitím slnečnicového oleja ako zdroja uhlíka preukázateľne zabíja 100 % lariev do 48 hodín 67. Abinaya a kol.72 a Pradhan a kol.73 tiež preukázali larvicídne alebo insekticídne účinky povrchovo aktívnych látok produkovaných niekoľkými izolátmi rodu Bacillus. Predtým publikovaná štúdia Senthil-Nathana a kol. zistila, že 100 % lariev komárov vystavených rastlinným lagúnam pravdepodobne uhynie. 74.
Posúdenie subletálnych účinkov insekticídov na biológiu hmyzu je rozhodujúce pre programy integrovanej ochrany proti škodcom, pretože subletálne dávky/koncentrácie hmyz nezabíjajú, ale môžu znížiť populácie hmyzu v budúcich generáciách narušením biologických charakteristík10. Siqueira a kol.75 pozorovali úplnú larvicídnu aktivitu (100 % úmrtnosť) rhamnolipidového biosurfaktantu (300 mg/ml) pri testovaní v rôznych koncentráciách od 50 do 300 mg/ml. Larválne štádium kmeňov Aedes aegypti. Analyzovali vplyv času do úmrtia a subletálnych koncentrácií na prežitie lariev a plaveckú aktivitu. Okrem toho pozorovali zníženie rýchlosti plávania po 24 – 48 hodinách vystavenia subletálnym koncentráciám biosurfaktantu (napr. 50 mg/ml a 100 mg/ml). Predpokladá sa, že jedy, ktoré majú sľubné subletálne úlohy, sú účinnejšie pri spôsobovaní viacnásobného poškodenia exponovaných škodcov76.
Histologické pozorovania našich výsledkov naznačujú, že biosurfaktanty produkované Enterobacter cloacae SJ2 významne menia tkanivá lariev komárov (Cx. quinquefasciatus) a termitov (O. obesus). Podobné anomálie spôsobili prípravky z bazalkového oleja u An. gambiaes.s a An. arabica, ktoré opísal Ochola77. Kamaraj a kol.78 tiež opísali rovnaké morfologické abnormality u An. Larvy Stephanie boli vystavené nanočasticiam zlata. Vasantha-Srinivasan a kol.79 tiež uviedli, že esenciálny olej z pastierskej kabelky vážne poškodil komorové a epitelové vrstvy Aedes albopictus. Aedes aegypti. Raghavendran a kol. uviedli, že larvy komárov boli ošetrené 500 mg/ml mycéliového extraktu miestnej huby Penicillium. Ae vykazujú vážne histologické poškodenie. aegypti a Cx. Úmrtnosť 80. Predtým Abinaya a kol. študovali larvy štvrtého instaru An. Stephensi a Ae. aegypti zistili početné histologické zmeny u Aedes aegypti liečených exopolysacharidmi B. licheniformis, vrátane slepého čreva žalúdka, svalovej atrofie, poškodenia a dezorganizácie ganglií nervových povrazcov72. Podľa Raghavendrana a kol. po ošetrení mycéliovým extraktom P. daleae vykazovali bunky stredného čreva testovaných komárov (larvy 4. instaru) opuch črevného lúmenu, pokles medzibunkového obsahu a jadrovú degeneráciu81. Rovnaké histologické zmeny boli pozorované u lariev komárov liečených extraktom z listov echinacey, čo naznačuje insekticídny potenciál ošetrených zlúčenín50.
Používanie softvéru ECOSAR získalo medzinárodné uznanie82. Súčasný výskum naznačuje, že akútna toxicita biosurfaktantov ECOSAR pre mikroriasy (C. vulgaris), ryby a vodné blchy (D. magna) spadá do kategórie „toxicity“ definovanej Organizáciou Spojených národov83. Model ekotoxicity ECOSAR využíva SAR a QSAR na predpovedanie akútnej a dlhodobej toxicity látok a často sa používa na predpovedanie toxicity organických znečisťujúcich látok82,84.
Paraformaldehyd, tlmivý roztok fosforečnanu sodného (pH 7,4) a všetky ostatné chemikálie použité v tejto štúdii boli zakúpené od spoločnosti HiMedia Laboratories, India.
Produkcia biosurfaktantu sa uskutočňovala v 500 ml Erlenmeyerových bankách obsahujúcich 200 ml sterilného Bushnell Haas média doplneného 1 % surovej ropy ako jediným zdrojom uhlíka. Predkultúra Enterobacter cloacae SJ2 (1,4 × 104 CFU/ml) bola naočkovaná a kultivovaná na orbitálnej trepačke pri teplote 37 °C, 200 ot./min. počas 7 dní. Po inkubačnej dobe bol biosurfaktant extrahovaný centrifugáciou kultivačného média pri 3400×g počas 20 minút pri 4 °C a výsledný supernatant bol použitý na skríningové účely. Optimalizačné postupy a charakterizácia biosurfaktantov boli prevzaté z našej predchádzajúcej štúdie26.
Larvy Culex quinquefasciatus boli získané z Centra pre pokročilé štúdium morskej biológie (CAS) v Palancipetai v Tamilnádu (India). Larvy boli chované v plastových nádobách naplnených deionizovanou vodou pri teplote 27 ± 2 °C a fotoperióde 12:12 (svetlo:tma). Larvy komárov boli kŕmené 10 % roztokom glukózy.
Larvy Culex quinquefasciatus sa našli v otvorených a nechránených septikoch. Na identifikáciu a kultiváciu lariev v laboratóriu použite štandardné klasifikačné pokyny85. Larvicídne pokusy sa vykonali v súlade s odporúčaniami Svetovej zdravotníckej organizácie86. SH. Larvy štvrtého instaru quinquefasciatus sa zbierali do uzavretých skúmaviek v skupinách po 25 ml a 50 ml so vzduchovou medzerou dvoch tretín ich kapacity. Biosurfaktant (0 – 50 mg/ml) sa pridal do každej skúmavky jednotlivo a skladoval sa pri teplote 25 °C. Kontrolná skúmavka používala iba destilovanú vodu (50 ml). Za mŕtve larvy sa považovali tie, ktoré počas inkubačnej doby (12 – 48 hodín) nevykazovali žiadne známky plávania87. Vypočítajte percento úmrtnosti lariev pomocou rovnice. (1)88.
Čeľaď Odontotermitidae zahŕňa indického termita Odontotermes obesus, ktorý sa nachádza v hnijúcich kmeňoch na poľnohospodárskom kampuse (Univerzita Annamalai, India). Tento biosurfaktant (0–50 mg/ml) sa otestuje bežnými postupmi, aby sa zistilo, či je škodlivý. Po 30 minútach sušenia v laminárnom prúdení vzduchu bol každý prúžok papiera Whatman potiahnutý biosurfaktantom v koncentrácii 30, 40 alebo 50 mg/ml. Predpotiahnuté a nepotiahnuté papierové prúžky boli testované a porovnané v strede Petriho misky. Každá Petriho miska obsahuje približne tridsať aktívnych termitov O. obesus. Kontrolným a testovacím termitom bol ako zdroj potravy podaný mokrý papier. Všetky misky sa počas inkubačnej doby uchovávali pri izbovej teplote. Termity uhynuli po 12, 24, 36 a 48 hodinách89,90. Rovnica 1 sa potom použila na odhad percenta úmrtnosti termitov pri rôznych koncentráciách biosurfaktantu. (2).
Vzorky boli uchovávané na ľade a balené v mikroskúmavkách obsahujúcich 100 ml 0,1 M fosfátového pufra sodného (pH 7,4) a odoslané do Centrálneho laboratória akvakultúrnej patológie (CAPL) Centra pre akvakultúru Rajiva Gandhího (RGCA), Histologické laboratórium, Sirkali, okres Mayiladuthurai, Tamil Nadu, India, na ďalšiu analýzu. Vzorky boli okamžite fixované v 4 % paraformaldehyde pri teplote 37 °C počas 48 hodín.
Po fáze fixácie bol materiál trikrát premytý 0,1 M fosfátovým pufrom sodným (pH 7,4), postupne dehydratovaný v etanole a namočený v živici LEICA počas 7 dní. Látka sa potom umiestni do plastovej formy naplnenej živicou a polymerizátorom a následne sa umiestni do pece vyhriatej na 37 °C, kým sa blok obsahujúci látku úplne nepolymerizuje.
Po polymerizácii boli bloky narezané pomocou mikrotómu LEICA RM2235 (Rankin Biomedical Corporation 10,399 Enterprise Dr. Davisburg, MI 48,350, USA) na hrúbku 3 mm. Rezy sú zoskupené na podložných sklíčkach, so šiestimi rezmi na sklíčko. Sklíčka boli sušené pri izbovej teplote, potom farbené hematoxylínom počas 7 minút a premyté tečúcou vodou počas 4 minút. Okrem toho bol na pokožku aplikovaný roztok eozínu na 5 minút a oplachovaná tečúcou vodou počas 5 minút.
Akútna toxicita bola predpovedaná s použitím vodných organizmov z rôznych tropických úrovní: 96-hodinová LC50 pre ryby, 48-hodinová LC50 pre D. magna a 96-hodinová EC50 pre zelené riasy. Toxicita biosurfaktantov ramnolipidov pre ryby a zelené riasy bola hodnotená pomocou softvéru ECOSAR verzie 2.2 pre Windows, ktorý vyvinula Agentúra na ochranu životného prostredia USA. (Dostupné online na https://www.epa.gov/tsca-screening-tools/ecological-struct-activity-relationships-ecosar-predictive-model).
Všetky testy larvicídnej a antitermitickej aktivity boli vykonané v troch opakovaniach. Na výpočet strednej letálnej koncentrácie (LC50) s 95 % intervalom spoľahlivosti bola vykonaná nelineárna regresia (logaritmus premenných dávka-odozva) údajov o úmrtnosti lariev a termitov a krivky koncentračnej odozvy boli vytvorené pomocou programu Prism® (verzia 8.0, GraphPad Software) Inc., USA) 84, 91.
Predkladaná štúdia odhaľuje potenciál mikrobiálnych biosurfaktantov produkovaných Enterobacter cloacae SJ2 ako larvicídnych a antitermitných činidiel proti komárom a táto práca prispeje k lepšiemu pochopeniu mechanizmov larvicídneho a antitermitného účinku. Histologické štúdie lariev ošetrených biosurfaktantmi preukázali poškodenie tráviaceho traktu, stredného čreva, mozgovej kôry a hyperpláziu črevných epitelových buniek. Výsledky: Toxikologické vyhodnotenie antitermitickej a larvicídnej aktivity ramnolipidového biosurfaktantu produkovaného Enterobacter cloacae SJ2 odhalilo, že tento izolát je potenciálnym biopesticídom na kontrolu chorôb prenášaných vektormi komármi (Cx quinquefasciatus) a termitami (O. obesus). Je potrebné pochopiť základnú environmentálnu toxicitu biosurfaktantov a ich potenciálne environmentálne vplyvy. Táto štúdia poskytuje vedecký základ pre hodnotenie environmentálneho rizika biosurfaktantov.
Čas uverejnenia: 9. apríla 2024