Het wijdverbreide gebruik van synthetische pesticiden heeft tot veel problemen geleid, waaronder de opkomst van resistente organismen, aantasting van het milieu en schade aan de menselijke gezondheid. Daarom zijn er nieuwe microbiëlepesticidendie veilig zijn voor de menselijke gezondheid en het milieu, zijn dringend nodig. In deze studie werd de rhamnolipid biosurfactant geproduceerd door Enterobacter cloacae SJ2 gebruikt om de toxiciteit voor muggenlarven (Culex quinquefasciatus) en termietenlarven (Odontotermes obesus) te evalueren. De resultaten toonden aan dat er een dosisafhankelijk sterftecijfer was tussen behandelingen. De LC50-waarde (50% letale concentratie) na 48 uur voor biosurfactanten van termieten- en muggenlarven werd bepaald met behulp van een niet-lineaire regressiecurve-aanpassingsmethode. De resultaten toonden aan dat de LC50-waarden (95% betrouwbaarheidsinterval) na 48 uur van de larvicide en antitermietenactiviteit van de biosurfactant respectievelijk 26,49 mg/l (bereik 25,40 tot 27,57) en 33,43 mg/l (bereik 31,09 tot 35,68) waren. Histopathologisch onderzoek toonde aan dat behandeling met biosurfactanten ernstige schade aan de organelweefsels van larven en termieten veroorzaakte. De resultaten van deze studie wijzen erop dat de microbiële biosurfactant, geproduceerd door Enterobacter cloacae SJ2, een uitstekend en potentieel effectief middel is voor de bestrijding van Cx. quinquefasciatus en O. obesus.
Tropische landen ervaren een groot aantal door muggen overgebrachte ziekten1. De relevantie van door muggen overgebrachte ziekten is wijdverbreid. Meer dan 400.000 mensen sterven elk jaar aan malaria, en sommige grote steden ervaren epidemieën van ernstige ziekten zoals dengue, gele koorts, chikungunya en zika.2 Door vectoren overgedragen ziekten worden geassocieerd met één op de zes infecties wereldwijd, waarbij muggen de meest significante gevallen veroorzaken3,4. Culex, Anopheles en Aedes zijn de drie muggengeslachten die het meest in verband worden gebracht met ziekteoverdracht5. De prevalentie van denguekoorts, een infectie die wordt overgedragen door de Aedes aegypti-mug, is de afgelopen tien jaar toegenomen en vormt een aanzienlijke bedreiging voor de volksgezondheid4,7,8. Volgens de Wereldgezondheidsorganisatie (WHO) loopt meer dan 40% van de wereldbevolking risico op denguekoorts, met 50-100 miljoen nieuwe gevallen die jaarlijks voorkomen in meer dan 100 landen9,10,11. Denguekoorts is een groot probleem voor de volksgezondheid geworden, omdat de incidentie ervan wereldwijd is toegenomen12,13,14. Anopheles gambiae, beter bekend als de Afrikaanse Anopheles-mug, is de belangrijkste vector van malaria bij mensen in tropische en subtropische gebieden15. Het Westnijlvirus, St. Louis-encefalitis, Japanse encefalitis en virale infecties bij paarden en vogels worden overgedragen door Culex-muggen, ook wel huismuggen genoemd. Daarnaast zijn ze ook dragers van bacteriële en parasitaire ziekten16. Er zijn meer dan 3000 soorten termieten in de wereld en ze bestaan al meer dan 150 miljoen jaar17. De meeste plagen leven in de grond en voeden zich met hout en houtproducten die cellulose bevatten. De Indiase termiet Odontotermes obesus is een belangrijke plaag die ernstige schade toebrengt aan belangrijke gewassen en plantagebomen18. In landbouwgebieden kunnen termietenplagen in verschillende stadia enorme economische schade aanrichten aan diverse gewassen, boomsoorten en bouwmaterialen. Termieten kunnen ook gezondheidsproblemen bij de mens veroorzaken19.
De kwestie van resistentie van micro-organismen en plagen in de huidige farmaceutische en agrarische sector is complex20,21. Daarom moeten beide bedrijven op zoek gaan naar nieuwe, kosteneffectieve antimicrobiële middelen en veilige biopesticiden. Synthetische pesticiden zijn nu beschikbaar en hebben aangetoond infectieus te zijn en niet-doelwit nuttige insecten af te weren22. De afgelopen jaren is het onderzoek naar biosurfactanten uitgebreid vanwege hun toepassing in diverse industrieën. Biosurfactanten zijn zeer nuttig en essentieel in de landbouw, bodemsanering, petroleumwinning, het verwijderen van bacteriën en insecten, en de voedselverwerking23,24. Biosurfactanten of microbiële surfactanten zijn chemische stoffen die worden geproduceerd door micro-organismen zoals bacteriën, gisten en schimmels in kustgebieden en met olie verontreinigde gebieden25,26. Chemisch afgeleide surfactanten en biosurfactanten zijn twee soorten die rechtstreeks uit de natuurlijke omgeving worden verkregen27. Verschillende biosurfactanten worden verkregen uit mariene habitats28,29. Daarom zijn wetenschappers op zoek naar nieuwe technologieën voor de productie van biosurfactanten op basis van natuurlijke bacteriën30,31. Vooruitgang in dergelijk onderzoek toont aan hoe belangrijk deze biologische verbindingen zijn voor de bescherming van het milieu32. Bacillus, Pseudomonas, Rhodococcus, Alcaligenes, Corynebacterium en deze bacteriegeslachten zijn goed bestudeerde vertegenwoordigers23,33.
Er zijn vele soorten biosurfactanten met een breed scala aan toepassingen34. Een belangrijk voordeel van deze verbindingen is dat sommige ervan antibacteriële, larvicide en insecticide activiteit hebben. Dit betekent dat ze kunnen worden gebruikt in de landbouw-, chemische, farmaceutische en cosmetische industrie35,36,37,38. Omdat biosurfactanten over het algemeen biologisch afbreekbaar en milieuvriendelijk zijn, worden ze gebruikt in geïntegreerde plaagbestrijdingsprogramma's om gewassen te beschermen39. Zo is basiskennis verkregen over de larvicide en antitermietactiviteit van microbiële biosurfactanten geproduceerd door Enterobacter cloacae SJ2. We onderzochten de mortaliteit en histologische veranderingen bij blootstelling aan verschillende concentraties rhamnolipid biosurfactanten. Daarnaast evalueerden we het veelgebruikte Quantitative Structure-Activity (QSAR) computerprogramma Ecological Structure-Activity (ECOSAR) om de acute toxiciteit voor microalgen, watervlooien en vissen te bepalen.
In deze studie werd de antitermietenactiviteit (toxiciteit) van gezuiverde biosurfactanten in verschillende concentraties van 30 tot 50 mg/ml (met intervallen van 5 mg/ml) getest tegen Indiase termieten, O. obesus en de vierde soort (Evaluate). Larven van het instar-stadium Cx. Larven van muggen (quinquefasciatus). Biosurfactant LC50-concentraties gedurende 48 uur tegen O. obesus en Cx. C. solanacearum. Muggenlarven werden geïdentificeerd met behulp van een niet-lineaire regressiecurve. De resultaten toonden aan dat de termietensterfte toenam met toenemende biosurfactantconcentratie. De resultaten toonden aan dat de biosurfactant larvicide activiteit (Figuur 1) en antitermietenactiviteit (Figuur 2) had, met LC50-waarden na 48 uur (95% BI) van respectievelijk 26,49 mg/l (25,40 tot 27,57) en 33,43 mg/l (Figuur 31,09 tot 35,68) (Tabel 1). Qua acute toxiciteit (48 uur) wordt de biosurfactant geclassificeerd als "schadelijk" voor de geteste organismen. De in deze studie geproduceerde biosurfactant vertoonde uitstekende larvicide activiteit met 100% mortaliteit binnen 24-48 uur na blootstelling.
Bereken de LC50-waarde voor larvicide activiteit. Niet-lineaire regressiecurve (doorgetrokken lijn) en 95%-betrouwbaarheidsinterval (gearceerd gebied) voor relatieve mortaliteit (%).
Bereken de LC50-waarde voor antitermietenactiviteit. Niet-lineaire regressiecurve (doorgetrokken lijn) en 95%-betrouwbaarheidsinterval (gearceerd gebied) voor relatieve mortaliteit (%).
Aan het einde van het experiment werden morfologische veranderingen en afwijkingen onder de microscoop waargenomen. Morfologische veranderingen werden waargenomen in de controlegroep en de behandelde groep bij een vergroting van 40x. Zoals te zien is in Figuur 3, trad er groeiachterstand op bij de meeste larven die met biosurfactanten waren behandeld. Figuur 3a toont een normale Cx. quinquefasciatus, Figuur 3b toont een afwijkende Cx. Veroorzaakt vijf nematodenlarven.
Effect van subletale (LC50) doses biosurfactanten op de ontwikkeling van Culex quinquefasciatus-larven. Lichtmicroscopiebeeld (a) van een normale Cx bij een vergroting van 40×. quinquefasciatus (b) Abnormale Cx. Veroorzaakt vijf nematodenlarven.
In de huidige studie bracht histologisch onderzoek van behandelde larven (Fig. 4) en termieten (Fig. 5) verschillende afwijkingen aan het licht, waaronder een afname van het buikgebied en schade aan spieren, epitheellagen en huid in de middendarm. Histologisch onderzoek onthulde het mechanisme van de remmende werking van de in deze studie gebruikte biosurfactant.
Histopathologie van normale, onbehandelde Cx-larven in het vierde instar-stadium. Quinquefasciatus-larven (controle: (a,b)) en behandeld met biosurfactant (behandeling: (c,d)). Pijlen geven het behandelde darmepitheel (epi), de kernen (n) en de spier (mu) aan. Balk = 50 µm.
Histopathologie van normale, onbehandelde O. obesus (controle: (a,b)) en behandeld met biosurfactant (behandeling: (c,d)). Pijlen geven respectievelijk het darmepitheel (epi) en de spier (mu) aan. Balk = 50 µm.
In deze studie werd ECOSAR gebruikt om de acute toxiciteit van rhamnolipide biosurfactantproducten voor primaire producenten (groene algen), primaire consumenten (watervlooien) en secundaire consumenten (vissen) te voorspellen. Dit programma maakt gebruik van geavanceerde kwantitatieve structuur-activiteitsmodellen om de toxiciteit te evalueren op basis van de moleculaire structuur. Het model gebruikt structuur-activiteitssoftware (SAR) om de acute en langetermijntoxiciteit van stoffen voor waterdieren te berekenen. Tabel 2 vat de geschatte gemiddelde letale concentraties (LC50) en gemiddelde effectieve concentraties (EC50) voor verschillende soorten samen. Vermoedelijke toxiciteit werd gecategoriseerd in vier niveaus met behulp van het Globally Harmonized System of Classification and Labeling of Chemicals (Tabel 3).
Bestrijding van door vectoren overgedragen ziekten, met name soorten muggen en Aedes-muggen. Egyptenaren, nu moeilijk werk 40,41,42,43,44,45,46. Hoewel sommige chemisch beschikbare pesticiden, zoals pyrethroïden en organofosfaten, enigszins nuttig zijn, vormen ze aanzienlijke risico's voor de menselijke gezondheid, waaronder diabetes, voortplantingsstoornissen, neurologische aandoeningen, kanker en luchtwegaandoeningen. Bovendien kunnen deze insecten na verloop van tijd resistent worden tegen deze middelen13,43,48. Effectieve en milieuvriendelijke biologische bestrijdingsmaatregelen zullen dus een populairdere methode van muggenbestrijding worden49,50. Benelli51 suggereerde dat vroege bestrijding van muggenvectoren effectiever zou zijn in stedelijke gebieden, maar zij raadden het gebruik van larviciden op het platteland niet aan52. Tom et al53 suggereerden ook dat het bestrijden van muggen in hun onvolwassen stadia een veilige en eenvoudige strategie zou zijn, omdat ze gevoeliger zijn voor bestrijdingsmiddelen54.
De productie van biosurfactanten door een krachtige stam (Enterobacter cloacae SJ2) toonde een consistente en veelbelovende werkzaamheid. Onze eerdere studie rapporteerde dat Enterobacter cloacae SJ2 de productie van biosurfactanten optimaliseert met behulp van fysisch-chemische parameters26. Volgens hun studie waren de optimale omstandigheden voor de productie van biosurfactanten door een potentieel E. cloacae-isolaat: incubatie gedurende 36 uur, roeren bij 150 tpm, pH 7,5, 37 °C, zoutgehalte 1 ppt, 2% glucose als koolstofbron en 1% gist. Het extract werd gebruikt als stikstofbron om 2,61 g/l biosurfactant te verkrijgen. Daarnaast werden de biosurfactanten gekarakteriseerd met behulp van TLC, FTIR en MALDI-TOF-MS. Dit bevestigde dat rhamnolipid een biosurfactant is. Glycolipide biosurfactanten zijn de meest intensief bestudeerde klasse van andere soorten biosurfactanten55. Ze bestaan uit koolhydraat- en lipidedelen, voornamelijk vetzuurketens. Onder de glycolipiden zijn rhamnolipid en sophorolipid de belangrijkste vertegenwoordigers56. Rhamnolipiden bevatten twee rhamnosegroepen verbonden aan mono- of di-β-hydroxydecaanzuur57. Het gebruik van rhamnolipiden in de medische en farmaceutische industrie is goed ingeburgerd58, naast hun recente gebruik als pesticiden59.
De interactie van de biosurfactant met het hydrofobe deel van de respiratoire sifon zorgt ervoor dat water door de huidmondjesholte stroomt, waardoor het contact van de larven met het watermilieu toeneemt. De aanwezigheid van biosurfactanten beïnvloedt ook de trachea, waarvan de lengte dicht bij het oppervlak ligt, waardoor het voor de larven gemakkelijker wordt om naar de oppervlakte te kruipen en te ademen. Als gevolg hiervan neemt de oppervlaktespanning van het water af. Omdat de larven zich niet aan het wateroppervlak kunnen hechten, vallen ze naar de bodem van de tank, waardoor de hydrostatische druk wordt verstoord, wat resulteert in overmatig energieverbruik en verdrinkingsdood38,60. Vergelijkbare resultaten werden verkregen door Ghribi61, waar een biosurfactant geproduceerd door Bacillus subtilis larvicide activiteit vertoonde tegen Ephestia kuehniella. Evenzo werd de larvicide activiteit van Cx. Das en Mukherjee23 ook het effect van cyclische lipopeptiden op quinquefasciatuslarven beoordeeld.
De resultaten van deze studie hebben betrekking op de larvicide werking van rhamnolipide biosurfactanten tegen Cx. Het doden van quinquefasciatus-muggen komt overeen met eerder gepubliceerde resultaten. Zo worden surfactine-gebaseerde biosurfactanten, geproduceerd door verschillende bacteriën van het geslacht Bacillus, gebruikt. en Pseudomonas spp. Sommige vroege rapporten64,65,66 meldden de larvendodende werking van lipopeptide biosurfactanten van Bacillus subtilis23. Deepali et al.63 ontdekten dat rhamnolipide biosurfactant geïsoleerd uit Stenotropomonas maltophilia een krachtige larvicide werking had bij een concentratie van 10 mg/l. Silva et al.67 meldden de larvicide werking van rhamnolipide biosurfactant tegen Ae bij een concentratie van 1 g/l. Aedes aegypti. Kanakdande et al. 68 meldden dat lipopeptide-biosurfactanten geproduceerd door Bacillus subtilis een algehele mortaliteit veroorzaakten bij Culex-larven en termieten met de lipofiele fractie van Eucalyptus. Evenzo rapporteerden Masendra et al. 69 een mortaliteit van 61,7% bij werkmieren (Cryptotermes cynocephalus Light.) in de lipofiele n-hexaan- en EtOAc-fracties van het ruwe E.-extract.
Parthipan et al. 70 rapporteerden het insecticide gebruik van lipopeptide-biosurfactanten geproduceerd door Bacillus subtilis A1 en Pseudomonas stutzeri NA3 tegen Anopheles Stephensi, een vector van de malariaparasiet Plasmodium. Ze observeerden dat larven en poppen langer overleefden, kortere eierleggende perioden hadden, steriel waren en een kortere levensduur hadden bij behandeling met verschillende concentraties biosurfactanten. De waargenomen LC50-waarden van B. subtilis-biosurfactant A1 waren respectievelijk 3,58, 4,92, 5,37, 7,10 en 7,99 mg/l voor verschillende larvale stadia (d.w.z. larven I, II, III, IV en poppenstadium). Ter vergelijking: biosurfactanten voor de larvale stadia I-IV en de popstadia van Pseudomonas stutzeri NA3 bedroegen respectievelijk 2,61, 3,68, 4,48, 5,55 en 6,99 mg/l. De vertraagde fenologie van overlevende larven en poppen wordt vermoedelijk veroorzaakt door significante fysiologische en metabole verstoringen veroorzaakt door insecticidebehandelingen71.
Wickerhamomyces anomalus stam CCMA 0358 produceert een biosurfactant met 100% larvicide activiteit tegen Aedes muggen. aegypti 24-uurs interval 38 was hoger dan gerapporteerd door Silva et al. Een biosurfactant geproduceerd uit Pseudomonas aeruginosa met zonnebloemolie als koolstofbron blijkt 100% van de larven binnen 48 uur te doden 67 . Abinaya et al.72 en Pradhan et al.73 hebben ook de larvicide of insecticide effecten aangetoond van surfactanten geproduceerd door verschillende isolaten van het geslacht Bacillus. Een eerder gepubliceerd onderzoek door Senthil-Nathan et al. vond dat 100% van de muggenlarven die werden blootgesteld aan plantenlagunes waarschijnlijk zouden sterven. 74.
Het beoordelen van de subletale effecten van insecticiden op de biologie van insecten is cruciaal voor geïntegreerde plaagbestrijdingsprogramma's, omdat subletale doses/concentraties insecten niet doden, maar insectenpopulaties in toekomstige generaties kunnen verminderen door biologische kenmerken te verstoren10. Siqueira et al.75 observeerden volledige larvicide activiteit (100% mortaliteit) van rhamnolipid biosurfactant (300 mg/ml) bij tests met verschillende concentraties van 50 tot 300 mg/ml. Larvale stadium van Aedes aegypti-stammen. Ze analyseerden de effecten van tijd tot overlijden en subletale concentraties op de overleving en zwemactiviteit van larven. Bovendien observeerden ze een afname van de zwemsnelheid na 24-48 uur blootstelling aan subletale concentraties biosurfactant (bijv. 50 mg/ml en 100 mg/ml). Gifstoffen met veelbelovende subletale effecten worden verondersteld effectiever te zijn in het veroorzaken van meervoudige schade aan blootgestelde plagen76.
Histologische observaties van onze resultaten geven aan dat biosurfactanten geproduceerd door Enterobacter cloacae SJ2 de weefsels van muggenlarven (Cx. quinquefasciatus) en termietenlarven (O. obesus) significant veranderen. Vergelijkbare anomalieën werden veroorzaakt door preparaten van basilicumolie in An. gambiaes.s en An. arabica, zoals beschreven door Ochola77. Kamaraj et al.78 beschreven dezelfde morfologische afwijkingen ook in An. Stephanie-larven die werden blootgesteld aan gouden nanodeeltjes. Vasantha-Srinivasan et al.79 meldden ook dat etherische olie van herderstasje de kamer en epitheellagen van Aedes albopictus ernstig beschadigde. Aedes aegypti. Raghavendran et al. meldden dat muggenlarven werden behandeld met 500 mg/ml myceliumextract van een lokale Penicillium-schimmel. Ae vertonen ernstige histologische schade. aegypti en Cx. Sterftecijfer 80. Eerder bestudeerden Abinaya et al. larven van An in het vierde stadium. Stephensi en Ae. aegypti vonden talrijke histologische veranderingen in Aedes aegypti behandeld met exopolysacchariden van B. licheniformis, waaronder maagblindheid, spieratrofie, schade en desorganisatie van zenuwstrengganglia72. Volgens Raghavendran et al. vertoonden de middendarmcellen van geteste muggen (larven in het vierde stadium) na behandeling met P. daleae-myceliumextract zwelling van het darmlumen, een afname van de intercellulaire inhoud en nucleaire degeneratie81. Dezelfde histologische veranderingen werden waargenomen in muggenlarven behandeld met echinacea-bladextract, wat wijst op het insecticide potentieel van de behandelde verbindingen50.
Het gebruik van ECOSAR-software heeft internationale erkenning gekregen82. Huidig onderzoek suggereert dat de acute toxiciteit van ECOSAR-biosurfactanten voor microalgen (C. vulgaris), vissen en watervlooien (D. magna) binnen de door de Verenigde Naties gedefinieerde categorie 'toxiciteit' valt83. Het ECOSAR-ecotoxiciteitsmodel gebruikt SAR en QSAR om de acute en langetermijntoxiciteit van stoffen te voorspellen en wordt vaak gebruikt om de toxiciteit van organische verontreinigende stoffen te voorspellen82,84.
Paraformaldehyde, natriumfosfaatbuffer (pH 7,4) en alle andere chemicaliën die in dit onderzoek werden gebruikt, werden gekocht bij HiMedia Laboratories, India.
De productie van biosurfactanten werd uitgevoerd in 500 ml erlenmeyerkolven met 200 ml steriel Bushnell Haas-medium, aangevuld met 1% ruwe olie als enige koolstofbron. Een precultuur van Enterobacter cloacae SJ2 (1,4 × 104 kve/ml) werd geënt en gekweekt op een orbitale schudder bij 37 °C, 200 tpm gedurende 7 dagen. Na de incubatieperiode werd de biosurfactant geëxtraheerd door het kweekmedium gedurende 20 minuten bij 4 °C te centrifugeren bij 3400 × g, waarna het resulterende supernatant werd gebruikt voor screeningsdoeleinden. De optimalisatieprocedures en karakterisering van biosurfactanten werden overgenomen uit onze eerdere studie26.
De larven van Culex quinquefasciatus werden verkregen van het Center for Advanced Study in Marine Biology (CAS) in Palanchipetai, Tamil Nadu (India). De larven werden gekweekt in plastic bakken gevuld met gedemineraliseerd water bij 27 ± 2 °C en een fotoperiode van 12:12 (licht:donker). De muggenlarven kregen een 10% glucose-oplossing.
Culex quinquefasciatus-larven zijn aangetroffen in open en onbeschermde septische tanks. Gebruik standaard classificatierichtlijnen om larven in het laboratorium te identificeren en te kweken85. Larvicide proeven werden uitgevoerd in overeenstemming met de aanbevelingen van de Wereldgezondheidsorganisatie86. SH. Larven van het vierde stadium van quinquefasciatus werden verzameld in gesloten buisjes in groepen van 25 ml en 50 ml met een luchtspleet van tweederde van hun capaciteit. Biosurfactant (0–50 mg/ml) werd individueel aan elk buisje toegevoegd en bewaard bij 25 °C. Het controlebuisje gebruikte alleen gedestilleerd water (50 ml). Dode larven werden beschouwd als die welke geen tekenen van zwemmen vertoonden tijdens de incubatieperiode (12–48 uur)87. Bereken het percentage larvensterfte met behulp van de vergelijking. (1)88.
De familie Odontotermitidae omvat de Indiase termiet Odontotermes obesus, die gevonden is in rottende boomstammen op de Agricultural Campus (Annamalai University, India). Test deze biosurfactant (0–50 mg/ml) met behulp van normale procedures om te bepalen of deze schadelijk is. Na 30 minuten drogen in laminaire luchtstroom werd elke strook Whatman-papier gecoat met biosurfactant in een concentratie van 30, 40 of 50 mg/ml. Vooraf gecoate en ongecoate papierstroken werden getest en vergeleken in het midden van een petrischaal. Elke petrischaal bevat ongeveer dertig actieve termieten O. obesus. Controle- en testtermieten kregen nat papier als voedselbron. Alle platen werden gedurende de incubatieperiode op kamertemperatuur gehouden. Termieten stierven na 12, 24, 36 en 48 uur89,90. Vergelijking 1 werd vervolgens gebruikt om het percentage termietensterfte bij verschillende biosurfactantconcentraties te schatten. (2).
De monsters werden op ijs bewaard en verpakt in microbuisjes met 100 ml 0,1 M natriumfosfaatbuffer (pH 7,4). Ze werden voor verdere analyse naar het Central Aquaculture Pathology Laboratory (CAPL) van het Rajiv Gandhi Center for Aquaculture (RGCA) gestuurd. Histology Laboratory, Sirkali, Mayiladuthurai District, Tamil Nadu, India. De monsters werden onmiddellijk gedurende 48 uur gefixeerd in 4% paraformaldehyde bij 37 °C.
Na de fixatiefase werd het materiaal driemaal gewassen met 0,1 M natriumfosfaatbuffer (pH 7,4), stapsgewijs gedehydrateerd in ethanol en 7 dagen geweekt in LEICA-hars. De substantie werd vervolgens in een plastic mal gevuld met hars en polymerisator geplaatst en vervolgens in een oven van 37 °C geplaatst totdat het blok met de substantie volledig gepolymeriseerd was.
Na polymerisatie werden de blokken gesneden met een LEICA RM2235-microtoom (Rankin Biomedical Corporation 10.399 Enterprise Dr. Davisburg, MI 48.350, VS) tot een dikte van 3 mm. De coupes werden gegroepeerd op glaasjes, met zes coupes per glaasje. De glaasjes werden gedroogd bij kamertemperatuur, vervolgens 7 minuten gekleurd met hematoxyline en 4 minuten gewassen onder stromend water. Breng vervolgens de eosineoplossing gedurende 5 minuten aan op de huid en spoel gedurende 5 minuten onder stromend water.
De acute toxiciteit werd voorspeld met behulp van waterorganismen van verschillende tropische niveaus: 96-uurs LC50 voor vissen, 48-uurs LC50 voor D. magna en 96-uurs EC50 voor groene algen. De toxiciteit van rhamnolipide biosurfactanten voor vissen en groene algen werd beoordeeld met ECOSAR-software versie 2.2 voor Windows, ontwikkeld door de Amerikaanse Environmental Protection Agency. (Online beschikbaar op https://www.epa.gov/tsca-screening-tools/ecological-struct-activity-relationships-ecosar-predictive-model).
Alle testen voor larvicide en antitermietenactiviteit werden in drievoud uitgevoerd. Niet-lineaire regressie (log van dosis-responsvariabelen) van de larven- en termietensterftegegevens werd uitgevoerd om de mediane letale concentratie (LC50) te berekenen met een 95%-betrouwbaarheidsinterval. Concentratie-responscurven werden gegenereerd met Prism® (versie 8.0, GraphPad Software Inc., VS) 84, 91.
De huidige studie onthult het potentieel van microbiële biosurfactanten geproduceerd door Enterobacter cloacae SJ2 als muggenlarvicide en antitermietenmiddelen, en dit werk zal bijdragen aan een beter begrip van de mechanismen van larvicide en antitermietenwerking. Histologisch onderzoek van larven behandeld met biosurfactanten toonde schade aan het spijsverteringskanaal, de middendarm, de hersenschors en hyperplasie van darmepitheelcellen. Resultaten: Toxicologische evaluatie van de antitermieten- en larvicide activiteit van rhamnolipid biosurfactant geproduceerd door Enterobacter cloacae SJ2 toonde aan dat dit isolaat een potentieel biopesticide is voor de bestrijding van door vectoren overgedragen ziekten van muggen (Cx quinquefasciatus) en termieten (O. obesus). Er is behoefte aan inzicht in de onderliggende milieutoxiciteit van biosurfactanten en hun potentiële milieueffecten. Deze studie biedt een wetenschappelijke basis voor het beoordelen van het milieurisico van biosurfactanten.
Plaatsingstijd: 09-04-2024