Mae'r defnydd eang o blaladdwyr synthetig wedi arwain at lawer o broblemau, gan gynnwys ymddangosiad organebau gwrthiannol, dirywiad amgylcheddol a niwed i iechyd pobl. Felly, mae microbau newyddplaladdwyrsy'n ddiogel i iechyd pobl a'r amgylchedd mae angen brys. Yn yr astudiaeth hon, defnyddiwyd biosyrfactydd rhamnolipid a gynhyrchwyd gan Enterobacter cloacae SJ2 i werthuso gwenwyndra i larfa mosgito (Culex quinquefasciatus) a thermitiaid (Odontotermes obesus). Dangosodd y canlyniadau fod cyfradd marwolaethau sy'n ddibynnol ar ddos rhwng triniaethau. Penderfynwyd ar y gwerth LC50 (crynodiad angheuol 50%) ar ôl 48 awr ar gyfer biosyrfactyddion larfa termitiaid a mosgito gan ddefnyddio dull ffitio cromlin atchweliad anlinellol. Dangosodd y canlyniadau fod y gwerthoedd LC50 48 awr (cyfwng hyder 95%) o weithgaredd larfa-laddol a gwrth-dermit y biosyrfactydd yn 26.49 mg/L (amrediad 25.40 i 27.57) a 33.43 mg/L (amrediad 31.09 i 35.68) yn y drefn honno. Yn ôl archwiliad histopatholegol, achosodd triniaeth â biosyrfactyddion ddifrod difrifol i feinweoedd organynnau larfa a thermitiaid. Mae canlyniadau'r astudiaeth hon yn dangos bod y biosyrffactydd microbaidd a gynhyrchir gan Enterobacter cloacae SJ2 yn offeryn rhagorol ac o bosibl yn effeithiol ar gyfer rheoli Cx. quinquefasciatus ac O. obesus.
Mae gwledydd trofannol yn profi nifer fawr o glefydau a gludir gan fosgitos1. Mae perthnasedd clefydau a gludir gan fosgitos yn eang. Mae mwy na 400,000 o bobl yn marw o falaria bob blwyddyn, ac mae rhai dinasoedd mawr yn profi epidemigau o glefydau difrifol fel dengue, twymyn felen, chikungunya a Zika.2 Mae clefydau a gludir gan fectorau yn gysylltiedig ag un o bob chwe haint ledled y byd, gyda mosgitos yn achosi'r achosion mwyaf arwyddocaol3,4. Culex, Anopheles ac Aedes yw'r tri genws mosgito sy'n fwyaf cyffredin yn gysylltiedig â throsglwyddo clefydau5. Mae nifer yr achosion o dwymyn dengue, haint a drosglwyddir gan y mosgito Aedes aegypti, wedi cynyddu dros y degawd diwethaf ac mae'n peri bygythiad sylweddol i iechyd y cyhoedd4,7,8. Yn ôl Sefydliad Iechyd y Byd (WHO), mae mwy na 40% o boblogaeth y byd mewn perygl o dwymyn dengue, gyda 50–100 miliwn o achosion newydd yn digwydd yn flynyddol mewn mwy na 100 o wledydd9,10,11. Mae twymyn dengue wedi dod yn broblem iechyd cyhoeddus fawr wrth i'w niferoedd gynyddu ledled y byd12,13,14. Anopheles gambiae, a elwir yn gyffredin yn mosgito Affricanaidd Anopheles, yw'r cludwr malaria dynol pwysicaf mewn rhanbarthau trofannol ac isdrofannol15. Mae firws Gorllewin y Nîl, enseffalitis St. Louis, enseffalitis Japaneaidd, a heintiau firaol ceffylau ac adar yn cael eu trosglwyddo gan fosgitos Culex, a elwir yn aml yn fosgitos tŷ cyffredin. Yn ogystal, maent hefyd yn gludwyr clefydau bacteriol a pharasitig16. Mae mwy na 3,000 o rywogaethau o dermitiaid yn y byd, ac maent wedi bod o gwmpas ers mwy na 150 miliwn o flynyddoedd17. Mae'r rhan fwyaf o blâu yn byw yn y pridd ac yn bwydo ar bren a chynhyrchion pren sy'n cynnwys cellwlos. Mae'r termit Indiaidd Odontotermes obesus yn bla pwysig sy'n achosi difrod difrifol i gnydau pwysig a choed planhigfeydd18. Mewn ardaloedd amaethyddol, gall pla termitiaid mewn gwahanol gamau achosi difrod economaidd enfawr i wahanol gnydau, rhywogaethau coed a deunyddiau adeiladu. Gall termitiaid hefyd achosi problemau iechyd dynol19.
Mae mater ymwrthedd gan ficro-organebau a phlâu ym meysydd fferyllol ac amaethyddol heddiw yn gymhleth20,21. Felly, dylai'r ddau gwmni chwilio am wrthficrobaidd cost-effeithiol newydd a bioblaladdwyr diogel. Mae plaladdwyr synthetig ar gael nawr ac maent wedi'u dangos i fod yn heintus ac yn gwrthyrru pryfed buddiol nad ydynt yn darged22. Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, mae ymchwil ar fio-syrffactyddion wedi ehangu oherwydd eu cymhwysiad mewn amrywiol ddiwydiannau. Mae bio-syrffactyddion yn ddefnyddiol iawn ac yn hanfodol mewn amaethyddiaeth, adfer pridd, echdynnu petrolewm, cael gwared ar facteria a phryfed, a phrosesu bwyd23,24. Bio-syrffactyddion neu syrffactyddion microbaidd yw cemegau bio-syrffactydd a gynhyrchir gan ficro-organebau fel bacteria, burumau a ffyngau mewn cynefinoedd arfordirol ac ardaloedd sydd wedi'u halogi ag olew25,26. Mae syrffactyddion sy'n deillio'n gemegol a bio-syrffactyddion yn ddau fath a geir yn uniongyrchol o'r amgylchedd naturiol27. Ceir amrywiol fio-syrffactyddion o gynefinoedd morol28,29. Felly, mae gwyddonwyr yn chwilio am dechnolegau newydd ar gyfer cynhyrchu bio-syrffactyddion yn seiliedig ar facteria naturiol30,31. Mae datblygiadau mewn ymchwil o'r fath yn dangos pwysigrwydd y cyfansoddion biolegol hyn ar gyfer diogelu'r amgylchedd32. Mae Bacillus, Pseudomonas, Rhodococcus, Alcaligenes, Corynebacterium a'r genera bacteriol hyn yn gynrychiolwyr sydd wedi cael eu hastudio'n dda23,33.
Mae yna lawer o fathau o fio-syrffactyddion gydag ystod eang o gymwysiadau34. Mantais sylweddol y cyfansoddion hyn yw bod gan rai ohonynt weithgaredd gwrthfacteria, larfa-laddol a phryflladdol. Mae hyn yn golygu y gellir eu defnyddio yn y diwydiannau amaethyddol, cemegol, fferyllol a chosmetig35,36,37,38. Gan fod bio-syrffactyddion yn gyffredinol yn fioddiraddadwy ac yn fuddiol i'r amgylchedd, fe'u defnyddir mewn rhaglenni rheoli plâu integredig i amddiffyn cnydau39. Felly, mae gwybodaeth sylfaenol wedi'i chasglu am weithgaredd larfa-laddol a gwrth-dermit bio-syrffactyddion microbaidd a gynhyrchir gan Enterobacter cloacae SJ2. Archwiliwyd marwolaethau a newidiadau histolegol pan gânt eu hamlygu i wahanol grynodiadau o fio-syrffactyddion rhamnolipid. Yn ogystal, gwerthuswyd y rhaglen gyfrifiadurol Quantitative Structure-Activity (QSAR) a ddefnyddir yn eang i bennu gwenwyndra acíwt ar gyfer microalgâu, daphnia, a physgod.
Yn yr astudiaeth hon, profwyd gweithgaredd gwrth-dermitiaid (gwenwyndra) biosyrffactyddion wedi'u puro ar wahanol grynodiadau yn amrywio o 30 i 50 mg/ml (ar gyfnodau o 5 mg/ml) yn erbyn termitiaid Indiaidd, O. obesus a'r bedwaredd rywogaeth) Gwerthuso. Larfa instar Cx. Larfa mosgitos quinquefasciatus. Crynodiadau LC50 biosyrffactydd dros 48 awr yn erbyn O. obesus a Cx. C. solanacearum. Nodwyd larfa mosgitos gan ddefnyddio dull ffitio cromlin atchweliad anlinellol. Dangosodd y canlyniadau fod marwolaethau termitiaid yn cynyddu gyda chrynodiad biosyrffactydd cynyddol. Dangosodd y canlyniadau fod gan y biosyrffactydd weithgaredd larfa-laddol (Ffigur 1) a gweithgaredd gwrth-dermitiaid (Ffigur 2), gyda gwerthoedd LC50 48 awr (95% CI) o 26.49 mg/L (25.40 i 27.57) a 33.43 mg/l (Ffig. 31.09 i 35.68), yn y drefn honno (Tabl 1). O ran gwenwyndra acíwt (48 awr), mae'r biosyrffactydd wedi'i ddosbarthu fel "niweidiol" i'r organebau a brofwyd. Dangosodd y biosyrffactydd a gynhyrchwyd yn yr astudiaeth hon weithgaredd larfa-laddol rhagorol gyda 100% o farwolaethau o fewn 24-48 awr o amlygiad.
Cyfrifwch y gwerth LC50 ar gyfer gweithgaredd larfa-laddol. Ffit cromlin atchweliad anlinellol (llinell solet) a chyfwng hyder 95% (ardal gysgodol) ar gyfer marwolaethau cymharol (%).
Cyfrifwch y gwerth LC50 ar gyfer gweithgaredd gwrth-dermitiaid. Ffit cromlin atchweliad anlinellol (llinell solet) a chyfwng hyder 95% (ardal gysgodol) ar gyfer marwolaethau cymharol (%).
Ar ddiwedd yr arbrawf, gwelwyd newidiadau morffolegol ac anomaleddau o dan y microsgop. Gwelwyd newidiadau morffolegol yn y grwpiau rheoli a'r grwpiau a gafodd driniaeth ar chwyddiad o 40x. Fel y dangosir yn Ffigur 3, digwyddodd nam ar dwf yn y rhan fwyaf o'r larfa a gafodd driniaeth â biosyrffactyddion. Mae Ffigur 3a yn dangos Cx. quinquefasciatus arferol, mae Ffigur 3b yn dangos Cx. anomalaidd. Yn achosi pum larfa nematod.
Effaith dosau is-angheuol (LC50) o fio-syrffactyddion ar ddatblygiad larfa Culex quinquefasciatus. Delwedd microsgop golau (a) o Cx arferol ar chwyddiad o 40×. quinquefasciatus (b) Cx annormal. Yn achosi pum larfa nematod.
Yn yr astudiaeth bresennol, datgelodd archwiliad histolegol o larfae a gafodd eu trin (Ffig. 4) a thermitiaid (Ffig. 5) sawl annormaledd, gan gynnwys gostyngiad yn ardal yr abdomen a difrod i gyhyrau, haenau epithelaidd a chroen canol y coluddyn. Datgelodd histoleg fecanwaith gweithgaredd ataliol y biosyrffactydd a ddefnyddiwyd yn yr astudiaeth hon.
Histopatholeg larfae Cx 4ydd instar arferol heb eu trin. larfae quinquefasciatus (rheolaeth: (a,b)) ac wedi'u trin â biosyrffactydd (triniaeth: (c,d)). Mae'r saethau'n dynodi epitheliwm berfeddol (epi), cnewyllyn (n), a chyhyr (mu) wedi'u trin. Bar = 50 µm.
Histopatholeg O. obesus normal heb ei drin (rheolaeth: (a,b)) a biosyrffactydd wedi'i drin (triniaeth: (c,d)). Mae'r saethau'n dynodi epitheliwm berfeddol (epi) a chyhyr (mu), yn y drefn honno. Bar = 50 µm.
Yn yr astudiaeth hon, defnyddiwyd ECOSAR i ragweld gwenwyndra acíwt cynhyrchion biosyrffactydd rhamnolipid i gynhyrchwyr cynradd (algâu gwyrdd), defnyddwyr cynradd (chwain dŵr) a defnyddwyr eilaidd (pysgod). Mae'r rhaglen hon yn defnyddio modelau cyfansoddion strwythur-gweithgaredd meintiol soffistigedig i werthuso gwenwyndra yn seiliedig ar strwythur moleciwlaidd. Mae'r model yn defnyddio meddalwedd strwythur-gweithgaredd (SAR) i gyfrifo gwenwyndra acíwt a hirdymor sylweddau i rywogaethau dyfrol. Yn benodol, mae Tabl 2 yn crynhoi'r crynodiadau angheuol cymedrig amcangyfrifedig (LC50) a'r crynodiadau effeithiol cymedrig (EC50) ar gyfer sawl rhywogaeth. Categoreiddiwyd gwenwyndra amheus yn bedair lefel gan ddefnyddio'r System Dosbarthu a Labelu Cemegau wedi'i Harmoneiddio'n Fyd-eang (Tabl 3).
Rheoli clefydau a gludir gan fectorau, yn enwedig mathau o fosgitos a mosgitos Aedes. Mae'r Eifftiaid, bellach yn waith anodd 40,41,42,43,44,45,46. Er bod rhai plaladdwyr sydd ar gael yn gemegol, fel pyrethroidau ac organoffosffadau, yn fuddiol i ryw raddau, maent yn peri risgiau sylweddol i iechyd pobl, gan gynnwys diabetes, anhwylderau atgenhedlu, anhwylderau niwrolegol, canser, a chlefydau anadlol. Ar ben hynny, dros amser, gall y pryfed hyn ddod yn wrthwynebus iddynt13,43,48. Felly, bydd mesurau rheoli biolegol effeithiol ac ecogyfeillgar yn dod yn ddull mwy poblogaidd o reoli mosgitos49,50. Awgrymodd Benelli51 y byddai rheoli fectorau mosgitos yn gynnar yn fwy effeithiol mewn ardaloedd trefol, ond ni wnaethant argymell defnyddio larfaladdwyr mewn ardaloedd gwledig52. Awgrymodd Tom et al 53 hefyd y byddai rheoli mosgitos yn eu cyfnodau anaeddfed yn strategaeth ddiogel a syml oherwydd eu bod yn fwy sensitif i asiantau rheoli 54.
Dangosodd cynhyrchu biosyrffactydd gan straen cryf (Enterobacter cloacae SJ2) effeithiolrwydd cyson ac addawol. Adroddodd ein hastudiaeth flaenorol fod Enterobacter cloacae SJ2 yn optimeiddio cynhyrchu biosyrffactydd gan ddefnyddio paramedrau ffisegemegol26. Yn ôl eu hastudiaeth, yr amodau gorau posibl ar gyfer cynhyrchu biosyrffactydd gan ynysydd E. cloacae posibl oedd magu am 36 awr, cynnwrf ar 150 rpm, pH 7.5, 37 °C, halltedd 1 ppt, 2% glwcos fel ffynhonnell carbon, 1% burum. Defnyddiwyd y dyfyniad fel ffynhonnell nitrogen i gael 2.61 g/L o fiosyrffactydd. Yn ogystal, nodweddwyd y biosyrffactyddion gan ddefnyddio TLC, FTIR a MALDI-TOF-MS. Cadarnhaodd hyn fod rhamnolipid yn fiosyrffactydd. Biosyrffactyddion glycolipid yw'r dosbarth a astudiwyd fwyaf dwys o fathau eraill o fiosyrffactyddion55. Maent yn cynnwys rhannau carbohydrad a lipid, yn bennaf cadwyni asid brasterog. Ymhlith glycolipidau, y prif gynrychiolwyr yw rhamnolipid a sophorolipid56. Mae rhamnolipidau yn cynnwys dau ran rhamnos sy'n gysylltiedig ag asid mono- neu di-β-hydroxydecanoic 57. Mae defnyddio rhamnolipidau yn y diwydiannau meddygol a fferyllol wedi'i hen sefydlu 58, yn ogystal â'u defnydd diweddar fel plaladdwyr 59.
Mae rhyngweithio'r biosyrffactydd â rhanbarth hydroffobig y siffon resbiradol yn caniatáu i ddŵr basio trwy ei geudod stomatal, a thrwy hynny gynyddu cyswllt y larfa â'r amgylchedd dyfrol. Mae presenoldeb biosyrffactyddion hefyd yn effeithio ar y trachea, y mae ei hyd yn agos at yr wyneb, sy'n ei gwneud hi'n haws i'r larfa gropian i'r wyneb ac anadlu. O ganlyniad, mae tensiwn wyneb dŵr yn lleihau. Gan na all y larfa lynu wrth wyneb y dŵr, maent yn cwympo i waelod y tanc, gan amharu ar bwysau hydrostatig, gan arwain at wariant ynni gormodol a marwolaeth trwy foddi38,60. Cafwyd canlyniadau tebyg gan Ghribi61, lle dangosodd biosyrffactydd a gynhyrchwyd gan Bacillus subtilis weithgaredd larfalidol yn erbyn Ephestia kuehniella. Yn yr un modd, asesodd gweithgaredd larfalidol Cx. Das a Mukherjee23 hefyd effaith lipopeptidau cylchol ar larfa quinquefasciatus.
Mae canlyniadau'r astudiaeth hon yn ymwneud â gweithgaredd larfa-laddol biosyrfactyddion rhamnolipid yn erbyn Cx. Mae lladd mosgitos quinquefasciatus yn gyson â chanlyniadau a gyhoeddwyd yn flaenorol. Er enghraifft, defnyddir biosyrfactyddion sy'n seiliedig ar syrfactin a gynhyrchir gan amrywiol facteria o'r genws Bacillus. a Pseudomonas spp. Adroddodd rhai adroddiadau cynnar64,65,66 weithgaredd lladd larfa biosyrfactyddion lipopeptid o Bacillus subtilis23. Canfu Deepali et al.63 fod gan fiosyrfactydd rhamnolipid a ynyswyd o Stenotropomonas maltophilia weithgaredd larfa-laddol cryf ar grynodiad o 10 mg/L. Adroddodd Silva et al.67 weithgaredd larfa-laddol biosyrfactydd rhamnolipid yn erbyn Ae ar grynodiad o 1 g/L. Aedes aegypti. Kanakdande et al. Adroddodd 68 fod biosyrffactyddion lipopeptid a gynhyrchwyd gan Bacillus subtilis yn achosi marwolaethau cyffredinol mewn larfae a thermitiaid Culex gyda'r ffracsiwn lipoffilig o Eucalyptus. Yn yr un modd, adroddodd Masendra et al. 69 am farwolaethau morgrug gweithiwr (Cryptotermes cynocephalus Light.) o 61.7% yn y ffracsiynau lipoffilig n-hexane ac EtOAc o echdyniad crai E..
Adroddodd Parthipan et al 70 am y defnydd pryfleiddiadol o fiosyrfactyddion lipopeptid a gynhyrchwyd gan Bacillus subtilis A1 a Pseudomonas stutzeri NA3 yn erbyn Anopheles Stephensi, fector y parasit malaria Plasmodium. Fe wnaethant arsylwi bod larfa a chwilerod wedi goroesi'n hirach, bod ganddynt gyfnodau byrrach i oviosod, eu bod yn ddi-haint, a'u bod yn para'n hirach pan gânt eu trin â chrynodiadau gwahanol o fiosyrfactyddion. Roedd y gwerthoedd LC50 a welwyd ar gyfer biosyrfactydd B. subtilis A1 yn 3.58, 4.92, 5.37, 7.10 a 7.99 mg/L ar gyfer gwahanol gyflyrau larfa (h.y. larfa I, II, III, IV a chyfnod chwilerod) yn y drefn honno. Mewn cymhariaeth, roedd biosyrfactyddion ar gyfer cyfnodau larfa I-IV a chyfnodau chwilerod Pseudomonas stutzeri NA3 yn 2.61, 3.68, 4.48, 5.55 a 6.99 mg/L, yn y drefn honno. Credir bod ffenoleg oedi larfae a chwilerod sy'n goroesi yn ganlyniad i aflonyddwch ffisiolegol a metabolaidd sylweddol a achosir gan driniaethau plaladdwyr71.
Mae straen Wickerhamomyces anomalus CCMA 0358 yn cynhyrchu biosyrffactydd gyda gweithgaredd larfa-laddol 100% yn erbyn mosgitos Aedes. Roedd cyfnod 24 awr aegypti 38 yn uwch nag a adroddwyd gan Silva et al. Dangoswyd bod biosyrffactydd a gynhyrchwyd o Pseudomonas aeruginosa gan ddefnyddio olew blodyn yr haul fel ffynhonnell garbon yn lladd 100% o larfa o fewn 48 awr 67. Dangosodd Abinaya et al.72 a Pradhan et al.73 hefyd effeithiau larfa-laddol neu bryflladdol syrffactyddion a gynhyrchwyd gan sawl ynysydd o'r genws Bacillus. Canfu astudiaeth a gyhoeddwyd yn flaenorol gan Senthil-Nathan et al. fod 100% o larfa mosgito a oedd yn agored i lagwnau planhigion yn debygol o farw. 74.
Mae asesu effeithiau is-angheuol pryfleiddiaid ar fioleg pryfed yn hanfodol ar gyfer rhaglenni rheoli plâu integredig oherwydd nid yw dosau/crynodiadau is-angheuol yn lladd pryfed ond gallant leihau poblogaethau pryfed mewn cenedlaethau'r dyfodol trwy amharu ar nodweddion biolegol10. Sylwodd Siqueira et al 75 ar weithgaredd larfa lladdol cyflawn (100% marwolaeth) biosyrffactydd rhamnolipid (300 mg/ml) pan gafodd ei brofi ar wahanol grynodiadau yn amrywio o 50 i 300 mg/ml. Cyfnod larfa straenau Aedes aegypti. Dadansoddasant effeithiau amser i farwolaeth a chrynodiadau is-angheuol ar oroesiad larfa a gweithgaredd nofio. Yn ogystal, gwelsant ostyngiad yng nghyflymder nofio ar ôl 24–48 awr o amlygiad i grynodiadau is-angheuol o biosyrffactydd (e.e., 50 mg/mL a 100 mg/mL). Credir bod gwenwynau sydd â rolau is-angheuol addawol yn fwy effeithiol wrth achosi difrod lluosog i blâu sydd wedi'u hamlygu76.
Mae arsylwadau histolegol o'n canlyniadau'n dangos bod biosyrffactyddion a gynhyrchir gan Enterobacter cloacae SJ2 yn newid meinweoedd larfa mosgito (Cx. quinquefasciatus) a thermit (O. obesus) yn sylweddol. Achoswyd anomaleddau tebyg gan baratoadau olew basil yn An. gambiaes.s ac An. arabica a ddisgrifiwyd gan Ochola77. Disgrifiodd Kamaraj et al.78 yr un anomaleddau morffolegol yn An. Cafodd larfa Stephanie eu hamlygu i nanoronynnau aur. Adroddodd Vasantha-Srinivasan et al.79 hefyd fod olew hanfodol pwrs bugail wedi niweidio siambr ac haenau epithelaidd Aedes albopictus yn ddifrifol. Aedes aegypti. Adroddodd Raghavendran et al fod larfa mosgito wedi cael eu trin â dyfyniad mycelial 500 mg/ml o ffwng Penicillium lleol. Mae Ae yn dangos difrod histolegol difrifol. aegypti a Cx. Cyfradd marwolaethau 80. Yn flaenorol, Abinaya et al. Astudiwyd larfa pedwerydd cyfnod An. Canfu Stephensi ac Ae. aegypti nifer o newidiadau histolegol yn Aedes aegypti a gafodd eu trin ag ecsopolysacaridau B. licheniformis, gan gynnwys cecwm gastrig, atroffi cyhyrau, difrod ac anhrefniad ganglia llinyn y nerf72. Yn ôl Raghavendran et al., ar ôl triniaeth ag echdyniad myceliwm P. daleae, dangosodd celloedd canol y coluddyn mewn mosgitos a brofwyd (larfae 4ydd cyfnod) chwydd yn lumen y coluddyn, gostyngiad mewn cynnwys rhynggellog, a dirywiad niwclear81. Gwelwyd yr un newidiadau histolegol mewn larfae mosgito a gafodd eu trin ag echdyniad dail echinacea, gan ddangos potensial lladd pryfed y cyfansoddion a gafodd eu trin50.
Mae defnyddio meddalwedd ECOSAR wedi derbyn cydnabyddiaeth ryngwladol82. Mae ymchwil gyfredol yn awgrymu bod gwenwyndra acíwt biosyrffactyddion ECOSAR i ficroalgâu (C. vulgaris), pysgod a chwain dŵr (D. magna) yn dod o fewn y categori "gwenwyndra" a ddiffinnir gan y Cenhedloedd Unedig83. Mae model ecowenwyndra ECOSAR yn defnyddio SAR a QSAR i ragweld gwenwyndra acíwt a hirdymor sylweddau ac fe'i defnyddir yn aml i ragweld gwenwyndra llygryddion organig82,84.
Prynwyd paraformaldehyd, byffer sodiwm ffosffad (pH 7.4) a'r holl gemegau eraill a ddefnyddiwyd yn yr astudiaeth hon gan HiMedia Laboratories, India.
Cynhaliwyd cynhyrchu biosyrffactydd mewn fflasgiau Erlenmeyer 500 mL yn cynnwys 200 mL o gyfrwng Bushnell Haas di-haint wedi'i ategu ag 1% o olew crai fel yr unig ffynhonnell garbon. Cafodd cyn-ddiwylliant o Enterobacter cloacae SJ2 (1.4 × 104 CFU/ml) ei frechu a'i ddiwyllio ar ysgwydwr orbitol ar 37°C, 200 rpm am 7 diwrnod. Ar ôl y cyfnod magu, echdynnwyd y biosyrffactydd trwy allgyrchu'r cyfrwng diwylliant ar 3400 × g am 20 munud ar 4°C a defnyddiwyd yr uwchnofiant canlyniadol at ddibenion sgrinio. Mabwysiadwyd y gweithdrefnau optimeiddio a nodweddu biosyrffactyddion o'n hastudiaeth gynharach26.
Cafwyd larfae Culex quinquefasciatus o'r Ganolfan ar gyfer Astudiaeth Uwch mewn Bioleg Forol (CAS), Palanchipetai, Tamil Nadu (India). Magwyd y larfae mewn cynwysyddion plastig wedi'u llenwi â dŵr wedi'i ddad-ïoneiddio ar 27 ± 2°C a ffotogyfnod o 12:12 (golau:tywyllwch). Bwydwyd larfae mosgito â thoddiant glwcos 10%.
Mae larfae Culex quinquefasciatus wedi cael eu canfod mewn tanciau septig agored a heb eu diogelu. Defnyddiwch ganllawiau dosbarthu safonol i adnabod a meithrin larfae yn y labordy85. Cynhaliwyd treialon larfa-laddol yn unol ag argymhellion Sefydliad Iechyd y Byd86. SH. Casglwyd larfae pedwerydd cyfnod quinquefasciatus mewn tiwbiau caeedig mewn grwpiau o 25 ml a 50 ml gyda bwlch aer o ddwy ran o dair o'u capasiti. Ychwanegwyd biosyrffactydd (0–50 mg/ml) at bob tiwb yn unigol a'i storio ar 25 °C. Defnyddiodd y tiwb rheoli ddŵr distyll (50 ml) yn unig. Ystyriwyd mai larfae marw oedd y rhai nad oeddent yn dangos unrhyw arwyddion o nofio yn ystod y cyfnod magu (12–48 awr)87. Cyfrifwch ganran marwolaethau larfae gan ddefnyddio'r hafaliad. (1)88.
Mae'r teulu Odontotermitidae yn cynnwys y termit Indiaidd Odontotermes obesus, a geir mewn boncyffion pydredig ar y Campws Amaethyddol (Prifysgol Annamalai, India). Profwch y biosyrffactydd hwn (0–50 mg/ml) gan ddefnyddio gweithdrefnau arferol i benderfynu a yw'n niweidiol. Ar ôl sychu mewn llif aer laminar am 30 munud, gorchuddiwyd pob stribed o bapur Whatman â biosyrffactydd ar grynodiad o 30, 40, neu 50 mg/ml. Profwyd a chymharwyd stribedi papur wedi'u gorchuddio ymlaen llaw a heb eu gorchuddio yng nghanol dysgl Petri. Mae pob dysgl petri yn cynnwys tua thri deg o dermitiaid gweithredol O. obesus. Rhoddwyd papur gwlyb i'r termitiaid rheoli a'r termitiaid prawf fel ffynhonnell fwyd. Cadwyd yr holl blâtiau ar dymheredd ystafell drwy gydol y cyfnod magu. Bu farw'r termitiaid ar ôl 12, 24, 36 a 48 awr89,90. Yna defnyddiwyd Hafaliad 1 i amcangyfrif canran marwolaethau termitiaid ar wahanol grynodiadau biosyrffactydd. (2).
Cadwyd y samplau ar rew a'u pacio mewn microdiwbiau yn cynnwys 100 ml o glustog ffosffad sodiwm 0.1 M (pH 7.4) a'u hanfon i'r Labordy Patholeg Dyframaethu Canolog (CAPL) o Ganolfan Dyframaethu Rajiv Gandhi (RGCA). Labordy Histoleg, Sirkali, Ardal Mayiladuthurai, Tamil Nadu, India i'w dadansoddi ymhellach. Cafodd y samplau eu sefydlogi ar unwaith mewn 4% paraformaldehyd ar 37°C am 48 awr.
Ar ôl y cyfnod sefydlogi, golchwyd y deunydd dair gwaith gyda byffer sodiwm ffosffad 0.1 M (pH 7.4), cafodd ei ddadhydradu fesul cam mewn ethanol a'i socian mewn resin LEICA am 7 diwrnod. Yna rhoddir y sylwedd mewn mowld plastig wedi'i lenwi â resin a pholymerydd, ac yna rhoddir mewn popty wedi'i gynhesu i 37°C nes bod y bloc sy'n cynnwys y sylwedd wedi'i bolymereiddio'n llwyr.
Ar ôl polymerization, torrwyd y blociau gan ddefnyddio microtome LEICA RM2235 (Rankin Biomedical Corporation 10,399 Enterprise Dr. Davisburg, MI 48,350, UDA) i drwch o 3 mm. Mae'r adrannau wedi'u grwpio ar sleidiau, gyda chwe adran fesul sleid. Sychwyd y sleidiau ar dymheredd ystafell, yna eu staenio â hematoxylin am 7 munud a'u golchi â dŵr rhedegog am 4 munud. Yn ogystal, rhowch y toddiant eosin ar y croen am 5 munud a rinsiwch â dŵr rhedegog am 5 munud.
Rhagfynegwyd gwenwyndra acíwt gan ddefnyddio organebau dyfrol o wahanol lefelau trofannol: LC50 pysgod 96 awr, LC50 D. magna 48 awr, ac EC50 algâu gwyrdd 96 awr. Aseswyd gwenwyndra biosyrffactyddion rhamnolipid i bysgod ac algâu gwyrdd gan ddefnyddio meddalwedd ECOSAR fersiwn 2.2 ar gyfer Windows a ddatblygwyd gan Asiantaeth Diogelu'r Amgylchedd yr Unol Daleithiau. (Ar gael ar-lein yn https://www.epa.gov/tsca-screening-tools/ecological-struct-activity-relationships-ecosar-predictive-model).
Cynhaliwyd yr holl brofion ar gyfer gweithgaredd larfa-laddol a gwrth-dermitaidd mewn tair copi. Perfformiwyd atchweliad anlinellol (log o newidynnau ymateb dos) o ddata marwolaeth larfa a thermitaidd i gyfrifo crynodiad angheuol canolrifol (LC50) gyda chyfwng hyder o 95%, a chynhyrchwyd cromliniau ymateb crynodiad gan ddefnyddio Prism® (fersiwn 8.0, GraphPad Software) Inc., UDA) 84, 91.
Mae'r astudiaeth bresennol yn datgelu potensial biosyrffactyddion microbaidd a gynhyrchir gan Enterobacter cloacae SJ2 fel asiantau larfa-laddol a gwrthdermistaidd mosgitos, a bydd y gwaith hwn yn cyfrannu at well dealltwriaeth o fecanweithiau gweithred larfa-laddol a gwrthdermistaidd. Dangosodd astudiaethau histolegol o larfa a gafodd eu trin â biosyrffactyddion ddifrod i'r llwybr treulio, y perfedd canol, y cortecs yr ymennydd a hyperplasia celloedd epithelaidd y berfedd. Canlyniadau: Datgelodd gwerthusiad tocsicolegol o weithgaredd gwrthdermistaidd a larfa-laddol biosyrffactydd rhamnolipid a gynhyrchir gan Enterobacter cloacae SJ2 fod yr ynysydd hwn yn fioblaladdwr posibl ar gyfer rheoli clefydau a gludir gan fectorau mewn mosgitos (Cx quinquefasciatus) a thermitiaid (O. obesus). Mae angen deall gwenwyndra amgylcheddol sylfaenol biosyrffactyddion a'u heffeithiau amgylcheddol posibl. Mae'r astudiaeth hon yn darparu sail wyddonol ar gyfer asesu'r risg amgylcheddol o biosyrffactyddion.
Amser postio: Ebr-09-2024