Takk for at du besøker Nature.com.Nettleserversjonen du bruker har begrenset CSS-støtte.For best resultat anbefaler vi at du bruker en nyere versjon av nettleseren din (eller deaktiverer kompatibilitetsmodus i Internet Explorer).I mellomtiden, for å sikre kontinuerlig støtte, viser vi nettstedet uten styling eller JavaScript.
Kombinasjoner av planteavledede insektdrepende forbindelser kan vise synergistiske eller antagonistiske interaksjoner mot skadedyr.Gitt den raske spredningen av sykdommer som bæres av Aedes-mygg og den økende motstanden til Aedes-myggpopulasjoner mot tradisjonelle insektmidler, ble tjueåtte kombinasjoner av terpenforbindelser basert på planteessensielle oljer formulert og testet mot larve- og voksenstadier av Aedes aegypti.Fem essensielle planteoljer (EO-er) ble først evaluert for deres larvicide og voksende virkning, og to hovedforbindelser ble identifisert i hver EO basert på GC-MS-resultater.De viktigste identifiserte forbindelsene ble kjøpt, nemlig diallyldisulfid, diallyltrisulfid, karvon, limonen, eugenol, metyleugenol, eukalyptol, eudesmol og mygg alfa-pinen.Binære kombinasjoner av disse forbindelsene ble deretter fremstilt ved bruk av subletale doser og deres synergistiske og antagonistiske effekter ble testet og bestemt.De beste larvicide sammensetningene oppnås ved å blande limonen med diallyldisulfid, og de beste adulticide sammensetningene oppnås ved å blande karvon med limonen.Det kommersielt brukte syntetiske larvicemidlet Temphos og det voksne stoffet Malathion ble testet separat og i binære kombinasjoner med terpenoider.Resultatene viste at kombinasjonen av temefos og diallyldisulfid og malation og eudesmol var den mest effektive kombinasjonen.Disse kraftige kombinasjonene har potensiale for bruk mot Aedes aegypti.
Planteteriske oljer (EO) er sekundære metabolitter som inneholder ulike bioaktive forbindelser og blir stadig viktigere som et alternativ til syntetiske plantevernmidler.Ikke bare er de miljøvennlige og brukervennlige, men de er også en blanding av ulike bioaktive forbindelser, noe som også reduserer sannsynligheten for utvikling av medikamentresistens1.Ved å bruke GC-MS-teknologi, undersøkte forskere bestanddelene i ulike essensielle planteoljer og identifiserte mer enn 3000 forbindelser fra 17.500 aromatiske planter2, hvorav de fleste ble testet for insektdrepende egenskaper og rapporteres å ha insektdrepende effekter3,4.Noen studier fremhever at toksisiteten til forbindelsens hovedkomponent er den samme som eller større enn den til dens rå etylenoksid.Men bruk av enkeltforbindelser kan igjen gi rom for utvikling av resistens, slik tilfellet er med kjemiske insektmidler5,6.Derfor er det nåværende fokuset på å tilberede blandinger av etylenoksidbaserte forbindelser for å forbedre insektdrepende effektivitet og redusere sannsynligheten for resistens i målpopulasjoner av skadedyr.Individuelle aktive forbindelser tilstede i EO-er kan vise synergistiske eller antagonistiske effekter i kombinasjoner som gjenspeiler den totale aktiviteten til EO, et faktum som har blitt godt understreket i studier utført av tidligere forskere7,8.Vektorkontrollprogrammet inkluderer også EO og dets komponenter.Den myggdrepende aktiviteten til eteriske oljer har blitt grundig studert på Culex- og Anopheles-mygg.Flere studier har forsøkt å utvikle effektive plantevernmidler ved å kombinere ulike planter med kommersielt brukte syntetiske plantevernmidler for å øke den totale toksisiteten og minimere bivirkninger9.Men studier av slike forbindelser mot Aedes aegypti forblir sjeldne.Fremskritt innen medisinsk vitenskap og utvikling av legemidler og vaksiner har bidratt til å bekjempe noen vektorbårne sykdommer.Men tilstedeværelsen av forskjellige serotyper av viruset, overført av Aedes aegypti-myggen, har ført til feil på vaksinasjonsprogrammer.Derfor, når slike sykdommer oppstår, er vektorkontrollprogrammer det eneste alternativet for å forhindre spredning av sykdommen.I det nåværende scenariet er kontroll av Aedes aegypti svært viktig ettersom det er en nøkkelvektor av ulike virus og deres serotyper som forårsaker denguefeber, Zika, dengue hemorragisk feber, gul feber osv. Det mest bemerkelsesverdige er det faktum at antallet tilfeller av nesten alle vektorbårne Aedes-bårne sykdommer øker hvert år i Egypt og øker over hele verden.Derfor er det i denne sammenheng et presserende behov for å utvikle miljøvennlige og effektive kontrolltiltak for Aedes aegypti-populasjoner.Potensielle kandidater i denne forbindelse er EO-er, deres bestanddeler og deres kombinasjoner.Derfor forsøkte denne studien å identifisere effektive synergistiske kombinasjoner av sentrale plante-EO-forbindelser fra fem planter med insektdrepende egenskaper (dvs. mynte, hellig basilikum, Eucalyptus spotted, Allium svovel og melaleuca) mot Aedes aegypti.
Alle utvalgte EO-er viste potensiell larvicidal aktivitet mot Aedes aegypti med 24-timers LC50 fra 0,42 til 163,65 ppm.Den høyeste larvicide aktiviteten ble registrert for peppermynte (Mp) EO med en LC50-verdi på 0,42 ppm ved 24 timer, etterfulgt av hvitløk (As) med en LC50-verdi på 16,19 ppm ved 24 timer (tabell 1).
Med unntak av Ocimum Sainttum, Os EO, viste alle de fire andre screenede EO-ene åpenbare allergidrepende effekter, med LC50-verdier fra 23,37 til 120,16 ppm over den 24-timers eksponeringsperioden.Thymophilus striata (Cl) EO var mest effektiv til å drepe voksne med en LC50-verdi på 23,37 ppm innen 24 timer etter eksponering, etterfulgt av Eucalyptus maculata (Em) som hadde en LC50-verdi på 101,91 ppm (tabell 1).På den annen side er LC50-verdien for Os ennå ikke bestemt da den høyeste dødeligheten på 53 % ble registrert ved høyeste dose (tilleggsfigur 3).
De to hovedbestanddelene i hver EO ble identifisert og valgt basert på NIST-bibliotekdatabaseresultater, GC-kromatogramarealprosent og MS-spektreresultater (tabell 2).For EO As var hovedforbindelsene identifisert diallyldisulfid og diallyltrisulfid;for EO Mp var hovedforbindelsene identifisert karvon og limonen, for EO Em var hovedforbindelsene identifisert eudesmol og eukalyptol;For EO Os var hovedforbindelsene identifisert eugenol og metyleugenol, og for EO Cl var hovedforbindelsene identifisert eugenol og α-pinen (figur 1, tilleggsfigurer 5–8, tilleggstabell 1–5).
Resultater av massespektrometri av hovedterpenoidene til utvalgte essensielle oljer (A-diallyldisulfid; B-diallyltrisulfid; C-eugenol; D-metyleugenol; E-limonen; F-aromatisk ceperon; G-α-pinen; H-cineol ; R-eudamol).
Totalt ni forbindelser (diallyldisulfid, diallyltrisulfid, eugenol, metyleugenol, karvon, limonen, eucalyptol, eudesmol, α-pinen) ble identifisert som effektive forbindelser som er hovedkomponentene i EO og ble individuelt bioassayet mot Aedes aegypti ved larver. etapper..Forbindelsen eudesmol hadde den høyeste larvicide aktiviteten med en LC50-verdi på 2,25 ppm etter 24 timers eksponering.Forbindelsene diallyldisulfid og diallyltrisulfid har også vist seg å ha potensielle larvicide effekter, med gjennomsnittlige subletale doser i området 10–20 ppm.Moderat larvicid aktivitet ble igjen observert for forbindelsene eugenol, limonene og eukalyptol med LC50-verdier på 63,35 ppm, 139,29 ppm.og 181,33 ppm etter 24 timer, henholdsvis (tabell 3).Imidlertid ble det ikke funnet noe signifikant larvicidpotensial av metyleugenol og karvon selv ved de høyeste dosene, så LC50-verdier ble ikke beregnet (tabell 3).Det syntetiske larvicidet Temephos hadde en gjennomsnittlig dødelig konsentrasjon på 0,43 ppm mot Aedes aegypti over 24 timers eksponering (tabell 3, tilleggstabell 6).
Syv forbindelser (diallyldisulfid, diallyltrisulfid, eukalyptol, α-pinen, eudesmol, limonen og karvon) ble identifisert som hovedforbindelsene av effektiv EO og ble testet individuelt mot voksne egyptiske Aedes-mygg.I følge Probit-regresjonsanalyse ble Eudesmol funnet å ha det høyeste potensialet med en LC50-verdi på 1,82 ppm, etterfulgt av Eucalyptol med en LC50-verdi på 17,60 ppm ved 24-timers eksponeringstid.De resterende fem forbindelsene som ble testet var moderat skadelige for voksne med LC50-verdier fra 140,79 til 737,01 ppm (tabell 3).Den syntetiske organofosformalation var mindre potent enn eudesmol og høyere enn de andre seks forbindelsene, med en LC50-verdi på 5,44 ppm over 24-timers eksponeringsperioden (tabell 3, tilleggstabell 6).
Syv potente blyforbindelser og organofosfor-tamefosat ble valgt for å formulere binære kombinasjoner av deres LC50-doser i et 1:1-forhold.Totalt 28 binære kombinasjoner ble utarbeidet og testet for deres larvicide effekt mot Aedes aegypti.Ni kombinasjoner ble funnet å være synergistiske, 14 kombinasjoner var antagonistiske, og fem kombinasjoner var ikke larvicidale.Blant de synergistiske kombinasjonene var kombinasjonen av diallyldisulfid og temofol den mest effektive, med 100 % dødelighet observert etter 24 timer (tabell 4).Tilsvarende viste blandinger av limonen med diallyldisulfid og eugenol med thymetphos godt potensial med en observert larvedødelighet på 98,3 % (tabell 5).De resterende 4 kombinasjonene, nemlig eudesmol pluss eukalyptol, eudesmol pluss limonen, eukalyptol pluss alfa-pinen, alfa-pinen pluss temefos, viste også signifikant larvicidal effekt, med observerte dødelighetsrater som oversteg 90 %.Den forventede dødeligheten er nær 60-75 %.(Tabell 4).Kombinasjonen av limonen med α-pinen eller eukalyptus viste imidlertid antagonistiske reaksjoner.På samme måte har blandinger av Temephos med eugenol eller eukalyptus eller eudesmol eller diallyltrisulfid vist seg å ha antagonistiske effekter.På samme måte er kombinasjonen av diallyldisulfid og diallyltrisulfid og kombinasjonen av en av disse forbindelsene med eudesmol eller eugenol antagonistiske i deres larvicide virkning.Antagonisme er også rapportert ved kombinasjon av eudesmol med eugenol eller α-pinen.
Av alle 28 binære blandinger testet for sur aktivitet hos voksne, var 7 kombinasjoner synergistiske, 6 hadde ingen effekt og 15 var antagonistiske.Blandinger av eudesmol med eukalyptus og limonen med karvon ble funnet å være mer effektive enn andre synergistiske kombinasjoner, med dødelighetsrater ved 24 timer på henholdsvis 76 % og 100 % (tabell 5).Malathion har blitt observert å vise en synergistisk effekt med alle kombinasjoner av forbindelser bortsett fra limonen og diallyltrisulfid.På den annen side er det funnet antagonisme mellom diallyldisulfid og diallyltrisulfid og kombinasjonen av en av dem med eukalyptus, eller eukalyptol, eller karvon eller limonen.Tilsvarende viste kombinasjoner av α-pinen med eudesmol eller limonen, eukalyptol med karvon eller limonen, og limonen med eudesmol eller malation antagonistiske larvicide effekter.For de resterende seks kombinasjonene var det ingen signifikant forskjell mellom forventet og observert dødelighet (tabell 5).
Basert på synergistiske effekter og subletale doser ble deres larvicide toksisitet mot et stort antall Aedes aegypti-mygg til slutt valgt ut og testet videre.Resultatene viste at den observerte larvedødeligheten ved bruk av de binære kombinasjonene eugenol-limonen, diallyldisulfid-limonen og diallyldisulfid-timephos var 100 %, mens forventet larvedødelighet var henholdsvis 76,48 %, 72,16 % og 63,4 % (tabell 6)..Kombinasjonen av limonen og eudesmol var relativt mindre effektiv, med 88 % larvedødelighet observert over den 24-timers eksponeringsperioden (tabell 6).Oppsummert viste de fire utvalgte binære kombinasjonene også synergistiske larvicidale effekter mot Aedes aegypti når de ble brukt i stor skala (tabell 6).
Tre synergistiske kombinasjoner ble valgt for den voksendocidale bioanalysen for å kontrollere store populasjoner av voksne Aedes aegypti.For å velge kombinasjoner for å teste på store insektkolonier, fokuserte vi først på de to beste synergistiske terpenkombinasjonene, nemlig karvon pluss limonen og eukalyptol pluss eudesmol.For det andre ble den beste synergistiske kombinasjonen valgt fra kombinasjonen av syntetisk organofosfatmalation og terpenoider.Vi mener at kombinasjonen av malation og eudesmol er den beste kombinasjonen for testing på store insektkolonier på grunn av den høyeste observerte dødeligheten og svært lave LC50-verdier av kandidatingrediensene.Malathion viser synergisme i kombinasjon med α-pinen, diallyldisulfid, eukalyptus, karvon og eudesmol.Men ser vi på LC50-verdiene, har Eudesmol den laveste verdien (2,25 ppm).De beregnede LC50-verdiene for malation, α-pinen, diallyldisulfid, eukalyptol og karvon var 5,4, 716,55, 166,02, 17,6 og 140,79 ppm.hhv.Disse verdiene indikerer at kombinasjonen av malathion og eudesmol er den optimale kombinasjonen når det gjelder dosering.Resultatene viste at kombinasjonene av karvon pluss limonen og eudesmol pluss malation hadde 100 % observert dødelighet sammenlignet med en forventet dødelighet på 61 % til 65 %.En annen kombinasjon, eudesmol pluss eukalyptol, viste en dødelighet på 78,66 % etter 24 timers eksponering, sammenlignet med en forventet dødelighet på 60 %.Alle de tre utvalgte kombinasjonene viste synergistiske effekter selv når de ble brukt i stor skala mot voksen Aedes aegypti (tabell 6).
I denne studien viste utvalgte plante-EO-er som Mp, As, Os, Em og Cl lovende dødelige effekter på larve- og voksenstadier av Aedes aegypti.Mp EO hadde den høyeste larvicide aktiviteten med en LC50-verdi på 0,42 ppm, etterfulgt av As, Os og Em EO-er med en LC50-verdi på mindre enn 50 ppm etter 24 timer.Disse resultatene stemmer overens med tidligere studier av mygg og andre fluer10,11,12,13,14.Selv om den larvicide styrken til Cl er lavere enn andre essensielle oljer, med en LC50-verdi på 163,65 ppm etter 24 timer, er dens voksenpotensial høyest med en LC50-verdi på 23,37 ppm etter 24 timer.Mp, As og Em EOs viste også godt allergidrepende potensial med LC50-verdier i området 100–120 ppm ved 24 timers eksponering, men var relativt lavere enn deres larvicide effekt.På den annen side viste EO Os en ubetydelig allercidal effekt selv ved den høyeste terapeutiske dosen.Resultatene indikerer derfor at toksisiteten av etylenoksid til planter kan variere avhengig av utviklingsstadiet til myggen15.Det avhenger også av penetrasjonshastigheten til EO-er i insektets kropp, deres interaksjon med spesifikke målenzymer, og myggens avgiftningskapasitet på hvert utviklingsstadium16.Et stort antall studier har vist at hovedkomponentforbindelsen er en viktig faktor i den biologiske aktiviteten til etylenoksid, siden den utgjør majoriteten av de totale forbindelsene3,12,17,18.Derfor vurderte vi to hovedforbindelser i hver EO.Basert på GC-MS-resultatene ble diallyldisulfid og diallyltrisulfid identifisert som hovedforbindelsene av EO As, noe som er i samsvar med tidligere rapporter19,20,21.Selv om tidligere rapporter indikerte at mentol var en av hovedforbindelsene, ble karvon og limonen igjen identifisert som hovedforbindelsene til Mp EO22,23.Sammensetningsprofilen til Os EO viste at eugenol og metyleugenol er hovedforbindelsene, noe som ligner funnene til tidligere forskere16,24.Eukalyptol og eukalyptol er rapportert som hovedforbindelsene som finnes i Em-bladolje, noe som stemmer overens med funnene til noen forskere25,26, men i motsetning til funnene til Olalade et al.27.Dominansen av cineol og α-pinen ble observert i melaleuca essensiell olje, som ligner på tidligere studier28,29.Intraspesifikke forskjeller i sammensetningen og konsentrasjonen av essensielle oljer ekstrahert fra samme planteart på forskjellige steder er rapportert og ble også observert i denne studien, som er påvirket av geografiske plantevekstforhold, høstetid, utviklingsstadium eller plantealder.opptreden av kjemotyper, etc.22,30,31,32.De viktigste identifiserte forbindelsene ble deretter kjøpt og testet for deres larvicidale effekter og effekter på voksne Aedes aegypti-mygg.Resultatene viste at den larvicide aktiviteten til diallyldisulfid var sammenlignbar med den til rå EO As.Men aktiviteten til diallyltrisulfid er høyere enn EO As.Disse resultatene ligner de oppnådd av Kimbaris et al.33 på Culex Filippinene.Disse to forbindelsene viste imidlertid ikke god autocidal aktivitet mot målmyggen, noe som stemmer overens med resultatene til Plata-Rueda et al 34 på Tenebrio molitor.Os EO er effektiv mot larvestadiet til Aedes aegypti, men ikke mot voksenstadiet.Det er fastslått at den larvicide aktiviteten til de viktigste enkeltforbindelsene er lavere enn for rå Os EO.Dette innebærer en rolle for andre forbindelser og deres interaksjoner i råetylenoksid.Metyl eugenol alene har ubetydelig aktivitet, mens eugenol alene har moderat larvicid aktivitet.Denne konklusjonen bekrefter på den ene siden35,36, og på den andre siden motsier den konklusjonene til tidligere forskere37,38.Forskjeller i de funksjonelle gruppene til eugenol og metyleugenol kan resultere i forskjellige toksisiteter for det samme målinsektet39.Limonen ble funnet å ha moderat larvicidal aktivitet, mens effekten av karvon var ubetydelig.På samme måte støtter den relativt lave toksisiteten til limonen for voksne insekter og den høye toksisiteten til karvon resultatene fra noen tidligere studier40, men motsier andre41.Tilstedeværelsen av dobbeltbindinger i både intrasykliske og eksosykliske posisjoner kan øke fordelene med disse forbindelsene som larvicider3,41, mens karvon, som er et keton med umettede alfa- og betakarboner, kan ha et høyere potensial for toksisitet hos voksne42.Imidlertid er de individuelle egenskapene til limonen og karvon mye lavere enn den totale EO Mp (tabell 1, tabell 3).Blant terpenoidene som ble testet, ble eudesmol funnet å ha den største larvicidale og voksenaktiviteten med en LC50-verdi under 2,5 ppm, noe som gjør det til en lovende forbindelse for kontroll av Aedes-mygg.Ytelsen er bedre enn for hele EO Em, selv om dette ikke stemmer overens med funnene til Cheng et al.40.Eudesmol er en sesquiterpen med to isoprenenheter som er mindre flyktig enn oksygenerte monoterpener som eukalyptus og har derfor større potensiale som plantevernmiddel.Eucalyptol i seg selv har større voksen- enn larvicidal aktivitet, og resultater fra tidligere studier både støtter og tilbakeviser dette37,43,44.Aktiviteten alene er nesten sammenlignbar med den for hele EO Cl.En annen bicyklisk monoterpen, α-pinen, har mindre vokseneffekt på Aedes aegypti enn en larvicid effekt, som er motsatt av effekten av full EO Cl.Den totale insektdrepende aktiviteten til terpenoider påvirkes av deres lipofilisitet, flyktighet, karbonforgrening, projeksjonsareal, overflateareal, funksjonelle grupper og deres posisjoner45,46.Disse forbindelsene kan virke ved å ødelegge celleansamlinger, blokkere respirasjonsaktivitet, avbryte overføringen av nerveimpulser, etc. 47 Det syntetiske organofosfatet Temephos ble funnet å ha den høyeste larvicidale aktiviteten med en LC50-verdi på 0,43 ppm, noe som stemmer overens med Lek sine data - Utala48.Voksenaktivitet av den syntetiske organofosformalation ble rapportert ved 5,44 ppm.Selv om disse to organofosfatene har vist gunstige responser mot laboratoriestammer av Aedes aegypti, er det rapportert om myggresistens mot disse forbindelsene i forskjellige deler av verden49.Det er imidlertid ikke funnet lignende rapporter om utvikling av resistens mot urtemedisiner50.Botaniske stoffer anses derfor som potensielle alternativer til kjemiske plantevernmidler i vektorkontrollprogrammer.
Den larvicide effekten ble testet på 28 binære kombinasjoner (1:1) fremstilt fra potente terpenoider og terpenoider med thymetphos, og 9 kombinasjoner ble funnet å være synergistiske, 14 antagonistiske og 5 antagonistiske.Ingen effekt.På den annen side, i potensbioanalysen for voksne, ble 7 kombinasjoner funnet å være synergistiske, 15 kombinasjoner var antagonistiske, og 6 kombinasjoner ble rapportert å ikke ha noen effekt.Grunnen til at visse kombinasjoner gir en synergistisk effekt kan skyldes at kandidatforbindelsene interagerer samtidig i forskjellige viktige veier, eller den sekvensielle inhiberingen av forskjellige nøkkelenzymer i en bestemt biologisk vei51.Kombinasjonen av limonen med diallyldisulfid, eukalyptus eller eugenol ble funnet å være synergistisk i både små og store applikasjoner (tabell 6), mens kombinasjonen med eukalyptus eller α-pinen ble funnet å ha antagonistiske effekter på larver.I gjennomsnitt ser limonen ut til å være en god synergist, muligens på grunn av tilstedeværelsen av metylgrupper, god penetrasjon inn i stratum corneum og en annen virkningsmekanisme52,53.Det er tidligere rapportert at limonen kan forårsake toksiske effekter ved å penetrere insektsneglebånd (kontakttoksisitet), påvirke fordøyelsessystemet (antifeedant) eller påvirke luftveiene (gassaktivitet), 54 mens fenylpropanoider som eugenol kan påvirke metabolske enzymer 55. Derfor kan kombinasjoner av forbindelser med forskjellige virkningsmekanismer øke den totale dødelige effekten av blandingen.Eucalyptol ble funnet å være synergistisk med diallyldisulfid, eukalyptus eller α-pinen, men andre kombinasjoner med andre forbindelser var enten ikke-larvicide eller antagonistiske.Tidlige studier viste at eukalyptol har hemmende aktivitet på acetylkolinesterase (AChE), så vel som oktaamin- og GABA-reseptorer56.Siden sykliske monoterpener, eukalyptol, eugenol, etc. kan ha samme virkningsmekanisme som deres nevrotoksiske aktivitet, 57 og derved minimere deres kombinerte effekter gjennom gjensidig hemming.På samme måte ble kombinasjonen av Temephos med diallyldisulfid, α-pinen og limonen funnet å være synergistisk, noe som støtter tidligere rapporter om en synergistisk effekt mellom urteprodukter og syntetiske organofosfater58.
Kombinasjonen av eudesmol og eukalyptol ble funnet å ha en synergistisk effekt på larve- og voksenstadiene av Aedes aegypti, muligens på grunn av deres forskjellige virkemåter på grunn av deres forskjellige kjemiske strukturer.Eudesmol (en sesquiterpen) kan påvirke luftveiene 59 og eukalyptol (en monoterpen) kan påvirke acetylkolinesterase 60 .Samtidig eksponering av ingrediensene til to eller flere målsteder kan øke den totale dødelige effekten av kombinasjonen.I bioassays for voksne stoffer ble malation funnet å være synergistisk med karvon eller eukalyptol eller eukalyptol eller diallyldisulfid eller α-pinen, noe som indikerer at det er synergistisk med tilsetning av limonen og di.Gode synergistiske allercidkandidater for hele porteføljen av terpenforbindelser, med unntak av allyltrisulfid.Thangam og Kathiresan61 rapporterte også lignende resultater av den synergistiske effekten av malathion med urteekstrakter.Denne synergistiske responsen kan skyldes de kombinerte toksiske effektene av malation og fytokjemikalier på insektavrusende enzymer.Organofosfater som malation virker generelt ved å hemme cytokrom P450-esteraser og monooksygenaser62,63,64.Derfor kan det å kombinere malation med disse virkningsmekanismene og terpener med forskjellige virkningsmekanismer øke den totale dødelige effekten på mygg.
På den annen side indikerer antagonisme at de utvalgte forbindelsene er mindre aktive i kombinasjon enn hver forbindelse alene.Årsaken til antagonisme i noen kombinasjoner kan være at den ene forbindelsen endrer oppførselen til den andre forbindelsen ved å endre hastigheten på absorpsjon, distribusjon, metabolisme eller utskillelse.Tidlige forskere anså dette for å være årsaken til antagonisme i medikamentkombinasjoner.Molekyler Mulig mekanisme 65. På samme måte kan mulige årsaker til antagonisme være relatert til lignende virkningsmekanismer, konkurranse mellom bestanddeler om samme reseptor eller målsted.I noen tilfeller kan ikke-konkurrerende hemming av målproteinet også forekomme.I denne studien viste to organosulfurforbindelser, diallyldisulfid og diallyltrisulfid, antagonistiske effekter, muligens på grunn av konkurranse om samme målsted.Likeledes viste disse to svovelforbindelsene antagonistiske effekter og hadde ingen effekt når de ble kombinert med eudesmol og α-pinen.Eudesmol og alfa-pinen er sykliske i naturen, mens diallyldisulfid og diallyltrisulfid er alifatiske.Basert på den kjemiske strukturen, bør kombinasjonen av disse forbindelsene øke den totale dødelige aktiviteten siden deres målsteder vanligvis er forskjellige34,47, men eksperimentelt fant vi antagonisme, som kan skyldes rollen til disse forbindelsene i noen ukjente organismer in vivo.systemer som et resultat av interaksjon.På samme måte ga kombinasjonen av cineol og α-pinen antagonistiske responser, selv om forskere tidligere rapporterte at de to forbindelsene har forskjellige handlingsmål47,60.Siden begge forbindelsene er sykliske monoterpener, kan det være noen vanlige målsteder som kan konkurrere om binding og påvirke den totale toksisiteten til de studerte kombinatoriske parene.
Basert på LC50-verdier og observert dødelighet ble de to beste synergistiske terpenkombinasjonene valgt, nemlig parene av karvon + limonen og eukalyptol + eudesmol, samt den syntetiske organofosformalathion med terpener.Den optimale synergistiske kombinasjonen av malation + Eudesmol-forbindelser ble testet i en bioassay for voksne insektmidler.Målrett mot store insektkolonier for å bekrefte om disse effektive kombinasjonene kan virke mot et stort antall individer over relativt store eksponeringsområder.Alle disse kombinasjonene viser en synergistisk effekt mot store svermer av insekter.Lignende resultater ble oppnådd for en optimal synergistisk larvicidal kombinasjon testet mot store populasjoner av Aedes aegypti-larver.Dermed kan det sies at den effektive synergistiske larvicidale og adulticide kombinasjonen av plante-EO-forbindelser er en sterk kandidat mot eksisterende syntetiske kjemikalier og kan videre brukes til å kontrollere Aedes aegypti-populasjoner.På samme måte kan effektive kombinasjoner av syntetiske larvicider eller adulticider med terpener også brukes for å redusere dosene av thymetphos eller malathion administrert til mygg.Disse kraftige synergistiske kombinasjonene kan gi løsninger for fremtidige studier på utviklingen av medikamentresistens hos Aedes-mygg.
Egg av Aedes aegypti ble samlet inn fra det regionale medisinske forskningssenteret, Dibrugarh, Indian Council of Medical Research og holdt under kontrollert temperatur (28 ± 1 °C) og fuktighet (85 ± 5%) i Institutt for zoologi, Gauhati University under følgende forhold: Arivoli ble beskrevet et al.Etter klekking ble larvene matet med larvemat (hundekjekspulver og gjær i forholdet 3:1) og voksne ble matet med en 10 % glukoseløsning.Fra og med den tredje dagen etter fremveksten, fikk voksne hunnmygg suge blodet til albinorotter.Bløtlegg filterpapir i vann i et glass og legg det i eggleggingsburet.
Utvalgte planteprøver nemlig eukalyptusblader (Myrtaceae), hellig basilikum (Lamiaceae), mynte (Lamiaceae), melaleuca (Myrtaceae) og alliumløk (Amaryllidaceae).Samlet fra Guwahati og identifisert av Institutt for botanikk, Gauhati University.De innsamlede planteprøvene (500 g) ble utsatt for hydrodestillasjon ved bruk av et Clevenger-apparat i 6 timer.Den ekstraherte EO ble samlet i rene glassampuller og lagret ved 4°C for videre studier.
Larvicidal toksisitet ble studert ved bruk av lett modifiserte standardprosedyrer fra Verdens helseorganisasjon 67 .Bruk DMSO som emulgator.Hver EO-konsentrasjon ble først testet ved 100 og 1000 ppm, og eksponerte 20 larver i hvert replikat.Basert på resultatene ble et konsentrasjonsområde brukt og dødeligheten ble registrert fra 1 time til 6 timer (med 1 times intervaller), og 24 timer, 48 timer og 72 timer etter behandling.Subletale konsentrasjoner (LC50) ble bestemt etter 24, 48 og 72 timers eksponering.Hver konsentrasjon ble analysert i tre eksemplarer sammen med én negativ kontroll (kun vann) og én positiv kontroll (DMSO-behandlet vann).Hvis det skjer forpupping og mer enn 10 % av larvene i kontrollgruppen dør, gjentas forsøket.Hvis dødeligheten i kontrollgruppen er mellom 5-10 %, bruk Abbott korreksjonsformel 68.
Metoden beskrevet av Ramar et al.69 ble brukt til en voksen bioassay mot Aedes aegypti ved bruk av aceton som løsningsmiddel.Hver EO ble opprinnelig testet mot voksne Aedes aegypti-mygg i konsentrasjoner på 100 og 1000 ppm.Påfør 2 ml av hver tilberedte løsning til Whatman-nummeret.1 stykke filterpapir (størrelse 12 x 15 cm2) og la acetonet fordampe i 10 minutter.Filterpapir behandlet med kun 2 ml aceton ble brukt som kontroll.Etter at acetonet er fordampet, plasseres det behandlede filterpapiret og kontrollfilterpapiret i et sylindrisk rør (10 cm dypt).Ti 3- til 4-dagers gamle mygg som ikke matet blod ble overført til triplikater av hver konsentrasjon.Basert på resultatene fra fortester ble ulike konsentrasjoner av utvalgte oljer testet.Dødeligheten ble registrert 1 time, 2 timer, 3 timer, 4 timer, 5 timer, 6 timer, 24 timer, 48 timer og 72 timer etter myggutsetting.Beregn LC50-verdier for eksponeringstider på 24 timer, 48 timer og 72 timer.Hvis dødeligheten for kontrollpartiet overstiger 20 %, gjenta hele testen.På samme måte, hvis dødeligheten i kontrollgruppen er større enn 5 %, justerer du resultatene for de behandlede prøvene ved å bruke Abbotts formel68.
Gasskromatografi (Agilent 7890A) og massespektrometri (Accu TOF GCv, Jeol) ble utført for å analysere bestanddelene i de utvalgte essensielle oljene.GC var utstyrt med en FID-detektor og en kapillærkolonne (HP5-MS).Bærergassen var helium, strømningshastigheten var 1 ml/min.GC-programmet setter Allium sativum til 10:80-1M-8-220-5M-8-270-9M og Ocimum Sainttum til 10:80-3M-8-200-3M-10-275-1M-5 – 280, for mint 10:80-1M-8-200-5M-8-275-1M-5-280, for eukalyptus 20,60-1M-10-200-3M-30-280, og for rødt For tusen lag er de dem 10: 60-1M-8-220-5M-8-270-3M.
Hovedforbindelsene til hver EO ble identifisert basert på arealprosenten beregnet fra GC-kromatogrammet og massespektrometriresultater (referert til NIST 70-standarddatabasen).
De to hovedforbindelsene i hver EO ble valgt basert på GC-MS-resultater og kjøpt fra Sigma-Aldrich med 98–99 % renhet for videre bioassays.Forbindelsene ble testet for larvicidal og voksen effekt mot Aedes aegypti som beskrevet ovenfor.De mest brukte syntetiske larvicidene tamefosat (Sigma Aldrich) og det voksne stoffet malathion (Sigma Aldrich) ble analysert for å sammenligne deres effektivitet med utvalgte EO-forbindelser, etter samme prosedyre.
Binære blandinger av utvalgte terpenforbindelser og terpenforbindelser pluss kommersielle organofosfater (tilephos og malation) ble fremstilt ved å blande LC50-dosen av hver kandidatforbindelse i et 1:1-forhold.De forberedte kombinasjonene ble testet på larve- og voksenstadier av Aedes aegypti som beskrevet ovenfor.Hver bioassay ble utført i triplikat for hver kombinasjon og i triplikat for de individuelle forbindelsene tilstede i hver kombinasjon.Død av målinsekter ble registrert etter 24 timer.Beregn forventet dødelighet for en binær blanding ved å bruke følgende formel.
hvor E = forventet dødelighet for Aedes aegypti-mygg som respons på en binær kombinasjon, dvs. forbindelse (A + B).
Effekten av hver binær blanding ble merket som synergistisk, antagonistisk eller ingen effekt basert på χ2-verdien beregnet ved metoden beskrevet av Pavla52.Beregn χ2-verdien for hver kombinasjon ved å bruke følgende formel.
Effekten av en kombinasjon ble definert som synergistisk når den beregnede χ2-verdien var større enn tabellverdien for de tilsvarende frihetsgradene (95 % konfidensintervall) og hvis den observerte dødeligheten ble funnet å overstige forventet dødelighet.Tilsvarende, hvis den beregnede χ2-verdien for en kombinasjon overskrider tabellverdien med noen frihetsgrader, men den observerte dødeligheten er lavere enn forventet dødelighet, anses behandlingen som antagonistisk.Og hvis i en kombinasjon den beregnede verdien av χ2 er mindre enn tabellverdien i de tilsvarende frihetsgradene, anses kombinasjonen å ha ingen effekt.
Tre til fire potensielt synergistiske kombinasjoner (100 larver og 50 larvicidal og voksen insektaktivitet) ble valgt for testing mot et stort antall insekter.Voksne) fortsett som ovenfor.Sammen med blandingene ble også individuelle forbindelser til stede i de utvalgte blandingene testet på like mange Aedes aegypti-larver og voksne.Kombinasjonsforholdet er én del LC50-dose av en kandidatforbindelse og del LC50-dose av den andre bestanddelen.I voksenaktivitetsbioanalysen ble utvalgte forbindelser oppløst i løsningsmidlet aceton og påført filterpapir pakket inn i en 1300 cm3 sylindrisk plastbeholder.Acetonet ble fordampet i 10 minutter og de voksne ble frigjort.Tilsvarende ble doser av LC50-kandidatforbindelser i den larvicidale bioanalysen først oppløst i like store volumer DMSO og deretter blandet med 1 liter vann lagret i 1300 cc plastbeholdere, og larvene ble frigjort.
Probabilistisk analyse av 71 registrerte dødelighetsdata ble utført ved bruk av SPSS (versjon 16) og Minitab-programvare for å beregne LC50-verdier.
Innleggstid: Jul-01-2024