Terima kasih kerana melayari Nature.com. Versi pelayar yang anda gunakan mempunyai sokongan CSS yang terhad. Untuk hasil terbaik, kami mengesyorkan agar anda menggunakan versi pelayar anda yang lebih baharu (atau lumpuhkan Mod Keserasian dalam Internet Explorer). Sementara itu, bagi memastikan sokongan berterusan, kami memaparkan laman web ini tanpa penggayaan atau JavaScript.
Gabungan sebatian insektisida yang berasal dari tumbuhan mungkin menunjukkan interaksi sinergistik atau antagonistik terhadap perosak. Memandangkan penyebaran penyakit yang dibawa oleh nyamuk Aedes yang pesat dan peningkatan rintangan populasi nyamuk Aedes terhadap racun serangga tradisional, dua puluh lapan kombinasi sebatian terpena berdasarkan minyak pati tumbuhan telah dirumus dan diuji terhadap peringkat larva dan dewasa Aedes aegypti. Lima minyak pati tumbuhan (EO) pada mulanya dinilai untuk keberkesanan larvisidal dan kegunaan dewasanya, dan dua sebatian utama telah dikenal pasti dalam setiap EO berdasarkan keputusan GC-MS. Sebatian utama yang dikenal pasti telah dibeli, iaitu dialil disulfida, dialil trisulfida, karvon, limonena, eugenol, metil eugenol, eukaliptol, eudesmol dan alfa-pinena nyamuk. Gabungan binari sebatian ini kemudiannya disediakan menggunakan dos sublethal dan kesan sinergistik dan antagonistiknya telah diuji dan ditentukan. Komposisi larvisida terbaik diperoleh dengan mencampurkan limonena dengan dialil disulfida, dan komposisi dewasa terbaik diperoleh dengan mencampurkan karvone dengan limonena. Larvisida sintetik Temphos yang digunakan secara komersial dan ubat dewasa Malathion telah diuji secara berasingan dan dalam kombinasi binari dengan terpenoid. Keputusan menunjukkan bahawa kombinasi temefos dan dialil disulfida serta malathion dan eudesmol adalah kombinasi yang paling berkesan. Kombinasi ampuh ini berpotensi untuk digunakan terhadap Aedes aegypti.
Minyak pati tumbuhan (EO) merupakan metabolit sekunder yang mengandungi pelbagai sebatian bioaktif dan menjadi semakin penting sebagai alternatif kepada racun perosak sintetik. Bukan sahaja ia mesra alam dan mesra pengguna, tetapi ia juga merupakan campuran sebatian bioaktif yang berbeza, yang turut mengurangkan kemungkinan berlakunya rintangan ubat1. Menggunakan teknologi GC-MS, para penyelidik telah mengkaji juzuk pelbagai minyak pati tumbuhan dan mengenal pasti lebih daripada 3,000 sebatian daripada 17,500 tumbuhan aromatik2, yang kebanyakannya telah diuji untuk sifat insektisida dan dilaporkan mempunyai kesan insektisida3,4. Beberapa kajian menekankan bahawa ketoksikan komponen utama sebatian tersebut adalah sama atau lebih besar daripada etilena oksida mentahnya. Tetapi penggunaan sebatian individu sekali lagi mungkin memberi ruang untuk perkembangan rintangan, seperti halnya dengan racun serangga kimia5,6. Oleh itu, tumpuan semasa adalah untuk menyediakan campuran sebatian berasaskan etilena oksida untuk meningkatkan keberkesanan insektisida dan mengurangkan kemungkinan rintangan dalam populasi perosak sasaran. Sebatian aktif individu yang terdapat dalam EO mungkin menunjukkan kesan sinergi atau antagonis dalam kombinasi yang mencerminkan aktiviti keseluruhan EO, satu fakta yang telah ditekankan dengan baik dalam kajian yang dijalankan oleh penyelidik terdahulu7,8. Program kawalan vektor juga merangkumi EO dan komponennya. Aktiviti mosquitocidal minyak pati telah dikaji secara meluas pada nyamuk Culex dan Anopheles. Beberapa kajian telah cuba membangunkan racun perosak yang berkesan dengan menggabungkan pelbagai tumbuhan dengan racun perosak sintetik yang digunakan secara komersial untuk meningkatkan ketoksikan keseluruhan dan meminimumkan kesan sampingan9. Tetapi kajian sebatian sedemikian terhadap Aedes aegypti masih jarang berlaku. Kemajuan dalam sains perubatan dan pembangunan ubat dan vaksin telah membantu memerangi beberapa penyakit bawaan vektor. Tetapi kehadiran serotaip virus yang berbeza, yang disebarkan oleh nyamuk Aedes aegypti, telah menyebabkan kegagalan program vaksinasi. Oleh itu, apabila penyakit sedemikian berlaku, program kawalan vektor adalah satu-satunya pilihan untuk mencegah penyebaran penyakit. Dalam senario semasa, kawalan Aedes aegypti adalah sangat penting kerana ia merupakan vektor utama pelbagai virus dan serotaipnya yang menyebabkan demam denggi, Zika, demam denggi berdarah, demam kuning, dan sebagainya. Perkara yang paling penting ialah bilangan kes hampir semua penyakit bawaan vektor Aedes semakin meningkat setiap tahun di Mesir dan di seluruh dunia. Oleh itu, dalam konteks ini, terdapat keperluan segera untuk membangunkan langkah kawalan yang mesra alam dan berkesan untuk populasi Aedes aegypti. Calon yang berpotensi dalam hal ini ialah EO, sebatian konstituennya, dan kombinasinya. Oleh itu, kajian ini cuba mengenal pasti kombinasi sinergi yang berkesan bagi sebatian EO tumbuhan utama daripada lima tumbuhan dengan sifat insektisida (iaitu, pudina, selasih suci, bintik Eucalyptus, Allium sulfur dan melaleuca) terhadap Aedes aegypti.
Semua EO yang dipilih menunjukkan aktiviti larvisida yang berpotensi terhadap Aedes aegypti dengan LC50 24 jam antara 0.42 hingga 163.65 ppm. Aktiviti larvisida tertinggi direkodkan untuk EO pudina (Mp) dengan nilai LC50 0.42 ppm pada 24 jam, diikuti oleh bawang putih (As) dengan nilai LC50 16.19 ppm pada 24 jam (Jadual 1).
Kecuali Ocimum Sainttum, Os EO, keempat-empat EO lain yang ditapis menunjukkan kesan alahan yang jelas, dengan nilai LC50 antara 23.37 hingga 120.16 ppm sepanjang tempoh pendedahan 24 jam. Thymophilus striata (Cl) EO paling berkesan dalam membunuh orang dewasa dengan nilai LC50 23.37 ppm dalam tempoh 24 jam pendedahan, diikuti oleh Eucalyptus maculata (Em) yang mempunyai nilai LC50 101.91 ppm (Jadual 1). Sebaliknya, nilai LC50 untuk Os masih belum ditentukan kerana kadar kematian tertinggi iaitu 53% direkodkan pada dos tertinggi (Rajah Tambahan 3).
Dua sebatian konstituen utama dalam setiap EO telah dikenal pasti dan dipilih berdasarkan keputusan pangkalan data perpustakaan NIST, peratusan luas kromatogram GC, dan keputusan spektrum MS (Jadual 2). Bagi EO As, sebatian utama yang dikenal pasti ialah dialil disulfida dan dialil trisulfida; bagi EO Mp, sebatian utama yang dikenal pasti ialah karvon dan limonena, bagi EO Em, sebatian utama yang dikenal pasti ialah eudesmol dan eukaliptol; bagi EO Os, sebatian utama yang dikenal pasti ialah eugenol dan metil eugenol, dan bagi EO Cl, sebatian utama yang dikenal pasti ialah eugenol dan α-pinena (Rajah 1, Rajah Tambahan 5–8, Jadual Tambahan 1–5).
Keputusan spektrometri jisim terpenoid utama minyak pati terpilih (A-dialil disulfida; B-dialil trisulfida; C-eugenol; D-metil eugenol; E-limonena; F-ceperone aromatik; G-α-pinena; H-sineol; R-eudamol).
Sebanyak sembilan sebatian (diallil disulfida, dialil trisulfida, eugenol, metil eugenol, karvon, limonena, eukaliptol, eudesmol, α-pinena) telah dikenal pasti sebagai sebatian berkesan yang merupakan komponen utama EO dan telah diuji secara bio secara individu terhadap Aedes aegypti pada peringkat larva. Sebatian eudesmol mempunyai aktiviti larvisida tertinggi dengan nilai LC50 sebanyak 2.25 ppm selepas 24 jam pendedahan. Sebatian dialil disulfida dan dialil trisulfida juga didapati mempunyai potensi kesan larvisida, dengan purata dos sublethal dalam julat 10–20 ppm. Aktiviti larvisida sederhana sekali lagi diperhatikan untuk sebatian eugenol, limonena dan eukaliptol dengan nilai LC50 sebanyak 63.35 ppm, 139.29 ppm. dan 181.33 ppm selepas 24 jam, masing-masing (Jadual 3). Walau bagaimanapun, tiada potensi larvisida yang ketara bagi metil eugenol dan karvon ditemui walaupun pada dos tertinggi, jadi nilai LC50 tidak dikira (Jadual 3). Larvisida sintetik Temephos mempunyai kepekatan maut purata 0.43 ppm terhadap Aedes aegypti sepanjang 24 jam pendedahan (Jadual 3, Jadual Tambahan 6).
Tujuh sebatian (dialil disulfida, dialil trisulfida, eucalyptol, α-pinena, eudesmol, limonena dan karvon) telah dikenal pasti sebagai sebatian utama EO yang berkesan dan diuji secara individu terhadap nyamuk Aedes Mesir dewasa. Menurut analisis regresi Probit, Eudesmol didapati mempunyai potensi tertinggi dengan nilai LC50 sebanyak 1.82 ppm, diikuti oleh Eucalyptol dengan nilai LC50 sebanyak 17.60 ppm pada masa pendedahan 24 jam. Lima sebatian selebihnya yang diuji adalah sederhana berbahaya kepada orang dewasa dengan LC50 antara 140.79 hingga 737.01 ppm (Jadual 3). Malathion organofosforus sintetik kurang kuat daripada eudesmol dan lebih tinggi daripada enam sebatian lain, dengan nilai LC50 sebanyak 5.44 ppm sepanjang tempoh pendedahan 24 jam (Jadual 3, Jadual Tambahan 6).
Tujuh sebatian plumbum yang kuat dan tamefosat organofosforus telah dipilih untuk merumuskan kombinasi binari dos LC50 mereka dalam nisbah 1:1. Sebanyak 28 kombinasi binari telah disediakan dan diuji untuk keberkesanan larvisidanya terhadap Aedes aegypti. Sembilan kombinasi didapati sinergistik, 14 kombinasi adalah antagonistik, dan lima kombinasi tidak larvisida. Antara kombinasi sinergistik, gabungan dialil disulfida dan temofol adalah yang paling berkesan, dengan kematian 100% diperhatikan selepas 24 jam (Jadual 4). Begitu juga, campuran limonena dengan dialil disulfida dan eugenol dengan thymetphos menunjukkan potensi yang baik dengan kematian larva yang diperhatikan sebanyak 98.3% (Jadual 5). 4 kombinasi yang selebihnya, iaitu eudesmol campur eucalyptol, eudesmol campur limonene, eucalyptol campur alfa-pinene, alfa-pinene campur temephos, juga menunjukkan keberkesanan larvisida yang ketara, dengan kadar kematian yang diperhatikan melebihi 90%. Kadar kematian yang dijangkakan adalah hampir 60-75%. (Jadual 4). Walau bagaimanapun, gabungan limonene dengan α-pinene atau eucalyptus menunjukkan tindak balas antagonistik. Begitu juga, campuran Temephos dengan eugenol atau eucalyptus atau eudesmol atau dialil trisulfida didapati mempunyai kesan antagonistik. Begitu juga, gabungan dialil disulfida dan dialil trisulfida dan gabungan mana-mana sebatian ini dengan eudesmol atau eugenol adalah antagonistik dalam tindakan larvisidanya. Antagonisme juga telah dilaporkan dengan gabungan eudesmol dengan eugenol atau α-pinene.
Daripada kesemua 28 campuran binari yang diuji untuk aktiviti berasid dewasa, 7 kombinasi adalah sinergistik, 6 tidak mempunyai kesan, dan 15 adalah antagonistik. Campuran eudesmol dengan kayu putih dan limonena dengan karvone didapati lebih berkesan daripada kombinasi sinergistik yang lain, dengan kadar kematian pada 24 jam masing-masing sebanyak 76% dan 100% (Jadual 5). Malathion telah diperhatikan menunjukkan kesan sinergistik dengan semua kombinasi sebatian kecuali limonena dan dialil trisulfida. Sebaliknya, antagonisme telah ditemui antara dialil disulfida dan dialil trisulfida dan gabungan mana-mana daripadanya dengan kayu putih, atau eukaliptol, atau karvone, atau limonena. Begitu juga, kombinasi α-pinena dengan eudesmol atau limonena, eukaliptol dengan karvone atau limonena, dan limonena dengan eudesmol atau malathion menunjukkan kesan larvisida antagonistik. Bagi enam kombinasi yang selebihnya, tiada perbezaan yang ketara antara kematian yang dijangkakan dan yang diperhatikan (Jadual 5).
Berdasarkan kesan sinergi dan dos sublethal, ketoksikan larvisidanya terhadap sebilangan besar nyamuk Aedes aegypti akhirnya dipilih dan diuji selanjutnya. Keputusan menunjukkan bahawa kematian larva yang diperhatikan menggunakan kombinasi binari eugenol-limonena, dialil disulfida-limonena dan dialil disulfida-timephos adalah 100%, manakala kematian larva yang dijangkakan masing-masing adalah 76.48%, 72.16% dan 63.4% (Jadual 6). Gabungan limonena dan eudesmol agak kurang berkesan, dengan 88% kematian larva diperhatikan sepanjang tempoh pendedahan 24 jam (Jadual 6). Secara ringkasnya, empat kombinasi binari yang dipilih juga menunjukkan kesan larvisida sinergi terhadap Aedes aegypti apabila digunakan pada skala besar (Jadual 6).
Tiga kombinasi sinergi telah dipilih untuk ujian bioassay dewasa bagi mengawal populasi besar Aedes aegypti dewasa. Untuk memilih kombinasi bagi diuji pada koloni serangga besar, pertama sekali kami menumpukan pada dua kombinasi terpena sinergi terbaik, iaitu carvone campur limonene dan eucalyptol campur eudesmol. Kedua, kombinasi sinergi terbaik telah dipilih daripada kombinasi malathion organofosfat sintetik dan terpenoid. Kami percaya bahawa kombinasi malathion dan eudesmol adalah kombinasi terbaik untuk diuji pada koloni serangga besar disebabkan oleh kematian tertinggi yang diperhatikan dan nilai LC50 yang sangat rendah bagi bahan-bahan calon. Malathion mempamerkan sinergi dalam kombinasi dengan α-pinena, dialil disulfida, eucalyptus, carvone dan eudesmol. Tetapi jika kita melihat nilai LC50, Eudesmol mempunyai nilai terendah (2.25 ppm). Nilai LC50 malathion, α-pinena, dialil disulfida, eukaliptol dan karvon yang dikira masing-masing adalah 5.4, 716.55, 166.02, 17.6 dan 140.79 ppm. Nilai-nilai ini menunjukkan bahawa kombinasi malathion dan eudesmol adalah kombinasi optimum dari segi dos. Keputusan menunjukkan bahawa kombinasi karvone campur limonena dan eudesmol campur malathion mempunyai 100% kematian yang diperhatikan berbanding dengan jangkaan kematian sebanyak 61% hingga 65%. Satu lagi kombinasi, eudesmol campur eukaliptol, menunjukkan kadar kematian sebanyak 78.66% selepas 24 jam pendedahan, berbanding dengan jangkaan kadar kematian sebanyak 60%. Ketiga-tiga kombinasi yang dipilih menunjukkan kesan sinergi walaupun digunakan pada skala besar terhadap Aedes aegypti dewasa (Jadual 6).
Dalam kajian ini, EO tumbuhan terpilih seperti Mp, As, Os, Em dan Cl menunjukkan kesan maut yang menjanjikan pada peringkat larva dan dewasa Aedes aegypti. Mp EO mempunyai aktiviti larvisida tertinggi dengan nilai LC50 sebanyak 0.42 ppm, diikuti oleh As, Os dan Em EO dengan nilai LC50 kurang daripada 50 ppm selepas 24 jam. Keputusan ini selaras dengan kajian terdahulu terhadap nyamuk dan lalat dipterus lain10,11,12,13,14. Walaupun potensi larvisida Cl adalah lebih rendah daripada minyak pati lain, dengan nilai LC50 sebanyak 163.65 ppm selepas 24 jam, potensi dewasanya adalah yang tertinggi dengan nilai LC50 sebanyak 23.37 ppm selepas 24 jam. EO Mp, As dan Em juga menunjukkan potensi alersid yang baik dengan nilai LC50 dalam julat 100–120 ppm pada 24 jam pendedahan, tetapi agak lebih rendah daripada keberkesanan larvisidanya. Sebaliknya, EO Os menunjukkan kesan alersid yang boleh diabaikan walaupun pada dos terapeutik tertinggi. Oleh itu, keputusan menunjukkan bahawa ketoksikan etilena oksida kepada tumbuhan mungkin berbeza-beza bergantung pada peringkat perkembangan nyamuk15. Ia juga bergantung pada kadar penembusan EO ke dalam badan serangga, interaksinya dengan enzim sasaran tertentu, dan kapasiti detoksifikasi nyamuk pada setiap peringkat perkembangan16. Sebilangan besar kajian telah menunjukkan bahawa sebatian komponen utama merupakan faktor penting dalam aktiviti biologi etilena oksida, kerana ia menyumbang sebahagian besar daripada jumlah sebatian3,12,17,18. Oleh itu, kami mempertimbangkan dua sebatian utama dalam setiap EO. Berdasarkan keputusan GC-MS, dialil disulfida dan dialil trisulfida telah dikenal pasti sebagai sebatian utama EO As, yang selaras dengan laporan terdahulu19,20,21. Walaupun laporan terdahulu menunjukkan bahawa mentol adalah salah satu sebatian utamanya, karvon dan limonena sekali lagi dikenal pasti sebagai sebatian utama Mp EO22,23. Profil komposisi Os EO menunjukkan bahawa eugenol dan metil eugenol adalah sebatian utama, yang serupa dengan penemuan penyelidik terdahulu16,24. Eukaliptol dan eukaliptol telah dilaporkan sebagai sebatian utama yang terdapat dalam minyak daun Em, yang selaras dengan penemuan beberapa penyelidik25,26 tetapi bertentangan dengan penemuan Olalade et al.27. Penguasaan sineol dan α-pinena diperhatikan dalam minyak pati melaleuca, yang serupa dengan kajian terdahulu28,29. Perbezaan intraspesifik dalam komposisi dan kepekatan minyak pati yang diekstrak daripada spesies tumbuhan yang sama di lokasi berbeza telah dilaporkan dan juga diperhatikan dalam kajian ini, yang dipengaruhi oleh keadaan pertumbuhan tumbuhan geografi, masa tuaian, peringkat perkembangan, atau umur tumbuhan, rupa kemotip, dsb.22,30,31,32. Sebatian utama yang dikenal pasti kemudiannya dibeli dan diuji untuk kesan larvisida dan kesannya pada nyamuk Aedes aegypti dewasa. Keputusan menunjukkan bahawa aktiviti larvisida dialil disulfida adalah setanding dengan EO As mentah. Tetapi aktiviti dialil trisulfida adalah lebih tinggi daripada EO As. Keputusan ini adalah serupa dengan yang diperoleh oleh Kimbaris et al. 33 pada Culex philippines. Walau bagaimanapun, kedua-dua sebatian ini tidak menunjukkan aktiviti autosid yang baik terhadap nyamuk sasaran, yang selaras dengan keputusan Plata-Rueda et al 34 pada Tenebrio molitor. Os EO berkesan terhadap peringkat larva Aedes aegypti, tetapi tidak terhadap peringkat dewasa. Telah terbukti bahawa aktiviti larvisida bagi sebatian individu utama adalah lebih rendah daripada Os EO mentah. Ini menunjukkan peranan sebatian lain dan interaksinya dalam etilena oksida mentah. Metil eugenol sahaja mempunyai aktiviti yang boleh diabaikan, manakala eugenol sahaja mempunyai aktiviti larvisida yang sederhana. Kesimpulan ini mengesahkan, di satu pihak,35,36, dan di pihak yang lain, bercanggah dengan kesimpulan penyelidik terdahulu37,38. Perbezaan dalam kumpulan berfungsi eugenol dan metileugenol boleh mengakibatkan ketoksikan yang berbeza kepada serangga sasaran yang sama39. Limonena didapati mempunyai aktiviti larvisida yang sederhana, manakala kesan karvone adalah tidak ketara. Begitu juga, ketoksikan limonena yang agak rendah kepada serangga dewasa dan ketoksikan karvone yang tinggi menyokong keputusan beberapa kajian terdahulu40 tetapi bercanggah dengan kajian lain41. Kehadiran ikatan berganda pada kedua-dua kedudukan intrasiklik dan eksosiklik boleh meningkatkan manfaat sebatian ini sebagai larvisida3,41, manakala karvon, iaitu keton dengan karbon alfa dan beta tak tepu, mungkin menunjukkan potensi ketoksikan yang lebih tinggi pada orang dewasa42. Walau bagaimanapun, ciri-ciri individu limonena dan karvon adalah jauh lebih rendah daripada jumlah EO Mp (Jadual 1, Jadual 3). Antara terpenoid yang diuji, eudesmol didapati mempunyai aktiviti larvisida dan dewasa yang paling besar dengan nilai LC50 di bawah 2.5 ppm, menjadikannya sebatian yang menjanjikan untuk mengawal nyamuk Aedes. Prestasinya adalah lebih baik daripada keseluruhan EO Em, walaupun ini tidak konsisten dengan penemuan Cheng et al.40. Eudesmol ialah seskuiterpena dengan dua unit isoprena yang kurang meruap daripada monoterpena beroksigen seperti kayu putih dan oleh itu mempunyai potensi yang lebih besar sebagai racun perosak. Eucalyptol sendiri mempunyai aktiviti larvasida dewasa yang lebih besar daripada aktiviti larvasida, dan hasil daripada kajian terdahulu menyokong dan menyangkal perkara ini37,43,44. Aktivitinya sahaja hampir setanding dengan keseluruhan EO Cl. Satu lagi monoterpena bisiklik, α-pinena, mempunyai kesan larvasida dewasa yang kurang pada Aedes aegypti berbanding kesan larvasida, yang merupakan kebalikan daripada kesan EO Cl penuh. Aktiviti insektisida keseluruhan terpenoid dipengaruhi oleh lipofilisiti, volatiliti, percabangan karbon, luas unjuran, luas permukaan, kumpulan berfungsi dan kedudukannya45,46. Sebatian ini boleh bertindak dengan memusnahkan pengumpulan sel, menyekat aktiviti pernafasan, mengganggu penghantaran impuls saraf, dsb.47 Organofosfat sintetik Temephos didapati mempunyai aktiviti larvasida tertinggi dengan nilai LC50 sebanyak 0.43 ppm, yang selaras dengan data Lek -Utala48. Aktiviti larvasida organofosfat sintetik dilaporkan pada 5.44 ppm. Walaupun kedua-dua organofosfat ini telah menunjukkan tindak balas yang baik terhadap strain makmal Aedes aegypti, kerintangan nyamuk terhadap sebatian ini telah dilaporkan di pelbagai bahagian dunia49. Walau bagaimanapun, tiada laporan serupa tentang perkembangan kerintangan terhadap ubat-ubatan herba telah ditemui50. Oleh itu, botani dianggap sebagai alternatif yang berpotensi kepada racun perosak kimia dalam program kawalan vektor.
Kesan larvisida telah diuji pada 28 kombinasi binari (1:1) yang disediakan daripada terpenoid dan terpenoid yang kuat dengan thymetphos, dan 9 kombinasi didapati sinergistik, 14 antagonistik dan 5 antagonistik. Tiada kesan. Sebaliknya, dalam bioassay potensi dewasa, 7 kombinasi didapati sinergistik, 15 kombinasi adalah antagonistik, dan 6 kombinasi dilaporkan tidak memberi kesan. Sebab mengapa kombinasi tertentu menghasilkan kesan sinergistik mungkin disebabkan oleh sebatian calon yang berinteraksi secara serentak dalam laluan penting yang berbeza, atau perencatan berjujukan enzim utama yang berbeza bagi laluan biologi tertentu51. Gabungan limonena dengan dialil disulfida, kayu putih atau eugenol didapati sinergistik dalam aplikasi berskala kecil dan besar (Jadual 6), manakala gabungannya dengan kayu putih atau α-pinena didapati mempunyai kesan antagonistik pada larva. Secara purata, limonene kelihatan sebagai sinergis yang baik, mungkin disebabkan oleh kehadiran kumpulan metil, penembusan yang baik ke dalam stratum korneum, dan mekanisme tindakan yang berbeza52,53. Sebelum ini telah dilaporkan bahawa limonene boleh menyebabkan kesan toksik dengan menembusi kutikel serangga (ketoksikan sentuhan), menjejaskan sistem pencernaan (antifeedant), atau menjejaskan sistem pernafasan (aktiviti pengasapan),54 manakala fenilpropanoid seperti eugenol boleh menjejaskan enzim metabolik55. Oleh itu, gabungan sebatian dengan mekanisme tindakan yang berbeza boleh meningkatkan kesan maut keseluruhan campuran tersebut. Eucalyptol didapati sinergistik dengan dialil disulfida, eucalyptus atau α-pinena, tetapi kombinasi lain dengan sebatian lain sama ada bukan larvisidal atau antagonistik. Kajian awal menunjukkan bahawa eucalyptol mempunyai aktiviti perencatan pada asetilkolinesterase (AChE), serta reseptor oktaamin dan GABA56. Oleh kerana monoterpena siklik, eukaliptol, eugenol, dan sebagainya mungkin mempunyai mekanisme tindakan yang sama seperti aktiviti neurotoksiknya, 57 dengan itu meminimumkan kesan gabungannya melalui perencatan bersama. Begitu juga, gabungan Temephos dengan dialil disulfida, α-pinena dan limonena didapati sinergistik, menyokong laporan terdahulu tentang kesan sinergistik antara produk herba dan organofosfat sintetik58.
Gabungan eudesmol dan eucalyptol didapati mempunyai kesan sinergistik pada peringkat larva dan dewasa Aedes aegypti, mungkin disebabkan oleh mod tindakan mereka yang berbeza disebabkan oleh struktur kimia mereka yang berbeza. Eudesmol (seskuiterpena) boleh menjejaskan sistem pernafasan 59 dan eucalyptol (monoterpena) boleh menjejaskan asetilkolinesterase 60. Pendedahan bersama bahan-bahan kepada dua atau lebih tapak sasaran boleh meningkatkan kesan maut keseluruhan gabungan tersebut. Dalam bioassay bahan dewasa, malathion didapati sinergistik dengan carvone atau eucalyptol atau eucalyptol atau dialil disulfida atau α-pinena, menunjukkan bahawa ia sinergistik dengan penambahan limonene dan di. Calon alersida sinergistik yang baik untuk keseluruhan portfolio sebatian terpena, kecuali alil trisulfida. Thangam dan Kathiresan61 juga melaporkan hasil yang serupa tentang kesan sinergi malathion dengan ekstrak herba. Tindak balas sinergi ini mungkin disebabkan oleh gabungan kesan toksik malathion dan fitokimia pada enzim penyahtoksik serangga. Organofosfat seperti malathion secara amnya bertindak dengan menghalang esterase sitokrom P450 dan monooksigenase62,63,64. Oleh itu, menggabungkan malathion dengan mekanisme tindakan ini dan terpena dengan mekanisme tindakan yang berbeza boleh meningkatkan kesan maut keseluruhan pada nyamuk.
Sebaliknya, antagonisme menunjukkan bahawa sebatian yang dipilih kurang aktif dalam kombinasi berbanding setiap sebatian sahaja. Sebab antagonisme dalam beberapa kombinasi mungkin kerana satu sebatian mengubah tingkah laku sebatian lain dengan mengubah kadar penyerapan, pengedaran, metabolisme atau perkumuhan. Penyelidik awal menganggap ini sebagai punca antagonisme dalam kombinasi ubat. Molekul Mekanisme yang mungkin 65. Begitu juga, kemungkinan punca antagonisme mungkin berkaitan dengan mekanisme tindakan yang serupa, persaingan sebatian konstituen untuk reseptor atau tapak sasaran yang sama. Dalam beberapa kes, perencatan protein sasaran yang tidak kompetitif juga mungkin berlaku. Dalam kajian ini, dua sebatian organosulfur, dialil disulfida dan dialil trisulfida, menunjukkan kesan antagonistik, mungkin disebabkan oleh persaingan untuk tapak sasaran yang sama. Begitu juga, kedua-dua sebatian sulfur ini menunjukkan kesan antagonistik dan tidak mempunyai kesan apabila digabungkan dengan eudesmol dan α-pinena. Eudesmol dan alfa-pinena bersifat kitaran, manakala dialil disulfida dan dialil trisulfida bersifat alifatik. Berdasarkan struktur kimia, gabungan sebatian ini sepatutnya meningkatkan aktiviti maut keseluruhan kerana tapak sasarannya biasanya berbeza34,47, tetapi secara eksperimen kami mendapati antagonisme, yang mungkin disebabkan oleh peranan sebatian ini dalam beberapa organisma yang tidak diketahui dalam sistem in vivo. hasil interaksi. Begitu juga, gabungan sineol dan α-pinena menghasilkan tindak balas antagonistik, walaupun penyelidik sebelum ini melaporkan bahawa kedua-dua sebatian mempunyai sasaran tindakan yang berbeza47,60. Oleh kerana kedua-dua sebatian adalah monoterpena kitaran, mungkin terdapat beberapa tapak sasaran biasa yang mungkin bersaing untuk mengikat dan mempengaruhi ketoksikan keseluruhan pasangan kombinatorial yang dikaji.
Berdasarkan nilai LC50 dan mortaliti yang diperhatikan, dua kombinasi terpena sinergistik terbaik telah dipilih, iaitu pasangan karvon + limonena dan eukaliptol + eudesmol, serta malathion organofosforus sintetik dengan terpena. Gabungan sinergistik optimum sebatian malathion + Eudesmol telah diuji dalam bioassay racun serangga dewasa. Sasarkan koloni serangga besar untuk mengesahkan sama ada kombinasi berkesan ini boleh berfungsi terhadap sebilangan besar individu di ruang pendedahan yang agak besar. Semua kombinasi ini menunjukkan kesan sinergistik terhadap kawanan serangga yang besar. Keputusan yang sama diperoleh untuk kombinasi larvisida sinergistik optimum yang diuji terhadap populasi larva Aedes aegypti yang besar. Oleh itu, boleh dikatakan bahawa kombinasi larvisida dan dewasa sinergistik yang berkesan bagi sebatian EO tumbuhan adalah calon yang kuat terhadap bahan kimia sintetik sedia ada dan boleh digunakan selanjutnya untuk mengawal populasi Aedes aegypti. Begitu juga, kombinasi berkesan larvisida sintetik atau racun dewasa dengan terpena juga boleh digunakan untuk mengurangkan dos thymetphos atau malathion yang diberikan kepada nyamuk. Kombinasi sinergi yang kuat ini boleh memberikan penyelesaian untuk kajian masa depan mengenai evolusi rintangan ubat dalam nyamuk Aedes.
Telur Aedes aegypti dikumpulkan dari Pusat Penyelidikan Perubatan Serantau, Dibrugarh, Majlis Penyelidikan Perubatan India dan disimpan di bawah suhu terkawal (28 ± 1 °C) dan kelembapan (85 ± 5%) di Jabatan Zoologi, Universiti Gauhati di bawah keadaan berikut: Arivoli telah dihuraikan dkk. Selepas menetas, larva diberi makanan larva (serbuk biskut anjing dan yis dalam nisbah 3:1) dan nyamuk dewasa diberi larutan glukosa 10%. Bermula pada hari ke-3 selepas kemunculan, nyamuk betina dewasa dibenarkan menghisap darah tikus albino. Rendam kertas penapis dalam air di dalam gelas dan letakkannya di dalam sangkar bertelur.
Sampel tumbuhan terpilih iaitu daun kayu putih (Myrtaceae), selasih suci (Lamiaceae), pudina (Lamiaceae), melaleuca (Myrtaceae) dan bebawang allium (Amaryllidaceae). Dikumpul dari Guwahati dan dikenal pasti oleh Jabatan Botani, Universiti Gauhati. Sampel tumbuhan yang dikumpul (500 g) telah menjalani hidrodistilasi menggunakan alat Clevenger selama 6 jam. EO yang diekstrak telah dikumpulkan dalam botol kaca bersih dan disimpan pada suhu 4°C untuk kajian lanjut.
Ketoksikan larvasida telah dikaji menggunakan prosedur piawai Pertubuhan Kesihatan Sedunia 67 yang diubah suai sedikit. Gunakan DMSO sebagai pengemulsi. Setiap kepekatan EO pada mulanya diuji pada 100 dan 1000 ppm, mendedahkan 20 larva dalam setiap replika. Berdasarkan keputusan, julat kepekatan telah digunakan dan kematian direkodkan dari 1 jam hingga 6 jam (pada selang 1 jam), dan pada 24 jam, 48 jam dan 72 jam selepas rawatan. Kepekatan sublethal (LC50) ditentukan selepas 24, 48 dan 72 jam pendedahan. Setiap kepekatan diuji dalam tiga kali ganda bersama-sama dengan satu kawalan negatif (air sahaja) dan satu kawalan positif (air yang dirawat DMSO). Jika pupation berlaku dan lebih daripada 10% larva kumpulan kawalan mati, eksperimen diulang. Jika kadar kematian dalam kumpulan kawalan adalah antara 5-10%, gunakan formula pembetulan Abbott 68.
Kaedah yang diterangkan oleh Ramar et al. 69 telah digunakan untuk ujian bio dewasa terhadap Aedes aegypti menggunakan aseton sebagai pelarut. Setiap EO pada mulanya diuji terhadap nyamuk Aedes aegypti dewasa pada kepekatan 100 dan 1000 ppm. Sapukan 2 ml setiap larutan yang disediakan pada nombor Whatman. 1 keping kertas turas (saiz 12 x 15 cm2) dan biarkan aseton meruap selama 10 minit. Kertas turas yang dirawat dengan hanya 2 ml aseton digunakan sebagai kawalan. Selepas aseton meruap, kertas turas yang dirawat dan kertas turas kawalan diletakkan di dalam tiub silinder (dalam 10 cm). Sepuluh nyamuk bukan penghisap darah berumur 3 hingga 4 hari dipindahkan kepada tiga kali ganda bagi setiap kepekatan. Berdasarkan keputusan ujian awal, pelbagai kepekatan minyak terpilih telah diuji. Kematian direkodkan pada 1 jam, 2 jam, 3 jam, 4 jam, 5 jam, 6 jam, 24 jam, 48 jam dan 72 jam selepas nyamuk melepaskan diri. Kira nilai LC50 untuk masa pendedahan 24 jam, 48 jam dan 72 jam. Jika kadar kematian bagi lot kawalan melebihi 20%, ulangi keseluruhan ujian. Begitu juga, jika kadar kematian dalam kumpulan kawalan lebih besar daripada 5%, laraskan keputusan untuk sampel yang dirawat menggunakan formula Abbott68.
Kromatografi gas (Agilent 7890A) dan spektrometri jisim (Accu TOF GCv, Jeol) telah dijalankan untuk menganalisis sebatian konstituen minyak pati yang dipilih. GC dilengkapi dengan pengesan FID dan lajur kapilari (HP5-MS). Gas pembawa ialah helium, kadar aliran ialah 1 ml/min. Program GC menetapkan Allium sativum kepada 10:80-1M-8-220-5M-8-270-9M dan Ocimum Sainttum kepada 10:80-3M-8-200-3M-10-275-1M-5 – 280, untuk pudina 10:80-1M-8-200-5M-8-275-1M-5-280, untuk kayu putih 20.60-1M-10-200-3M-30-280, dan untuk merah Untuk seribu lapisan, ia adalah 10: 60-1M-8-220-5M-8-270-3M.
Sebatian utama setiap EO dikenal pasti berdasarkan peratusan luas yang dikira daripada keputusan kromatogram GC dan spektrometri jisim (dirujuk kepada pangkalan data piawaian NIST 70).
Dua sebatian utama dalam setiap EO dipilih berdasarkan keputusan GC-MS dan dibeli daripada Sigma-Aldrich pada ketulenan 98–99% untuk ujian bio selanjutnya. Sebatian tersebut diuji untuk keberkesanan larvisida dan dewasa terhadap Aedes aegypti seperti yang diterangkan di atas. Larvisida sintetik yang paling biasa digunakan iaitu tamefosat (Sigma Aldrich) dan malathion ubat dewasa (Sigma Aldrich) dianalisis untuk membandingkan keberkesanannya dengan sebatian EO terpilih, mengikut prosedur yang sama.
Campuran binari sebatian terpena dan sebatian terpena terpilih serta organofosfat komersial (tilefos dan malathion) telah disediakan dengan mencampurkan dos LC50 bagi setiap sebatian calon dalam nisbah 1:1. Kombinasi yang disediakan telah diuji pada peringkat larva dan dewasa Aedes aegypti seperti yang diterangkan di atas. Setiap ujian bio dilakukan dalam tiga kali ganda untuk setiap kombinasi dan dalam tiga kali ganda untuk sebatian individu yang terdapat dalam setiap kombinasi. Kematian serangga sasaran direkodkan selepas 24 jam. Kirakan kadar kematian yang dijangkakan untuk campuran binari menggunakan formula berikut.
di mana E = kadar kematian yang dijangkakan bagi nyamuk Aedes aegypti sebagai tindak balas kepada kombinasi binari, iaitu sambungan (A + B).
Kesan setiap campuran binari dilabelkan sebagai sinergistik, antagonistik atau tiada kesan berdasarkan nilai χ2 yang dikira dengan kaedah yang diterangkan oleh Pavla52. Kira nilai χ2 untuk setiap kombinasi menggunakan formula berikut.
Kesan gabungan ditakrifkan sebagai sinergistik apabila nilai χ2 yang dikira adalah lebih besar daripada nilai jadual untuk darjah kebebasan yang sepadan (selang keyakinan 95%) dan jika mortaliti yang diperhatikan didapati melebihi mortaliti yang dijangkakan. Begitu juga, jika nilai χ2 yang dikira untuk sebarang kombinasi melebihi nilai jadual dengan beberapa darjah kebebasan, tetapi mortaliti yang diperhatikan adalah lebih rendah daripada mortaliti yang dijangkakan, rawatan tersebut dianggap antagonistik. Dan jika dalam mana-mana kombinasi, nilai χ2 yang dikira adalah kurang daripada nilai jadual dalam darjah kebebasan yang sepadan, kombinasi tersebut dianggap tidak mempunyai kesan.
Tiga hingga empat kombinasi berpotensi sinergi (100 larva dan 50 aktiviti larvasida dan serangga dewasa) telah dipilih untuk ujian terhadap sebilangan besar serangga. Serangga dewasa) dijalankan seperti di atas. Bersama-sama dengan campuran, sebatian individu yang terdapat dalam campuran yang dipilih juga diuji pada bilangan larva dan serangga dewasa Aedes aegypti yang sama. Nisbah kombinasi ialah satu bahagian dos LC50 bagi satu sebatian calon dan sebahagian dos LC50 bagi sebatian konstituen yang lain. Dalam bioujian aktiviti dewasa, sebatian yang dipilih dilarutkan dalam pelarut aseton dan disapu pada kertas penapis yang dibalut dalam bekas plastik silinder 1300 cm3. Aseton disejat selama 10 minit dan serangga dewasa dibebaskan. Begitu juga, dalam bioujian larvasida, dos sebatian calon LC50 pertama kali dilarutkan dalam isipadu DMSO yang sama dan kemudian dicampurkan dengan 1 liter air yang disimpan dalam bekas plastik 1300 cc, dan larva dilepaskan.
Analisis probabilistik terhadap 71 data kematian yang direkodkan telah dijalankan menggunakan perisian SPSS (versi 16) dan Minitab untuk mengira nilai LC50.
Masa siaran: 01-Julai-2024