डासांविरुद्ध पर्यावरणपूरक अळीनाशक म्हणून कोबीच्या बियांच्या पावडरची आणि त्यातील घटकांची जैविक क्रियाशीलता

प्रभावीपणेडासांवर नियंत्रण ठेवाआणि त्यांच्यामुळे पसरणाऱ्या रोगांचे प्रमाण कमी करण्यासाठी, रासायनिक कीटकनाशकांना धोरणात्मक, शाश्वत आणि पर्यावरणास अनुकूल पर्यायांची आवश्यकता आहे. आम्ही इजिप्शियन एडीस (L., 1762) च्या नियंत्रणासाठी, जैविकदृष्ट्या निष्क्रिय ग्लुकोसिनोलेट्सच्या एन्झायमॅटिक जलविश्लेषणाद्वारे उत्पादित वनस्पती-व्युत्पन्न आयसोथायोसायनेट्सचा स्रोत म्हणून, विशिष्ट ब्रॅसिकासी (ब्रॅसिका कुटुंब) वनस्पतींच्या बियांच्या पेंडीचे मूल्यांकन केले. पाच चरबीविरहित बियांच्या पिठापासून (Brassica juncea (L) Czern., 1859, Lepidium sativum L., 1753, Sinapis alba L., 1753, Thlaspi arvense L., 1753 आणि Thlaspi arvense – उष्णतेने निष्क्रिय होणारे आणि एन्झाइमॅटिक विघटन होणारे तीन मुख्य रासायनिक उत्पादने) ॲलिल आयसोथायोसायनेट, बेंझिल आयसोथायोसायनेट आणि ४-हायड्रॉक्सीबेंझिलआयसोथायोसायनेट यांची एडीस इजिप्टी अळ्यांवरील २४ तासांच्या संपर्कात विषारीता (LC50) निश्चित करणे = ०.०४ ग्रॅम/१२० मिली dH2O). मोहरी, पांढरी मोहरी आणि हॉर्सटेलसाठी LC50 मूल्ये. बियांच्या पिठाची परिणामकारकता अनुक्रमे ०.०५, ०.०८ आणि ०.०५ होती. ॲलिल आयसोथायोसायनेट (LC50 = १९.३५ पीपीएम) आणि ४-हायड्रॉक्सीबेंझिलआयसोथायोसायनेट (LC50 = ५५.४१ पीपीएम) यांच्या तुलनेत, ०.१ ग्रॅम/१२० मिली dH2O हे उपचाराच्या २४ तासांनंतर अळ्यांसाठी अधिक विषारी होते. हे परिणाम अल्फाल्फा बियांच्या पिठाच्या उत्पादनाशी सुसंगत आहेत. बेंझिल एस्टरची उच्च कार्यक्षमता गणना केलेल्या LC50 मूल्यांशी जुळते. बियांच्या पिठाचा वापर डास नियंत्रणासाठी एक प्रभावी पद्धत प्रदान करू शकतो. हे क्रुसिफेरस बियांच्या पावडरची आणि तिच्या मुख्य रासायनिक घटकांची डासांच्या अळ्यांविरुद्धची परिणामकारकता दर्शवते आणि क्रुसिफेरस बियांच्या पावडरमधील नैसर्गिक संयुगे डास नियंत्रणासाठी एक आशादायक पर्यावरणपूरक अळीनाशक म्हणून कसे काम करू शकतात हे दाखवते.
एडीस डासांमुळे होणारे रोग ही एक मोठी जागतिक सार्वजनिक आरोग्य समस्या आहे. डासांमुळे होणाऱ्या रोगांचा प्रादुर्भाव भौगोलिकदृष्ट्या पसरतो¹,²,³ आणि पुन्हा उद्भवतो, ज्यामुळे गंभीर आजारांचा उद्रेक होतो⁴,⁵,⁶,⁷. मानव आणि प्राणी यांच्यातील रोगांचा प्रसार (उदा., चिकुनगुनिया, डेंग्यू, रिफ्ट व्हॅली ताप, पिवळा ताप आणि झिका विषाणू) अभूतपूर्व आहे. केवळ डेंग्यू तापामुळे उष्णकटिबंधीय प्रदेशात अंदाजे ३.६ अब्ज लोकांना संसर्गाचा धोका असतो, जिथे दरवर्षी अंदाजे ३९ कोटी लोकांना संसर्ग होतो आणि त्यामुळे दरवर्षी ६,१०० ते २४,३०० मृत्यू होतात⁸. दक्षिण अमेरिकेत झिका विषाणूचा पुन्हा प्रादुर्भाव आणि उद्रेकाने जगभरातील लक्ष वेधले आहे, कारण त्यामुळे संक्रमित महिलांच्या मुलांना मेंदूचे नुकसान होते². क्रेमर आणि सहकाऱ्यांनी³ असा अंदाज वर्तवला आहे की एडीस डासांची भौगोलिक व्याप्ती वाढतच राहील आणि २०५० पर्यंत जगातील निम्मी लोकसंख्या डासांमुळे पसरणाऱ्या आर्बोव्हायरसच्या संसर्गाच्या धोक्यात असेल.
डेंग्यू आणि पिवळ्या तापावरील अलीकडेच विकसित झालेल्या लसी वगळता, बहुतेक डासांमुळे होणाऱ्या रोगांवरील लसी अद्याप विकसित झालेल्या नाहीत9,10,11. लसी अजूनही मर्यादित प्रमाणात उपलब्ध आहेत आणि त्यांचा वापर केवळ वैद्यकीय चाचण्यांमध्ये केला जातो. डासांमुळे होणाऱ्या रोगांचा प्रसार रोखण्यासाठी कृत्रिम कीटकनाशकांचा वापर करून डासांच्या रोगवाहकांवर नियंत्रण ठेवणे ही एक प्रमुख रणनीती राहिली आहे12,13. जरी कृत्रिम कीटकनाशके डासांना मारण्यात प्रभावी असली तरी, त्यांच्या सततच्या वापरामुळे लक्ष्य नसलेल्या जीवांवर नकारात्मक परिणाम होतो आणि पर्यावरणाचे प्रदूषण होते14,15,16. त्याहूनही अधिक चिंताजनक बाब म्हणजे रासायनिक कीटकनाशकांविरुद्ध डासांमध्ये वाढणारी प्रतिकारशक्ती17,18,19. कीटकनाशकांशी संबंधित या समस्यांमुळे रोगवाहकांवर नियंत्रण ठेवण्यासाठी प्रभावी आणि पर्यावरणपूरक पर्यायांच्या शोधाला गती मिळाली आहे.
कीड नियंत्रणासाठी वनस्पतीजन्य कीटकनाशकांचे स्रोत म्हणून विविध वनस्पती विकसित केल्या गेल्या आहेत20,21. वनस्पतीजन्य पदार्थ सामान्यतः पर्यावरणास अनुकूल असतात कारण ते जैवविघटनशील असतात आणि सस्तन प्राणी, मासे आणि उभयचर प्राणी यांसारख्या लक्ष्य नसलेल्या जीवांवर त्यांची विषारीता कमी किंवा नगण्य असते20,22. हर्बल तयारी विविध जैव-सक्रिय संयुगे तयार करण्यासाठी ओळखली जाते, ज्यांची कार्यप्रणाली वेगवेगळी असते आणि ती डासांच्या विविध जीवन अवस्थांवर प्रभावीपणे नियंत्रण ठेवतात23,24,25,26. वनस्पतींपासून मिळवलेल्या संयुगांनी, जसे की सुगंधी तेले आणि इतर सक्रिय वनस्पती घटकांनी लक्ष वेधून घेतले आहे आणि डासांच्या वाहकांवर नियंत्रण ठेवण्यासाठी नाविन्यपूर्ण साधनांचा मार्ग मोकळा केला आहे. सुगंधी तेले, मोनो-टर्पेन्स आणि सेस्क्वि-टर्पेन्स हे प्रतिबंधक, खाद्य-प्रतिरोधक आणि अंडनाशक म्हणून कार्य करतात27,28,29,30,31,32,33. अनेक वनस्पतीजन्य तेले डासांच्या अळ्या, कोष आणि प्रौढ डासांचा मृत्यू घडवून आणतात34,35,36, ज्यामुळे कीटकांच्या मज्जासंस्था, श्वसनसंस्था, अंतःस्रावी ग्रंथी आणि इतर महत्त्वाच्या प्रणालींवर परिणाम होतो37.
अलीकडील अभ्यासांनी जैव-सक्रिय संयुगांचा स्रोत म्हणून मोहरीची झाडे आणि त्यांच्या बियांच्या संभाव्य वापराविषयी माहिती दिली आहे. मोहरीच्या बियांच्या पेंडीची जैव-धुमनकारक म्हणून चाचणी केली गेली आहे38,39,40,41 आणि तण नियंत्रणासाठी42,43,44, तसेच मातीतील वनस्पती रोगजनकांच्या नियंत्रणासाठी45,46,47,48,49,50, वनस्पती पोषण, सूत्रकृमी 41,51, 52, 53, 54 आणि कीटक 55, 56, 57, 58, 59, 60 यासाठी माती सुधारक म्हणून वापरली गेली आहे. या बियांच्या पावडरमधील बुरशीनाशक क्रिया ही आयसोथायोसायनेट्स38,42,60 नावाच्या वनस्पती संरक्षक संयुगांमुळे होते. वनस्पतींमध्ये, ही संरक्षक संयुगे वनस्पती पेशींमध्ये अजैव-सक्रिय ग्लुकोसिनोलेट्सच्या स्वरूपात साठवली जातात. तथापि, जेव्हा वनस्पतींना कीटकांच्या खाण्यामुळे किंवा रोगजनकांच्या संसर्गामुळे नुकसान पोहोचते, तेव्हा मायरोसिनेजद्वारे ग्लुकोसिनोलेट्सचे जलविच्छेदन होऊन जैवक्रियाशील आयसोथायोसायनेट्स तयार होतात55,61. आयसोथायोसायनेट्स ही बाष्पशील संयुगे आहेत जी त्यांच्या व्यापक-स्पेक्ट्रम सूक्ष्मजीवविरोधी आणि कीटकनाशक क्रियाशीलतेसाठी ओळखली जातात, आणि त्यांची रचना, जैविक क्रियाशीलता आणि प्रमाण ब्रॅसिकासी प्रजातींमध्ये मोठ्या प्रमाणात भिन्न असते42,59,62,63.
मोहरीच्या बियांच्या पेंडीपासून मिळवलेल्या आयसोथायोसायनेटमध्ये कीटकनाशक क्रियाशीलता असल्याचे ज्ञात असले तरी, वैद्यकीयदृष्ट्या महत्त्वाच्या संधिपाद वाहकांवरील जैविक क्रियाशीलतेबद्दल माहिती उपलब्ध नाही. आमच्या अभ्यासात, एडीस डासांच्या अळ्यांविरुद्ध चार चरबीविरहित बियांच्या पावडरच्या अळीनाशक क्रियाशीलतेचे परीक्षण करण्यात आले. एडीस इजिप्टी (Aedes aegypti) या डासाच्या अळ्या. डास नियंत्रणासाठी पर्यावरणपूरक जैविक कीटकनाशके म्हणून त्यांच्या संभाव्य वापराचे मूल्यांकन करणे हा या अभ्यासाचा उद्देश होता. डासांच्या अळ्यांवरील या रासायनिक घटकांची जैविक क्रियाशीलता तपासण्यासाठी, बियांच्या पेंडीतील तीन प्रमुख रासायनिक घटक, ॲलिल आयसोथायोसायनेट (AITC), बेंझिल आयसोथायोसायनेट (BITC), आणि ४-हायड्रॉक्सीबेंझिल आयसोथायोसायनेट (4-HBITC) यांचीही चाचणी घेण्यात आली. डासांच्या अळ्यांविरुद्ध चार कोबीच्या बियांच्या पावडर आणि त्यांच्या मुख्य रासायनिक घटकांच्या परिणामकारकतेचे मूल्यांकन करणारा हा पहिलाच अहवाल आहे.
एडीस इजिप्टी (रॉकफेलर स्ट्रेन) च्या प्रयोगशाळेतील वसाहती २६°C, ७०% सापेक्ष आर्द्रता (RH) आणि १०:१४ तास (प्रकाश:अंधार) या प्रकाश-अंधार चक्रात ठेवण्यात आल्या होत्या. मिलन झालेल्या माद्यांना प्लास्टिकच्या पिंजऱ्यांमध्ये (उंची ११ सेंमी आणि व्यास ९.५ सेंमी) ठेवण्यात आले होते आणि त्यांना सायट्रेटेड गोवंशीय रक्त (हेमोस्टॅट लॅबोरेटरीज इंक., डिक्सन, सीए, यूएसए) वापरून बाटलीद्वारे खाद्य देण्यात आले. ३७°C तापमान नियंत्रणासह, सर्क्युलेटिंग वॉटर बाथ ट्यूबला (HAAKE S7, थर्मो-सायंटिफिक, वॉल्थम, एमए, यूएसए) जोडलेल्या मेंब्रेन मल्टी-ग्लास फीडरचा (केमग्लास, लाइफ सायन्सेस एलएलसी, वाइनलँड, एनजे, यूएसए) वापर करून नेहमीप्रमाणे रक्त पाजण्यात आले. प्रत्येक काचेच्या खाद्य कक्षाच्या (क्षेत्रफळ १५४ मिमी²) तळावर पॅराफिल्म एमची एक फिल्म ताणून लावा. त्यानंतर प्रत्येक फीडर मिलन करणाऱ्या मादी असलेल्या पिंजऱ्याला झाकणाऱ्या वरच्या जाळीवर ठेवण्यात आला. पाश्चर पिपेट (फिशरब्रँड, फिशर सायंटिफिक, वॉल्थम, एमए, यूएसए) वापरून एका काचेच्या फीडर फनेलमध्ये अंदाजे ३५०-४०० μl गोवंशाचे रक्त टाकण्यात आले आणि प्रौढ कृमींना कमीतकमी एक तास निथळू देण्यात आले. त्यानंतर गर्भवती माद्यांना १०% सुक्रोज द्रावण देण्यात आले आणि त्यांना स्वतंत्र अल्ट्रा-क्लिअर सुफ्ले कपमध्ये (१.२५ फ्लुइड औंस आकाराचे, डार्ट कंटेनर कॉर्प., मेसन, एमआय, यूएसए) ठेवलेल्या ओलसर फिल्टर पेपरवर अंडी घालू देण्यात आली. अंडी असलेला फिल्टर पेपर एका सीलबंद पिशवीत (एससी जॉन्सन्स, रेसीन, डब्ल्यूआय) ठेवा आणि २६°C तापमानावर साठवा. अंडी उबवण्यात आली आणि अंदाजे २००-२५० अळ्या सशांचे खाद्य (झुप्रीम, प्रीमियम नॅचरल प्रॉडक्ट्स, इंक., मिशन, केएस, यूएसए) आणि यकृताची पावडर (एमपी बायोमेडिकल्स, एलएलसी, सोलोन, ओएच, यूएसए) यांचे मिश्रण असलेल्या प्लास्टिक ट्रेमध्ये वाढवण्यात आल्या. आणि माशाचे तुकडे (टेट्रामिन, टेट्रा जीएमपीएच, मीर, जर्मनी) २:१:१ या प्रमाणात. आमच्या जैवचाचण्यांमध्ये तिसऱ्या अवस्थेच्या शेवटच्या टप्प्यातील अळ्या वापरण्यात आल्या.
या अभ्यासात वापरण्यात आलेले वनस्पती बियाणे साहित्य खालील व्यावसायिक आणि शासकीय स्रोतांकडून मिळवण्यात आले: ब्रासिका जंसिया (ब्राऊन मोहरी-पॅसिफिक गोल्ड) आणि ब्रासिका जंसिया (पांढरी मोहरी-आयडा गोल्ड) पॅसिफिक नॉर्थवेस्ट फार्मर्स कोऑपरेटिव्ह, वॉशिंग्टन स्टेट, यूएसए येथून; (गार्डन क्रेस) केली सीड अँड हार्डवेअर कंपनी, पिओरिया, आयएल, यूएसए येथून आणि थ्लास्पी आर्वेन्स (फील्ड पेनीक्रेस-एलिझाबेथ) यूएसडीए-एआरएस, पिओरिया, आयएल, यूएसए येथून; या अभ्यासात वापरलेल्या कोणत्याही बियाण्यांवर कीटकनाशकांची प्रक्रिया केली नव्हती. सर्व बियाणे साहित्यावर स्थानिक आणि राष्ट्रीय नियमांनुसार तसेच सर्व संबंधित स्थानिक, राज्य आणि राष्ट्रीय नियमांचे पालन करून प्रक्रिया करण्यात आली आणि या अभ्यासात वापरण्यात आले. या अभ्यासात जनुकीय सुधारित वनस्पती वाणांचे परीक्षण केले गेले नाही.
ब्रासिका जंसिया (PG), अल्फल्फा (Ls), पांढरी मोहरी (IG), थ्लास्पी आर्वेन्स (DFP) यांच्या बिया ०.७५ मिमी जाळी आणि स्टेनलेस स्टील रोटर, १२ दाते, १०,००० आरपीएम (तक्ता १) असलेल्या रेट्श ZM200 अल्ट्रासेंट्रीफ्यूगल मिल (रेट्श, हान, जर्मनी) वापरून बारीक पावडरमध्ये दळण्यात आल्या. दळलेली बियांची पावडर एका कागदी थिंबलमध्ये स्थानांतरित करण्यात आली आणि सॉक्सलेट उपकरणात २४ तासांसाठी हेक्झेन वापरून त्यातील चरबी काढून टाकण्यात आली. चरबी काढलेल्या शेतातील मोहरीच्या एका उप-नमुन्यावर मायरोसिनेजला निष्क्रिय करण्यासाठी आणि जैविक दृष्ट्या सक्रिय आयसोथायोसायनेट तयार करण्यासाठी ग्लुकोसिनोलेट्सच्या जलविघटनास प्रतिबंध करण्याकरिता १०० °C तापमानावर १ तासासाठी उष्णता प्रक्रिया करण्यात आली. मायरोसिनेजला निष्क्रिय करून, उष्णता-प्रक्रिया केलेल्या हॉर्सटेल बियांच्या पावडरचा (DFP-HT) नकारात्मक नियंत्रण म्हणून वापर करण्यात आला.
पूर्वी प्रकाशित केलेल्या प्रोटोकॉल 64 नुसार, उच्च-कार्यक्षमता द्रव क्रोमॅटोग्राफी (HPLC) वापरून चरबीविरहित बियांच्या पिठातील ग्लुकोसिनोलेटचे प्रमाण तीन वेळा निश्चित करण्यात आले. थोडक्यात, चरबीविरहित बियांच्या पावडरच्या 250 मिलीग्रॅम नमुन्यात 3 मिली मिथेनॉल टाकण्यात आले. प्रत्येक नमुना वॉटर बाथमध्ये 30 मिनिटांसाठी सोनिकेट करण्यात आला आणि 23°C तापमानावर 16 तासांसाठी अंधारात ठेवण्यात आला. त्यानंतर सेंद्रिय थरातील 1 मिली अलिक्वॉट 0.45 μm फिल्टरमधून गाळून ऑटोसेम्पलरमध्ये घेण्यात आला. शिमाद्झू HPLC प्रणालीवर (दोन LC 20AD पंप; SIL 20A ऑटोसेम्पलर; DGU 20As डिगॅसर; 237 nm वर निरीक्षणासाठी SPD-20A UV-VIS डिटेक्टर; आणि CBM-20A कम्युनिकेशन बस मॉड्यूल) चालवून, बियांच्या पिठातील ग्लुकोसिनोलेटचे प्रमाण तीन वेळा निश्चित करण्यात आले. शिमाद्झू एलसी सोल्युशन सॉफ्टवेअर आवृत्ती १.२५ (शिमाद्झू कॉर्पोरेशन, कोलंबिया, एमडी, यूएसए) वापरून. कॉलम हा एक C18 इनर्टसिल रिव्हर्स फेज कॉलम होता (२५० मिमी × ४.६ मिमी; आरपी सी-१८, ओडीएस-३, ५यू; जीएल सायन्सेस, टॉरन्स, सीए, यूएसए). सुरुवातीच्या मोबाइल फेजची स्थिती १२% मिथेनॉल/८८% ०.०१ एम टेट्राब्युटिलअमोनियम हायड्रॉक्साइड पाण्यात (टीबीएएच; सिग्मा-अल्ड्रिच, सेंट लुईस, एमओ, यूएसए) अशी १ मिली/मिनिटच्या प्रवाह दराने निश्चित करण्यात आली. १५ μl नमुना इंजेक्ट केल्यानंतर, सुरुवातीची स्थिती २० मिनिटांसाठी कायम ठेवण्यात आली आणि नंतर द्रावकाचे प्रमाण १००% मिथेनॉलवर समायोजित करण्यात आले, ज्यासाठी एकूण नमुना विश्लेषणाचा वेळ ६५ मिनिटे होता. चरबीविरहित बियांच्या पिठातील गंधकाचे प्रमाण मोजण्यासाठी, नव्याने तयार केलेल्या सिनापाइन, ग्लुकोसिनोलेट आणि मायरोसिन मानकांच्या (सिग्मा-अल्ड्रिच, सेंट लुईस, एमओ, यूएसए) क्रमिक विरलतेद्वारे एक मानक वक्र (एनएम/एमएबी आधारित) तयार करण्यात आला. नमुन्यांमधील ग्लुकोसिनोलेटची सांद्रता, त्याच कॉलमने सुसज्ज असलेल्या आणि पूर्वी वर्णन केलेल्या पद्धतीचा वापर करून, ओपनलॅब सीडीएस केमस्टेशन आवृत्ती (सी.०१.०७ एसआर२ [२५५]) असलेल्या एजिलेंट ११०० एचपीएलसी (एजिलेंट, सांता क्लारा, सीए, यूएसए) वर तपासण्यात आली. ग्लुकोसिनोलेटची सांद्रता एचपीएलसी प्रणालींमध्ये तुलनात्मक असावी यासाठी ती निश्चित करण्यात आली.
अलिल आयसोथायोसायनेट (९४%, स्थिर) आणि बेंझिल आयसोथायोसायनेट (९८%) फिशर सायंटिफिक (थर्मो फिशर सायंटिफिक, वॉल्थम, एमए, यूएसए) कडून खरेदी करण्यात आले. ४-हायड्रॉक्सीबेंझिलआयसोथायोसायनेट केमक्रूझ (सांताक्रूझ बायोटेक्नॉलॉजी, सीए, यूएसए) कडून खरेदी करण्यात आले. मायरोसिनेजद्वारे एन्झाइमॅटिकरित्या जलविश्लेषण केल्यावर, ग्लुकोसिनोलेट्स, ग्लुकोसिनोलेट्स आणि ग्लुकोसिनोलेट्सपासून अनुक्रमे अलिल आयसोथायोसायनेट, बेंझिल आयसोथायोसायनेट आणि ४-हायड्रॉक्सीबेंझिलआयसोथायोसायनेट तयार होतात.
प्रयोगशाळेतील जैवचाचण्या मुतुरी आणि सहकाऱ्यांच्या पद्धतीनुसार ३२, काही सुधारणांसह करण्यात आल्या. या अभ्यासात पाच कमी-चरबीयुक्त बियाण्यांच्या खाद्यांचा वापर करण्यात आला: डीएफपी, डीएफपी-एचटी, आयजी, पीजी आणि एलएस. वीस अळ्यांना १२० मिली निर्आयनीकृत पाणी (dH2O) असलेल्या ४०० मिलीच्या डिस्पोजेबल थ्री-वे बीकरमध्ये (व्हीडब्ल्यूआर इंटरनॅशनल, एलएलसी, रॅडनॉर, पीए, यूएसए) ठेवण्यात आले. डासांच्या अळ्यांवरील विषारीपणा तपासण्यासाठी बियाण्यांच्या पिठाच्या सात वेगवेगळ्या सांद्रता तपासण्यात आल्या: डीएफपी बियाण्यांचे पीठ, डीएफपी-एचटी, आयजी आणि पीजीसाठी ०.०१, ०.०२, ०.०४, ०.०६, ०.०८, ०.१ आणि ०.१२ ग्रॅम बियाण्यांचे पीठ/१२० मिली dH2O. प्राथमिक जैवचाचण्यांनुसार, चरबीविरहित एलएस बियाण्यांचे पीठ तपासलेल्या इतर चार बियाण्यांच्या पिठांपेक्षा अधिक विषारी आहे. म्हणून, आम्ही एलएस बियांच्या पिठाच्या सात उपचार सांद्रता खालील सांद्रतांमध्ये समायोजित केल्या: 0.015, 0.025, 0.035, 0.045, 0.055, 0.065, आणि 0.075 ग्रॅम/120 मिली dH2O.
चाचणीच्या परिस्थितीत कीटकांच्या सामान्य मृत्यूदराचे मूल्यांकन करण्यासाठी एक उपचार न केलेला नियंत्रण गट (dH20, बियांच्या खाद्याचा पूरक आहार नाही) समाविष्ट करण्यात आला होता. प्रत्येक बियांच्या खाद्यासाठीच्या विषारी जैवचाचण्यांमध्ये तीन प्रतिकृती तीन-उतार असलेले चंचुपात्र (प्रत्येक चंचुपात्रात तिसऱ्या अवस्थेतील २० अळ्या) समाविष्ट होते, ज्यामुळे एकूण १०८ कुप्या वापरल्या गेल्या. उपचार केलेली पात्रे खोलीच्या तापमानावर (२०-२१°C) साठवली गेली आणि उपचार सांद्रतेच्या २४ आणि ७२ तासांच्या सततच्या संपर्कादरम्यान अळ्यांच्या मृत्यूदराची नोंद केली गेली. जर डासाचे शरीर आणि अवयव पातळ स्टेनलेस स्टीलच्या चमच्याने टोचल्यावर किंवा स्पर्श केल्यावर हलत नसतील, तर डासाच्या अळ्या मृत मानल्या जातात. मृत अळ्या सहसा पात्राच्या तळाशी किंवा पाण्याच्या पृष्ठभागावर पाठीच्या किंवा पोटाच्या स्थितीत निश्चल राहतात. हा प्रयोग वेगवेगळ्या दिवशी, अळ्यांचे वेगवेगळे गट वापरून तीन वेळा पुनरावृत्त करण्यात आला, ज्यामुळे प्रत्येक उपचार सांद्रतेच्या संपर्कात एकूण १८० अळ्या आल्या.
डासांच्या अळ्यांवरील AITC, BITC आणि 4-HBITC यांची विषारीता, त्याच जैवचाचणी प्रक्रियेचा वापर करून, परंतु वेगवेगळ्या उपचारांसह तपासण्यात आली. प्रत्येक रसायनासाठी 100,000 ppm चे स्टॉक द्रावण तयार करण्यासाठी, 2-mL सेंट्रीफ्यूज ट्यूबमध्ये 900 µL शुद्ध इथेनॉलमध्ये 100 µL रसायन टाकून ते पूर्णपणे मिसळण्यासाठी 30 सेकंद हलवा. उपचारांची सांद्रता आमच्या प्राथमिक जैवचाचण्यांच्या आधारावर निश्चित करण्यात आली, ज्यामध्ये BITC हे AITC आणि 4-HBITC पेक्षा खूप जास्त विषारी असल्याचे आढळले. विषारीता निश्चित करण्यासाठी, BITC च्या 5 सांद्रता (1, 3, 6, 9 आणि 12 ppm), AITC च्या 7 सांद्रता (5, 10, 15, 20, 25, 30 आणि 35 ppm) आणि 4-HBITC च्या 6 सांद्रता (15, 15, 20, 25, 30 आणि 35 ppm) वापरण्यात आल्या. ३०, ४५, ६०, ७५ आणि ९० पीपीएम). नियंत्रण उपचारासाठी १०८ μL शुद्ध इथेनॉलचे इंजेक्शन देण्यात आले, जे रासायनिक उपचाराच्या कमाल प्रमाणाएवढे आहे. वरीलप्रमाणेच जैविक चाचण्यांची पुनरावृत्ती करण्यात आली, ज्यामध्ये प्रत्येक उपचार सांद्रतेसाठी एकूण १८० अळ्यांना सामोरे जावे लागले. AITC, BITC आणि 4-HBITC च्या प्रत्येक सांद्रतेसाठी, २४ तास सतत संपर्कात ठेवल्यानंतर अळ्यांच्या मृत्यूदराची नोंद करण्यात आली.
लॉग-रूपांतरित सांद्रता आणि मात्रा-मृत्यू वक्रांसाठी प्राणघातक मात्रा गुणोत्तरांच्या विश्वासार्हता अंतरांवर आधारित, ५०% प्राणघातक सांद्रता (LC50), ९०% प्राणघातक सांद्रता (LC90), उतार, प्राणघातक मात्रा गुणांक आणि ९५% प्राणघातक सांद्रता यांची गणना करण्यासाठी, पोलो सॉफ्टवेअर (पोलो प्लस, लिओरा सॉफ्टवेअर, आवृत्ती १.०) वापरून ६५ मात्रा-संबंधित मृत्यूदर डेटाचे प्रोबिट विश्लेषण करण्यात आले. मृत्यूदर डेटा प्रत्येक उपचार सांद्रतेच्या संपर्कात आलेल्या १८० अळ्यांच्या एकत्रित पुनरावृत्ती डेटावर आधारित आहे. प्रत्येक बीज पीठ आणि प्रत्येक रासायनिक घटकासाठी संभाव्यता विश्लेषण स्वतंत्रपणे करण्यात आले. प्राणघातक मात्रा गुणोत्तराच्या ९५% विश्वासार्हता अंतरावर आधारित, डासांच्या अळ्यांसाठी बीज पीठ आणि रासायनिक घटकांची विषारीता लक्षणीयरीत्या भिन्न मानली गेली, त्यामुळे १ हे मूल्य असलेले विश्वासार्हता अंतर लक्षणीयरीत्या भिन्न नव्हते, P = ०.०५६६.
चरबीविरहित बियांच्या पिठांमधील (DFP, IG, PG आणि Ls) प्रमुख ग्लुकोसिनोलेट्सच्या निर्धारणासाठीचे HPLC निकाल तक्ता १ मध्ये सूचीबद्ध आहेत. DFP आणि PG वगळता, तपासलेल्या बियांच्या पिठांमधील प्रमुख ग्लुकोसिनोलेट्समध्ये भिन्नता आढळली; या दोन्हींमध्ये मायरोसिनेज ग्लुकोसिनोलेट्स होते. PG मधील मायरोसिनिनचे प्रमाण DFP पेक्षा जास्त होते, अनुक्रमे ३३.३ ± १.५ आणि २६.५ ± ०.९ मिग्रॅ/ग्रॅम. Ls बियांच्या पावडरमध्ये ३६.६ ± १.२ मिग्रॅ/ग्रॅम ग्लुकोग्लायकोन होते, तर IG बियांच्या पावडरमध्ये ३८.० ± ०.५ मिग्रॅ/ग्रॅम सिनापाइन होते.
चरबीविरहित बियांच्या पिठाने उपचार केल्यावर एडिस इजिप्ती (Ae. Aedes aegypti) डासांच्या अळ्या मारल्या गेल्या, तथापि उपचाराची परिणामकारकता वनस्पतींच्या प्रजातीनुसार बदलत होती. केवळ DFP-NT हे २४ आणि ७२ तासांच्या संपर्कात आल्यानंतर डासांच्या अळ्यांसाठी विषारी नव्हते (तक्ता २). सक्रिय बियांच्या पावडरची विषारीता वाढत्या सांद्रतेनुसार वाढत गेली (आकृती १अ, ब). २४-तास आणि ७२-तासांच्या मूल्यांकनातील LC50 मूल्यांच्या प्राणघातक डोस गुणोत्तराच्या ९५% CI च्या आधारावर डासांच्या अळ्यांसाठी बियांच्या पिठाची विषारीता लक्षणीयरीत्या बदलत होती (तक्ता ३). २४ तासांनंतर, Ls बियांच्या पिठाचा विषारी परिणाम इतर बियांच्या पिठाच्या उपचारांपेक्षा जास्त होता, ज्यात अळ्यांसाठी सर्वाधिक क्रियाशीलता आणि कमाल विषारीता होती (LC50 = ०.०४ ग्रॅम/१२० मिली dH2O). आयजी, एलएस आणि पीजी बियाणे पावडर उपचारांच्या तुलनेत, २४ तासांनंतर अळ्या डीएफपीसाठी कमी संवेदनशील होत्या, ज्यांची एलसी५० मूल्ये अनुक्रमे ०.११५, ०.०४ आणि ०.०८ ग्रॅम/१२० मिली डीएच२ओ होती, जी सांख्यिकीयदृष्ट्या ०.२११ ग्रॅम/१२० मिली डीएच२ओ या एलसी५० मूल्यापेक्षा जास्त होती (तक्ता ३). डीएफपी, आयजी, पीजी आणि एलएस यांची एलसी९० मूल्ये अनुक्रमे ०.३७६, ०.२७५, ०.१३७ आणि ०.०७४ ग्रॅम/१२० मिली डीएच२ओ होती (तक्ता २). डीपीपीची सर्वाधिक सांद्रता ०.१२ ग्रॅम/१२० मिली डीएच२ओ होती. 24 तासांच्या मूल्यांकनानंतर, अळ्यांचा सरासरी मृत्यूदर फक्त 12% होता, तर IG आणि PG अळ्यांचा सरासरी मृत्यूदर अनुक्रमे 51% आणि 82% पर्यंत पोहोचला. 24 तासांच्या मूल्यांकनानंतर, Ls बियाणे पेंडीच्या सर्वाधिक सांद्रतेच्या उपचारासाठी (0.075 ग्रॅम/120 मिली dH2O) अळ्यांचा सरासरी मृत्यूदर 99% होता (आकृती 1A).
उपचारानंतर २४ तासांनी (अ) आणि ७२ तासांनी (ब), बियांच्या पिठाच्या सांद्रतेनुसार ए. इजिप्शियन अळ्यांच्या (तिसऱ्या अवस्थेतील अळ्या) डोस रिस्पॉन्स (प्रोबिट) वरून मृत्यूदर वक्रांचा अंदाज लावण्यात आला. तुटक रेषा बियांच्या पिठाच्या उपचाराची LC50 दर्शवते. DFP थ्लास्पी आर्वेन्स, DFP-HT उष्णतेने निष्क्रिय केलेले थ्लास्पी आर्वेन्स, IG सिनाप्सिस अल्बा (आयडा गोल्ड), PG ब्रासिका जंसिया (पॅसिफिक गोल्ड), Ls लेपिडियम सॅटिव्हम.
७२ तासांच्या मूल्यांकनानुसार, DFP, IG आणि PG बियांच्या पिठाची LC50 मूल्ये अनुक्रमे ०.१११, ०.०८५ आणि ०.०५१ ग्रॅम/१२० मिली dH2O होती. Ls बियांच्या पिठाच्या संपर्कात आलेल्या जवळजवळ सर्व अळ्या ७२ तासांच्या संपर्कात आल्यानंतर मरण पावल्या, त्यामुळे मृत्यूची आकडेवारी प्रोबिट विश्लेषणाशी विसंगत होती. इतर बियांच्या पिठांच्या तुलनेत, अळ्या DFP बियांच्या पिठाच्या उपचारासाठी कमी संवेदनशील होत्या आणि त्यांची LC50 मूल्ये सांख्यिकीयदृष्ट्या जास्त होती (तक्ते २ आणि ३). ७२ तासांनंतर, DFP, IG आणि PG बियांच्या पिठाच्या उपचारांसाठी LC50 मूल्ये अनुक्रमे ०.१११, ०.०८५ आणि ०.०५ ग्रॅम/१२० मिली dH2O असल्याचा अंदाज होता. ७२ तासांच्या मूल्यांकनानंतर, DFP, IG आणि PG बियांच्या पावडरची LC90 मूल्ये अनुक्रमे ०.२१५, ०.२५४ आणि ०.१३८ ग्रॅम/१२० मिली dH2O होती. ७२ तासांच्या मूल्यांकनानंतर, ०.१२ ग्रॅम/१२० मिली dH2O या कमाल सांद्रतेवर DFP, IG आणि PG बियांच्या पेंडीवरील उपचारांसाठी सरासरी अळी मृत्यूदर अनुक्रमे ५८%, ६६% आणि ९६% होता (आकृती १B). ७२ तासांच्या मूल्यांकनानंतर, PG बियांची पेंडी ही IG आणि DFP बियांच्या पेंडीपेक्षा अधिक विषारी असल्याचे आढळले.
कृत्रिम आयसोथायोसायनेट, ॲलिल आयसोथायोसायनेट (AITC), बेंझिल आयसोथायोसायनेट (BITC) आणि ४-हायड्रॉक्सीबेंझिल आयसोथायोसायनेट (४-HBITC) हे डासांच्या अळ्यांना प्रभावीपणे मारू शकतात. उपचारानंतर २४ तासांनी, BITC हे अळ्यांसाठी अधिक विषारी होते, ज्याचे LC50 मूल्य ५.२९ पीपीएम होते, तर AITC चे १९.३५ पीपीएम आणि ४-HBITC चे ५५.४१ पीपीएम होते (तक्ता ४). AITC आणि BITC च्या तुलनेत, ४-HBITC ची विषारीता कमी आहे आणि LC50 मूल्य जास्त आहे. सर्वात प्रभावी बियांच्या पेंडीमधील दोन प्रमुख आयसोथायोसायनेट (Ls आणि PG) यांच्या डासांच्या अळ्यांवरील विषारीतेमध्ये लक्षणीय फरक आहेत. AITC, BITC, आणि 4-HBITC यांच्यातील LC50 मूल्यांच्या प्राणघातक डोस गुणोत्तरावर आधारित विषारीपणामध्ये सांख्यिकीय फरक दिसून आला, ज्यामुळे LC50 प्राणघातक डोस गुणोत्तराच्या 95% CI मध्ये 1 या मूल्याचा समावेश नव्हता (P = 0.05, तक्ता 4). BITC आणि AITC या दोन्हींच्या सर्वोच्च सांद्रतेमुळे चाचणी केलेल्या 100% अळ्या मरतील असा अंदाज होता (आकृती 2).
Ae. च्या डोस रिस्पॉन्स (प्रोबिट) वरून मृत्यूदर वक्रांचा अंदाज लावण्यात आला. उपचारानंतर २४ तासांनी, इजिप्शियन अळ्या (तिसऱ्या अवस्थेतील अळ्या) कृत्रिम आयसोथायोसायनेटच्या सांद्रतेपर्यंत पोहोचल्या. तुटक रेषा आयसोथायोसायनेट उपचारासाठी LC50 दर्शवते. बेंझिल आयसोथायोसायनेट BITC, ॲलिल आयसोथायोसायनेट AITC आणि 4-HBITC.
डासांच्या प्रादुर्भावावर नियंत्रण मिळवण्यासाठी वनस्पतीजन्य जैविक कीटकनाशकांचा वापर दीर्घकाळापासून अभ्यासला जात आहे. अनेक वनस्पती नैसर्गिक रसायने तयार करतात ज्यात कीटकनाशक क्रियाशीलता असते³⁷. त्यांची जैवक्रियाशील संयुगे कृत्रिम कीटकनाशकांना एक आकर्षक पर्याय प्रदान करतात, ज्यात डासांसहित इतर कीटकांवर नियंत्रण मिळवण्याची प्रचंड क्षमता आहे.
मोहरीची झाडे त्यांच्या बियांसाठी पीक म्हणून घेतली जातात, ज्यांचा उपयोग मसाला आणि तेलाचा स्रोत म्हणून होतो. जेव्हा बियांमधून मोहरीचे तेल काढले जाते किंवा जैवइंधन म्हणून वापरण्यासाठी मोहरी काढली जाते, तेव्हा चरबीविरहित बीजमळी हे उप-उत्पादन असते. या बीजमळीमध्ये तिचे अनेक नैसर्गिक जैवरासायनिक घटक आणि हायड्रोलिटिक एन्झाईम टिकून राहतात. या बीजमळीची विषारीता आयसोथायोसायनेटच्या निर्मितीमुळे असते. बीजमळीच्या जलयोजनादरम्यान मायरोसिनेज नावाच्या एन्झाईमद्वारे ग्लुकोसिनोलेटच्या जलविश्लेषणातून आयसोथायोसायनेट तयार होतात आणि ते बुरशीनाशक, जीवाणुनाशक, सूत्रकृमीनाशक आणि कीटकनाशक प्रभावांसाठी ओळखले जातात, तसेच त्यांच्यात रासायनिक संवेदी प्रभाव आणि केमोथेरप्यूटिक गुणधर्मांसारखे इतर गुणधर्म देखील असतात. अनेक अभ्यासातून असे दिसून आले आहे की मोहरीची झाडे आणि बीजमळी माती आणि साठवलेल्या अन्नावरील कीटकांविरुद्ध धुरीकरण म्हणून प्रभावीपणे कार्य करतात. या अभ्यासात, आम्ही चार-बियांच्या पिठाची आणि त्याच्या तीन जैव-सक्रिय उत्पादनांची - AITC, BITC, आणि 4-HBITC - एडीस डासांच्या अळ्यांवरील विषारीता तपासली. एडीस इजिप्टी. डासांच्या अळ्या असलेल्या पाण्यात थेट बियांचे पीठ टाकल्यास, डासांच्या अळ्यांसाठी विषारी असलेले आयसोथायोसायनेट तयार करणाऱ्या विकर प्रक्रिया सक्रिय होण्याची अपेक्षा आहे. हे जैव-रूपांतरण बियांच्या पिठाच्या दिसून आलेल्या अळीनाशक क्रियेद्वारे आणि वापरण्यापूर्वी खुज्या मोहरीच्या बियांच्या पिठावर उष्णता प्रक्रिया केल्यावर कीटकनाशक क्रियेत झालेल्या घटीद्वारे अंशतः सिद्ध झाले. उष्णता प्रक्रियेमुळे ग्लुकोसिनोलेट्स सक्रिय करणारे जलविघटनकारी विकर नष्ट होण्याची अपेक्षा आहे, ज्यामुळे जैव-सक्रिय आयसोथायोसायनेट तयार होण्यास प्रतिबंध होतो. जलीय वातावरणात डासांविरुद्ध कोबीच्या बियांच्या पावडरच्या कीटकनाशक गुणधर्मांची पुष्टी करणारा हा पहिलाच अभ्यास आहे.
चाचणी केलेल्या बियांच्या पावडरपैकी, वॉटरक्रेस बियांची पावडर (Ls) सर्वात विषारी होती, ज्यामुळे एडीस अल्बोपिक्टसचा मोठ्या प्रमाणात मृत्यू झाला. एडीस इजिप्टीच्या अळ्यांवर २४ तास सतत प्रक्रिया करण्यात आली. उर्वरित तीन बियांच्या पावडरची (PG, IG आणि DFP) क्रियाशीलता कमी होती आणि ७२ तासांच्या सततच्या प्रक्रियेनंतरही त्यांच्यामुळे लक्षणीय मृत्यू झाला. फक्त Ls बियांच्या पावडरमध्ये ग्लुकोसिनोलेट्सचे लक्षणीय प्रमाण होते, तर PG आणि DFP मध्ये मायरोसिनेज आणि IG मध्ये ग्लुकोसिनोलेट हे प्रमुख ग्लुकोसिनोलेट होते (तक्ता १). ग्लुकोट्रोपिओलिनचे जलविच्छेदन होऊन BITC तयार होते आणि सिनाल्बिनचे जलविच्छेदन होऊन ४-HBITC61,62 तयार होते. आमच्या जैवचाचणीच्या निकालांवरून असे दिसून येते की Ls बियांची पावडर आणि कृत्रिम BITC दोन्ही डासांच्या अळ्यांसाठी अत्यंत विषारी आहेत. PG आणि DFP बियांच्या पावडरचा मुख्य घटक मायरोसिनेज ग्लुकोसिनोलेट आहे, ज्याचे जलविच्छेदन होऊन AITC तयार होते. AITC हे 19.35 ppm च्या LC50 मूल्याने डासांच्या अळ्यांना मारण्यात प्रभावी आहे. AITC आणि BITC च्या तुलनेत, 4-HBITC आयसोथायोसायनेट अळ्यांसाठी सर्वात कमी विषारी आहे. जरी AITC हे BITC पेक्षा कमी विषारी असले तरी, त्यांची LC50 मूल्ये डासांच्या अळ्यांवर चाचणी केलेल्या अनेक आवश्यक तेलांपेक्षा कमी आहेत32,73,74,75.
डासांच्या अळ्यांविरुद्ध वापरण्यासाठी असलेल्या आमच्या क्रुसिफेरस बियांच्या पावडरमध्ये एक प्रमुख ग्लुकोसिनोलेट असते, जे HPLC द्वारे निर्धारित केल्यानुसार एकूण ग्लुकोसिनोलेट्सच्या ९८-९९% पेक्षा जास्त असते. इतर ग्लुकोसिनोलेट्सचे अल्प प्रमाण आढळले, परंतु त्यांची पातळी एकूण ग्लुकोसिनोलेट्सच्या ०.३% पेक्षा कमी होती. वॉटरक्रेस (L. sativum) बियांच्या पावडरमध्ये दुय्यम ग्लुकोसिनोलेट्स (सिनिग्रिन) असतात, परंतु त्यांचे प्रमाण एकूण ग्लुकोसिनोलेट्सच्या १% असते आणि त्यांचे प्रमाण अजूनही नगण्य आहे (सुमारे ०.४ मिग्रॅ/ग्रॅम बियांची पावडर). जरी PG आणि DFP मध्ये समान मुख्य ग्लुकोसिनोलेट (मायरोसिन) असले तरी, त्यांच्या LC50 मूल्यांमुळे त्यांच्या बियांच्या खाद्यांच्या अळीनाशक क्रियेत लक्षणीय फरक असतो. भुरी रोगावरील विषारीपणामध्ये भिन्नता आढळते. एडिस इजिप्टीच्या अळ्यांचा उदय हा दोन्ही बियांच्या खाद्यांमधील मायरोसिनेजच्या क्रियेतील किंवा स्थिरतेतील फरकामुळे असू शकतो. ब्रॅसिकासी वनस्पतींमध्ये आयसोथायोसायनेटसारख्या जलविघटन उत्पादनांच्या जैवउपलब्धतेमध्ये मायरोसिनेज क्रियाशीलता महत्त्वाची भूमिका बजावते76. पोकॉक आणि सहकाऱ्यांच्या77 आणि विल्किन्सन आणि सहकाऱ्यांच्या78 पूर्वीच्या अहवालांनी दाखवले आहे की मायरोसिनेज क्रियाशीलता आणि स्थिरतेमधील बदल हे अनुवांशिक आणि पर्यावरणीय घटकांशी देखील संबंधित असू शकतात.
संबंधित रासायनिक उपयोगांशी तुलना करण्यासाठी, प्रत्येक बीज पेंडीमधील अपेक्षित जैव-सक्रिय आयसोथायोसायनेटचे प्रमाण २४ आणि ७२ तासांनंतरच्या LC50 मूल्यांच्या आधारे मोजण्यात आले (तक्ता ५). २४ तासांनंतर, बीज पेंडीमधील आयसोथायोसायनेट हे शुद्ध संयुगांपेक्षा अधिक विषारी होते. आयसोथायोसायनेट बीज प्रक्रियांच्या पार्ट्स पर मिलियन (ppm) वर आधारित मोजलेली LC50 मूल्ये, BITC, AITC आणि 4-HBITC उपयोगांच्या LC50 मूल्यांपेक्षा कमी होती. आम्ही अळ्यांना बीज पेंडीच्या गोळ्या खाताना पाहिले (आकृती ३अ). परिणामी, बीज पेंडीच्या गोळ्या खाल्ल्याने अळ्यांना विषारी आयसोथायोसायनेटचा अधिक तीव्र संपर्क येऊ शकतो. हे IG आणि PG बीज पेंडी प्रक्रियांमध्ये २४ तासांच्या संपर्कात सर्वात स्पष्टपणे दिसून आले, जिथे LC50 सांद्रता अनुक्रमे शुद्ध AITC आणि 4-HBITC प्रक्रियांपेक्षा ७५% आणि ७२% कमी होती. शुद्ध आयसोथायोसायनेटच्या तुलनेत एलएस आणि डीएफपी उपचार अधिक विषारी होते, त्यांची एलसी५० मूल्ये अनुक्रमे २४% आणि ४१% ने कमी होती. नियंत्रण उपचारातील अळ्या यशस्वीरित्या कोष बनल्या (आकृती ३बी), तर बियांच्या पिठाच्या उपचारातील बहुतेक अळ्या कोष बनल्या नाहीत आणि अळीचा विकास लक्षणीयरीत्या मंदावला (आकृती ३बी,डी). स्पोडोप्टेरालिटुरामध्ये, आयसोथायोसायनेट हे वाढ खुंटणे आणि विकासात्मक विलंबाशी संबंधित आहेत७९.
एडीस इजिप्टी (Ae. Aedes aegypti) डासांच्या अळ्यांना २४-७२ तास सतत ब्रासिका बियांच्या पावडरच्या संपर्कात ठेवण्यात आले. (अ) तोंडाच्या अवयवांमध्ये बियांच्या पावडरचे कण असलेल्या मृत अळ्या (वर्तुळांकित); (ब) नियंत्रण उपचार (बियांची पावडर न मिसळलेले dH20) दर्शवितो की अळ्या सामान्यपणे वाढतात आणि ७२ तासांनंतर कोष बनवण्यास सुरुवात करतात (क, ड) बियांच्या पावडरने उपचार केलेल्या अळ्या; बियांच्या पावडरमुळे विकासात फरक दिसून आला आणि त्या कोष बनल्या नाहीत.
आम्ही डासांच्या अळ्यांवरील आयसोथायोसायनेटच्या विषारी परिणामांच्या यंत्रणेचा अभ्यास केलेला नाही. तथापि, लाल फायर अँट्स (Solenopsis invicta) वरील पूर्वीच्या अभ्यासातून असे दिसून आले आहे की ग्लुटाथिओन एस-ट्रान्सफरेज (GST) आणि एस्टेरेज (EST) चे अवरोधन ही आयसोथायोसायनेटच्या जैव-क्रियाशीलतेची मुख्य यंत्रणा आहे, आणि AITC, कमी क्रियाशीलतेवर असतानाही, कमी सांद्रतेमध्ये लाल आयातित फायर अँट्समध्ये GST क्रियाशीलतेला अवरोधित करू शकते. याची मात्रा 0.5 µg/ml आहे80. याउलट, AITC प्रौढ कॉर्न वीव्हिल्स (Sitophilus zeamais) मध्ये ॲसिटिलकोलिनस्टेरेजला अवरोधित करते81. डासांच्या अळ्यांमधील आयसोथायोसायनेटच्या क्रियाशीलतेची यंत्रणा स्पष्ट करण्यासाठी असेच अभ्यास करणे आवश्यक आहे.
मोहरीच्या बियांच्या पेंडीद्वारे डासांच्या अळ्यांवर नियंत्रण मिळवण्यासाठी, वनस्पतींमधील ग्लुकोसिनोलेट्सचे जलीय विघटन होऊन क्रियाशील आयसोथायोसायनेट्स तयार होतात, या प्रस्तावाला पाठिंबा देण्यासाठी आम्ही उष्णतेने निष्क्रिय केलेल्या DFP उपचाराचा वापर करतो. चाचणी केलेल्या वापराच्या दरांवर DFP-HT बियांची पेंडी विषारी नव्हती. लाफार्गा आणि सहकाऱ्यांनी (८२) नोंदवले आहे की ग्लुकोसिनोलेट्स उच्च तापमानात विघटनास संवेदनशील असतात. उष्णता उपचारामुळे बियांच्या पेंडीमधील मायरोसिनेज एन्झाइमचे विकृतीकरण होऊन क्रियाशील आयसोथायोसायनेट्स तयार होण्यास प्रतिबंध होण्याची अपेक्षा आहे. याची पुष्टी ओकुनाडे आणि सहकाऱ्यांनी (७५) देखील केली आहे, ज्यांनी दाखवले की मायरोसिनेज तापमानास संवेदनशील आहे. त्यांनी दाखवून दिले की जेव्हा मोहरी, काळी मोहरी आणि ब्लडरुटच्या बिया ८०° से. पेक्षा जास्त तापमानात ठेवल्या गेल्या, तेव्हा मायरोसिनेजची क्रियाशीलता पूर्णपणे निष्क्रिय झाली. या यंत्रणांमुळे उष्णता-उपचारित DFP बियांच्या पेंडीमधील कीटकनाशक क्रियाशीलतेत घट होऊ शकते.
अशाप्रकारे, मोहरीच्या बियांची पेंड आणि त्यातील तीन प्रमुख आयसोथायोसायनेट्स डासांच्या अळ्यांसाठी विषारी आहेत. बियांची पेंड आणि रासायनिक उपचारांमधील हे फरक लक्षात घेता, डास नियंत्रणासाठी बियांच्या पेंडीचा वापर एक प्रभावी पद्धत ठरू शकतो. बियांच्या भुकटीच्या वापराची परिणामकारकता आणि स्थिरता सुधारण्यासाठी योग्य फॉर्म्युलेशन्स आणि प्रभावी वितरण प्रणाली ओळखण्याची गरज आहे. आमचे निष्कर्ष कृत्रिम कीटकनाशकांना पर्याय म्हणून मोहरीच्या बियांच्या पेंडीच्या संभाव्य वापराकडे निर्देश करतात. हे तंत्रज्ञान डासांच्या वाहकांवर नियंत्रण ठेवण्यासाठी एक नाविन्यपूर्ण साधन बनू शकते. डासांच्या अळ्या जलीय वातावरणात वाढतात आणि बियांच्या पेंडीतील ग्लुकोसिनोलेट्सचे आर्द्रतेमुळे एन्झाइमद्वारे सक्रिय आयसोथायोसायनेट्समध्ये रूपांतर होते, त्यामुळे डासांचा प्रादुर्भाव असलेल्या पाण्यात मोहरीच्या बियांच्या पेंडीचा वापर केल्यास नियंत्रणाची लक्षणीय क्षमता निर्माण होते. जरी आयसोथायोसायनेट्सची अळीनाशक क्रियाशीलता वेगवेगळी असली (BITC > AITC > 4-HBITC), तरी बियांच्या पेंडीसोबत अनेक ग्लुकोसिनोलेट्स एकत्र केल्याने विषारीपणा सहक्रियात्मकरित्या वाढतो की नाही हे निश्चित करण्यासाठी अधिक संशोधनाची आवश्यकता आहे. चरबीविरहित कोबीवर्गीय बियांच्या पेंडी आणि तीन जैवक्रियाशील आयसोथायोसायनेट यांचा डासांवरील कीटकनाशक परिणाम दर्शवणारा हा पहिलाच अभ्यास आहे. या अभ्यासाचे निष्कर्ष एक नवीन दिशा दाखवतात की, बियांमधून तेल काढण्याच्या प्रक्रियेतील एक उप-उत्पादन असलेली चरबीविरहित कोबीच्या बियांची पेंड, डासांच्या नियंत्रणासाठी एक आश्वासक अळीनाशक घटक म्हणून काम करू शकते. ही माहिती वनस्पतीजन्य जैविक नियंत्रण घटकांच्या शोधाला आणि स्वस्त, व्यावहारिक व पर्यावरणास अनुकूल जैविक कीटकनाशके म्हणून त्यांच्या विकासाला पुढे नेण्यास मदत करू शकते.
या अभ्यासासाठी तयार केलेला डेटासेट आणि त्यातून मिळालेले विश्लेषण, योग्य विनंती केल्यावर संबंधित लेखकाकडून उपलब्ध होईल. अभ्यासाच्या शेवटी, अभ्यासात वापरलेले सर्व साहित्य (कीटक आणि बियांचे पीठ) नष्ट करण्यात आले.