क्लॅथ्रिया स्पंजपासून वेगळे केलेल्या एन्टरोबॅक्टर क्लोएसी एसजे२ द्वारे उत्पादित सूक्ष्मजीव बायोसर्फॅक्टंट्सची लार्व्हिसाइडल आणि अँटीटर्माइट क्रिया.

कृत्रिम कीटकनाशकांच्या व्यापक वापरामुळे अनेक समस्या निर्माण झाल्या आहेत, ज्यामध्ये प्रतिरोधक जीवांचा उदय, पर्यावरणाचा ऱ्हास आणि मानवी आरोग्याला होणारी हानी यांचा समावेश आहे. म्हणूनच, नवीन सूक्ष्मजीवकीटकनाशकेमानवी आरोग्यासाठी आणि पर्यावरणासाठी सुरक्षित असलेल्या औषधांची तातडीने गरज आहे. या अभ्यासात, एन्टरोबॅक्टर क्लोएसी एसजे२ द्वारे उत्पादित रॅमनोलिपिड बायोसर्फॅक्टंटचा वापर डास (क्युलेक्स क्विन्क्वेफॅसिएटस) आणि वाळवी (ओडोंटोरमेस ओबेसस) लार्वांच्या विषारीपणाचे मूल्यांकन करण्यासाठी करण्यात आला. परिणामांवरून असे दिसून आले की उपचारांमध्ये डोस-आधारित मृत्युदर होता. वाळवी आणि डासांच्या लार्वांच्या बायोसर्फॅक्टंट्ससाठी ४८ तासांवर LC50 (५०% प्राणघातक सांद्रता) मूल्य नॉनलाइनर रिग्रेशन कर्व्ह फिटिंग पद्धती वापरून निश्चित केले गेले. परिणामांवरून असे दिसून आले की बायोसर्फॅक्टंटच्या लार्विसाइडल आणि अँटीटर्माइट क्रियाकलापाचे ४८-तासांचे LC50 मूल्य (९५% आत्मविश्वास मध्यांतर) अनुक्रमे २६.४९ मिलीग्राम/लीटर (२५.४० ते २७.५७ श्रेणी) आणि ३३.४३ मिलीग्राम/लीटर (३१.०९ ते ३५.६८ श्रेणी) होते. हिस्टोपॅथॉलॉजिकल तपासणीनुसार, बायोसर्फॅक्टंट्सच्या उपचारांमुळे अळ्या आणि वाळवीच्या ऑर्गेनेल ऊतींना गंभीर नुकसान झाले. या अभ्यासाचे निकाल असे दर्शवतात की एन्टरोबॅक्टर क्लोएसी एसजे२ द्वारे उत्पादित सूक्ष्मजीव बायोसर्फॅक्टंट हे सीएक्स नियंत्रणासाठी एक उत्कृष्ट आणि संभाव्य प्रभावी साधन आहे. क्विन्क्वेफॅसिएटस आणि ओ. ओबेसस.
उष्णकटिबंधीय देशांमध्ये मोठ्या प्रमाणात डासांमुळे होणारे आजार आढळतात1. डासांमुळे होणाऱ्या आजारांची प्रासंगिकता व्यापक आहे. दरवर्षी मलेरियामुळे 400,000 हून अधिक लोक मरतात आणि काही प्रमुख शहरांमध्ये डेंग्यू, पिवळा ताप, चिकनगुनिया आणि झिका यासारख्या गंभीर आजारांच्या साथीचे आजार पसरत आहेत.2 जगभरातील सहापैकी एका संसर्गाशी वेक्टर-जनित रोग संबंधित आहेत, ज्यामध्ये डास सर्वात लक्षणीय प्रकरणे घडवतात3,4. क्युलेक्स, अ‍ॅनोफिलीस आणि एडीस हे तीन डास प्रजाती आहेत जे रोगाच्या प्रसाराशी सर्वात जास्त संबंधित आहेत5. एडीस एजिप्टी डासांद्वारे प्रसारित होणारा संसर्ग, डेंग्यू तापाचा प्रसार गेल्या दशकात वाढला आहे आणि सार्वजनिक आरोग्यासाठी एक महत्त्वपूर्ण धोका निर्माण करतो4,7,8. जागतिक आरोग्य संघटनेच्या (WHO) मते, जगातील 40% पेक्षा जास्त लोकसंख्येला डेंग्यू तापाचा धोका आहे, 100 हून अधिक देशांमध्ये दरवर्षी 50-100 दशलक्ष नवीन प्रकरणे आढळतात9,10,11. डेंग्यू ताप हा एक प्रमुख सार्वजनिक आरोग्य समस्या बनला आहे कारण त्याचा प्रादुर्भाव जगभरात वाढला आहे12,13,14. अ‍ॅनोफिलिस गॅम्बिया, ज्याला सामान्यतः आफ्रिकन अ‍ॅनोफिलिस डास म्हणून ओळखले जाते, हा उष्णकटिबंधीय आणि उपोष्णकटिबंधीय प्रदेशांमध्ये मानवी मलेरियाचा सर्वात महत्वाचा वाहक आहे15. वेस्ट नाईल विषाणू, सेंट लुईस एन्सेफलायटीस, जपानी एन्सेफलायटीस आणि घोडे आणि पक्ष्यांचे विषाणूजन्य संसर्ग क्युलेक्स डासांद्वारे पसरतात, ज्यांना बहुतेकदा सामान्य घरगुती डास म्हणतात. याव्यतिरिक्त, ते जिवाणू आणि परजीवी रोगांचे वाहक देखील आहेत16. जगात 3,000 हून अधिक प्रजातींच्या वाळवी आहेत आणि त्या 150 दशलक्ष वर्षांहून अधिक काळापासून आहेत17. बहुतेक कीटक जमिनीत राहतात आणि सेल्युलोज असलेल्या लाकूड आणि लाकडाच्या उत्पादनांवर खातात. भारतीय वाळवी ओडोंटोरमेस ओबेसस ही एक महत्त्वाची कीटक आहे जी महत्त्वाच्या पिकांना आणि लागवडीच्या झाडांना गंभीर नुकसान करते18. कृषी क्षेत्रात, विविध टप्प्यांवर वाळवीचा प्रादुर्भाव विविध पिकांना, झाडांच्या प्रजातींना आणि बांधकाम साहित्यांना प्रचंड आर्थिक नुकसान करू शकतो. वाळवी मानवी आरोग्य समस्या देखील निर्माण करू शकतात19.
आजच्या औषधनिर्माण आणि कृषी क्षेत्रात सूक्ष्मजीव आणि कीटकांपासून प्रतिकारशक्तीचा प्रश्न गुंतागुंतीचा आहे20,21. म्हणून, दोन्ही कंपन्यांनी नवीन किफायतशीर अँटीमायक्रोबियल आणि सुरक्षित जैव कीटकनाशके शोधली पाहिजेत. कृत्रिम कीटकनाशके आता उपलब्ध आहेत आणि ती संसर्गजन्य आणि लक्ष्य नसलेल्या फायदेशीर कीटकांना दूर ठेवणारी असल्याचे दिसून आले आहे22. अलिकडच्या वर्षांत, विविध उद्योगांमध्ये त्यांच्या वापरामुळे बायोसर्फॅक्टंट्सवरील संशोधनाचा विस्तार झाला आहे. बायोसर्फॅक्टंट्स शेती, माती उपचार, पेट्रोलियम उत्खनन, बॅक्टेरिया आणि कीटक काढून टाकणे आणि अन्न प्रक्रिया यामध्ये खूप उपयुक्त आणि महत्त्वाचे आहेत23,24. बायोसर्फॅक्टंट्स किंवा मायक्रोबियल सर्फॅक्टंट्स हे बायोसर्फॅक्टंट्स आहेत जे किनारी अधिवास आणि तेल-दूषित भागात बॅक्टेरिया, यीस्ट आणि बुरशी सारख्या सूक्ष्मजीवांनी उत्पादित केले जातात25,26. रासायनिकरित्या व्युत्पन्न केलेले सर्फॅक्टंट्स आणि बायोसर्फॅक्टंट्स हे दोन प्रकार आहेत जे थेट नैसर्गिक वातावरणातून मिळवले जातात27. सागरी अधिवासांमधून विविध जैवसर्फॅक्टंट्स मिळवले जातात28,29. म्हणून, शास्त्रज्ञ नैसर्गिक जीवाणूंवर आधारित बायोसर्फॅक्टंट्सच्या उत्पादनासाठी नवीन तंत्रज्ञान शोधत आहेत30,31. अशा संशोधनातील प्रगती पर्यावरण संरक्षणासाठी या जैविक संयुगांचे महत्त्व दर्शवते. बॅसिलस, स्यूडोमोनास, रोडोकोकस, अल्कॅलिजेन्स, कोरीनेबॅक्टेरियम आणि हे जिवाणू प्रजाती चांगल्या प्रकारे अभ्यासलेले प्रतिनिधी आहेत23,33.
बायोसर्फॅक्टंट्सचे अनेक प्रकार आहेत ज्यांच्या वापराची विस्तृत श्रेणी आहे34. या संयुगांचा एक महत्त्वाचा फायदा म्हणजे त्यापैकी काहींमध्ये बॅक्टेरियाविरोधी, लार्व्हिसाइडल आणि कीटकनाशक क्रिया असते. याचा अर्थ असा की त्यांचा वापर कृषी, रासायनिक, औषधी आणि सौंदर्यप्रसाधने उद्योगांमध्ये केला जाऊ शकतो35,36,37,38. बायोसर्फॅक्टंट्स सामान्यतः जैवविघटनशील आणि पर्यावरणास फायदेशीर असल्याने, पिकांचे संरक्षण करण्यासाठी त्यांचा वापर एकात्मिक कीटक व्यवस्थापन कार्यक्रमांमध्ये केला जातो39. अशा प्रकारे, एन्टरोबॅक्टर क्लोएसी SJ2 द्वारे उत्पादित सूक्ष्मजीव बायोसर्फॅक्टंट्सच्या लार्व्हिसाइडल आणि अँटीटर्माइट क्रियाकलापांबद्दल मूलभूत ज्ञान प्राप्त झाले आहे. आम्ही रॅमनोलिपिड बायोसर्फॅक्टंट्सच्या वेगवेगळ्या सांद्रतेच्या संपर्कात आल्यावर मृत्युदर आणि हिस्टोलॉजिकल बदलांचे परीक्षण केले. याव्यतिरिक्त, आम्ही सूक्ष्म शैवाल, डॅफ्निया आणि माशांसाठी तीव्र विषारीपणा निश्चित करण्यासाठी मोठ्या प्रमाणात वापरल्या जाणार्‍या क्वांटिटेटिव्ह स्ट्रक्चर-अ‍ॅक्टिव्हिटी (QSAR) संगणक प्रोग्राम इकोलॉजिकल स्ट्रक्चर-अ‍ॅक्टिव्हिटी (ECOSAR) चे मूल्यांकन केले.
या अभ्यासात, 30 ते 50 मिलीग्राम/मिली (5 मिलीग्राम/मिली अंतराने) विविध सांद्रतेमध्ये शुद्ध केलेल्या बायोसर्फॅक्टंट्सची अँटीटर्माइट क्रियाकलाप (विषारीता) भारतीय वाळवी, ओ. ओबेसस आणि चौथ्या प्रजाती (मूल्यांकन) विरुद्ध तपासण्यात आली. इन्स्टार सीएक्सच्या अळ्या. डासांच्या अळ्या क्विन्क्वेफॅसिएटस. ओ. ओबेसस आणि सीएक्सच्या विरुद्ध बायोसर्फॅक्टंट एलसी50 सांद्रता. नॉनलाइनर रिग्रेशन कर्व्ह फिटिंग पद्धतीचा वापर करून डासांच्या अळ्या ओळखल्या गेल्या. परिणामांवरून असे दिसून आले की वाढत्या बायोसर्फॅक्टंट एकाग्रतेसह वाळवी मृत्युदर वाढला. निकालांवरून असे दिसून आले की बायोसर्फॅक्टंटमध्ये लार्व्हिसाइडल अ‍ॅक्टिव्हिटी (आकृती १) आणि वाळवीविरोधी अ‍ॅक्टिव्हिटी (आकृती २) होती, ज्यामध्ये ४८-तासांचे LC50 मूल्य (९५% CI) अनुक्रमे २६.४९ मिलीग्राम/लिटर (२५.४० ते २७.५७) आणि ३३.४३ मिलीग्राम/लिटर (आकृती ३१.०९ ते ३५.६८) होते (तक्ता १). तीव्र विषारीपणाच्या बाबतीत (४८ तास), बायोसर्फॅक्टंटला चाचणी केलेल्या जीवांसाठी "हानिकारक" म्हणून वर्गीकृत केले आहे. या अभ्यासात तयार केलेल्या बायोसर्फॅक्टंटने २४-४८ तासांच्या आत १००% मृत्युदरासह उत्कृष्ट लार्व्हिसाइडल अ‍ॅक्टिव्हिटी दर्शविली.
लार्व्हायसिडल अ‍ॅक्टिव्हिटीसाठी LC50 मूल्य मोजा. सापेक्ष मृत्युदर (%) साठी नॉनलाइनियर रिग्रेशन कर्व्ह फिटिंग (सॉलिड लाइन) आणि 95% कॉन्फिडन्स इंटरव्हल (छायाचित्रित क्षेत्र).
वाळवीविरोधी क्रियाकलापासाठी LC50 मूल्य मोजा. सापेक्ष मृत्युदर (%) साठी नॉनलाइनर रिग्रेशन कर्व्ह फिटिंग (घन रेषा) आणि 95% कॉन्फिडन्स इंटरव्हल (छायाचित्रित क्षेत्र).
प्रयोगाच्या शेवटी, सूक्ष्मदर्शकाखाली आकारिकीय बदल आणि विसंगती पाहिल्या गेल्या. नियंत्रण आणि उपचारित गटांमध्ये ४० पट वाढीवर आकारिकीय बदल पाहिल्या गेले. आकृती ३ मध्ये दाखवल्याप्रमाणे, बायोसर्फॅक्टंट्सने उपचारित केलेल्या बहुतेक अळ्यांमध्ये वाढीचा अडथळा निर्माण झाला. आकृती ३अ सामान्य Cx. क्विन्क्वेफॅसिएटस दर्शविते, आकृती ३ब एक असामान्य Cx. दर्शविते ज्यामुळे पाच नेमाटोड अळ्या होतात.
क्युलेक्स क्विन्क्वेफॅसिएटस अळ्यांच्या विकासावर बायोसर्फॅक्टंट्सच्या सबलेथल (LC50) डोसचा परिणाम. 40× मॅग्निफिकेशनवर सामान्य Cx ची हलकी सूक्ष्मदर्शक प्रतिमा (a). क्विन्क्वेफॅसिएटस (b) असामान्य Cx. पाच नेमाटोड अळ्यांना कारणीभूत ठरते.
या अभ्यासात, उपचारित अळ्या (आकृती ४) आणि वाळवी (आकृती ५) यांच्या हिस्टोलॉजिकल तपासणीत अनेक असामान्यता आढळून आल्या, ज्यात पोटाच्या क्षेत्रामध्ये घट आणि स्नायू, उपकला थर आणि त्वचेला नुकसान यांचा समावेश आहे. मध्य आतडे. हिस्टोलॉजीने या अभ्यासात वापरल्या जाणाऱ्या बायोसर्फॅक्टंटच्या प्रतिबंधात्मक क्रियाकलापाची यंत्रणा उघड केली.
सामान्य उपचार न केलेल्या चौथ्या इन्स्टार Cx लार्वाचे हिस्टोपॅथॉलॉजी. क्विन्क्वेफॅसिएटस लार्वा (नियंत्रण: (a,b)) आणि बायोसर्फॅक्टंटने उपचार केलेले (उपचार: (c,d)). बाण उपचारित आतड्यांसंबंधी उपकला (epi), केंद्रके (n) आणि स्नायू (mu) दर्शवितात. बार = 50 µm.
सामान्य उपचार न केलेल्या ओ. ओबेसस (नियंत्रण: (अ,ब)) आणि उपचारित बायोसर्फॅक्टंट (उपचार: (क,ड)) चे हिस्टोपॅथॉलॉजी. बाण अनुक्रमे आतड्यांसंबंधी उपकला (एपीआय) आणि स्नायू (एमयू) दर्शवितात. बार = ५० µm.
या अभ्यासात, प्राथमिक उत्पादक (हिरवे शैवाल), प्राथमिक ग्राहक (पाण्याचे पिसू) आणि दुय्यम ग्राहक (मासे) यांच्यासाठी रॅमनोलिपिड बायोसर्फॅक्टंट उत्पादनांच्या तीव्र विषाक्ततेचा अंदाज लावण्यासाठी ECOSAR चा वापर करण्यात आला. आण्विक रचनेवर आधारित विषाक्ततेचे मूल्यांकन करण्यासाठी हा कार्यक्रम अत्याधुनिक परिमाणात्मक रचना-क्रियाकलाप संयुग मॉडेल्स वापरतो. जलचर प्रजातींना पदार्थांच्या तीव्र आणि दीर्घकालीन विषाक्ततेची गणना करण्यासाठी मॉडेल संरचना-क्रियाकलाप (SAR) सॉफ्टवेअर वापरते. विशेषतः, तक्ता 2 अनेक प्रजातींसाठी अंदाजे सरासरी प्राणघातक सांद्रता (LC50) आणि सरासरी प्रभावी सांद्रता (EC50) सारांशित करते. रसायनांच्या वर्गीकरण आणि लेबलिंगच्या जागतिक स्तरावर सुसंगत प्रणाली (तक्ता 3) वापरून संशयित विषाक्तता चार स्तरांमध्ये वर्गीकृत करण्यात आली.
वेक्टर-जनित रोगांचे नियंत्रण, विशेषतः डासांचे प्रकार आणि एडीस डासांचे. इजिप्शियन लोकांसाठी आता कठीण काम 40,41,42,43,44,45,46. जरी काही रासायनिकदृष्ट्या उपलब्ध कीटकनाशके, जसे की पायरेथ्रॉइड्स आणि ऑर्गनोफॉस्फेट्स, काही प्रमाणात फायदेशीर असली तरी, ते मानवी आरोग्यासाठी लक्षणीय धोके निर्माण करतात, ज्यात मधुमेह, पुनरुत्पादक विकार, न्यूरोलॉजिकल विकार, कर्करोग आणि श्वसन रोग यांचा समावेश आहे. शिवाय, कालांतराने, हे कीटक त्यांच्यासाठी प्रतिरोधक बनू शकतात13,43,48. अशा प्रकारे, प्रभावी आणि पर्यावरणास अनुकूल जैविक नियंत्रण उपाय डास नियंत्रणाची अधिक लोकप्रिय पद्धत बनतील49,50. बेनेली51 ने असे सुचवले की डासांच्या वेक्टरचे लवकर नियंत्रण शहरी भागात अधिक प्रभावी होईल, परंतु त्यांनी ग्रामीण भागात लार्व्हिसाइड्सचा वापर करण्याची शिफारस केली नाही52. टॉम एट अल 53 ने असेही सुचवले की डासांना त्यांच्या अपरिपक्व अवस्थेत नियंत्रित करणे ही एक सुरक्षित आणि सोपी रणनीती असेल कारण ते नियंत्रण घटकांसाठी अधिक संवेदनशील असतात54.
एका शक्तिशाली स्ट्रेन (एंटेरोबॅक्टर क्लोएसी एसजे२) द्वारे बायोसर्फॅक्टंट उत्पादनात सातत्यपूर्ण आणि आशादायक कार्यक्षमता दिसून आली. आमच्या मागील अभ्यासात असे दिसून आले आहे की एन्टरेबॅक्टर क्लोएसी एसजे२ भौतिक-रासायनिक पॅरामीटर्स२६ वापरून बायोसर्फॅक्टंट उत्पादनास अनुकूल करते. त्यांच्या अभ्यासानुसार, संभाव्य ई. क्लोएसी आयसोलेटद्वारे बायोसर्फॅक्टंट उत्पादनासाठी इष्टतम परिस्थिती म्हणजे ३६ तासांसाठी उष्मायन, १५० आरपीएमवर हालचाल, पीएच ७.५, ३७ °C, क्षारता १ पीपीटी, कार्बन स्रोत म्हणून २% ग्लुकोज, १% यीस्ट. २.६१ ग्रॅम/लिटर बायोसर्फॅक्टंट मिळविण्यासाठी नायट्रोजन स्रोत म्हणून अर्क वापरण्यात आला. याव्यतिरिक्त, बायोसर्फॅक्टंटचे वैशिष्ट्य TLC, FTIR आणि MALDI-TOF-MS वापरून केले गेले. यावरून पुष्टी झाली की रॅमनोलिपिड एक बायोसर्फॅक्टंट आहे. ग्लायकोलिपिड बायोसर्फॅक्टंट हे इतर प्रकारच्या बायोसर्फॅक्टंटपैकी सर्वात जास्त अभ्यासलेले वर्ग आहेत. त्यामध्ये कार्बोहायड्रेट आणि लिपिड भाग असतात, प्रामुख्याने फॅटी अॅसिड चेन. ग्लायकोलिपिड्समध्ये, मुख्य प्रतिनिधी रॅमनोलिपिड आणि सोफोरोलिपिड आहेत56. रॅमनोलिपिड्समध्ये मोनो- किंवा डाय-β-हायड्रॉक्सीडेकॅनोइक अॅसिडशी जोडलेले दोन रॅमनोज मोइएट्स असतात57. वैद्यकीय आणि औषध उद्योगांमध्ये रॅमनोलिपिड्सचा वापर सुप्रसिद्ध आहे58, कीटकनाशके म्हणून त्यांचा अलिकडचा वापर 59 व्यतिरिक्त.
श्वसनमार्गाच्या सायफनच्या हायड्रोफोबिक प्रदेशाशी बायोसर्फॅक्टंटच्या परस्परसंवादामुळे पाणी त्याच्या स्टोमेटल पोकळीतून जाऊ शकते, ज्यामुळे अळ्यांचा जलीय वातावरणाशी संपर्क वाढतो. बायोसर्फॅक्टंटची उपस्थिती श्वासनलिकेवर देखील परिणाम करते, ज्याची लांबी पृष्ठभागाच्या जवळ असते, ज्यामुळे अळ्यांना पृष्ठभागावर रेंगाळणे आणि श्वास घेणे सोपे होते. परिणामी, पाण्याचा पृष्ठभागाचा ताण कमी होतो. अळ्या पाण्याच्या पृष्ठभागाशी जोडू शकत नसल्यामुळे, ते टाकीच्या तळाशी पडतात, ज्यामुळे हायड्रोस्टॅटिक दाबात व्यत्यय येतो, परिणामी जास्त ऊर्जा खर्च होतो38,60. घरिबी61 द्वारे असेच परिणाम प्राप्त झाले, जिथे बॅसिलस सबटिलिसने तयार केलेल्या बायोसर्फॅक्टंटने इफेस्टिया कुहेनिएलाच्या विरोधात लार्व्हिसाइडल क्रियाकलाप प्रदर्शित केला. त्याचप्रमाणे, Cx. दास आणि मुखर्जी23 च्या लार्व्हिसाइडल क्रियाकलापाने क्विन्क्वेफॅसिएटस लार्व्हांवर चक्रीय लिपोपेप्टाइड्सच्या प्रभावाचे मूल्यांकन देखील केले.
या अभ्यासाचे निकाल Cx विरुद्ध रॅमनोलिपिड बायोसर्फॅक्टंट्सच्या लार्व्हिसाइडल क्रियाकलापांशी संबंधित आहेत. क्विन्क्वेफॅसिएटस डासांचा नाश पूर्वी प्रकाशित झालेल्या निकालांशी सुसंगत आहे. उदाहरणार्थ, बॅसिलस वंशाच्या विविध जीवाणूंद्वारे उत्पादित सर्फॅक्टिन-आधारित बायोसर्फॅक्टंट्स वापरले जातात. आणि स्यूडोमोनास एसपीपी. काही सुरुवातीच्या अहवालांमध्ये 64,65,66 मध्ये बॅसिलस सबटिलिस 23 मधील लिपोपेप्टाइड बायोसर्फॅक्टंट्सच्या लार्व्हिसाइडल क्रियाकलापाचा अहवाल देण्यात आला. दीपाली आणि इतर 63 मध्ये असे आढळून आले की स्टेनोट्रोपोमोनास माल्टोफिलियापासून वेगळे केलेल्या रॅमनोलिपिड बायोसर्फॅक्टंटमध्ये 10 मिलीग्राम/लीटरच्या एकाग्रतेवर शक्तिशाली लार्व्हिसाइडल क्रियाकलाप होता. सिल्वा आणि इतर 67 मध्ये 1 ग्रॅम/लीटरच्या एकाग्रतेवर रॅमनोलिपिड बायोसर्फॅक्टंटची लार्व्हिसाइडल क्रियाकलाप Ae विरुद्ध नोंदवण्यात आला. एडीस एजिप्टी. कनकदांडे आणि इतर. ६८ ने नोंदवले की बॅसिलस सबटिलिसने तयार केलेल्या लिपोपेप्टाइड बायोसर्फॅक्टंट्समुळे नीलगिरीच्या लिपोफिलिक अंश असलेल्या क्युलेक्स अळ्या आणि वाळवींमध्ये एकूण मृत्युदर होतो. त्याचप्रमाणे, मासेंद्र आणि इतर ६९ ने ई. क्रूड अर्कच्या लिपोफिलिक एन-हेक्सेन आणि ईटीओएसी अंशांमध्ये कामगार मुंगी (क्रिप्टोटर्मेस सायनोसेफॅलस लाइट.) मृत्युदर ६१.७% नोंदवला.
पार्थिपन आणि इतर ७० ने मलेरिया परजीवी प्लाझमोडियमच्या वाहका अ‍ॅनोफिलिस स्टीफन्सीविरुद्ध बॅसिलस सबटिलिस A1 आणि स्यूडोमोनास स्टुट्झेरी NA3 द्वारे उत्पादित लिपोपेप्टाइड बायोसर्फॅक्टंट्सचा कीटकनाशक वापर नोंदवला. त्यांनी असे निरीक्षण केले की अळ्या आणि प्युपा जास्त काळ जगतात, ओव्हिपोझिशन कालावधी कमी असतो, निर्जंतुक असतात आणि बायोसर्फॅक्टंट्सच्या वेगवेगळ्या सांद्रतांनी उपचार केल्यावर त्यांचे आयुष्य कमी असते. वेगवेगळ्या अळ्या अवस्थांसाठी (म्हणजेच अळ्या I, II, III, IV आणि स्टेज प्युपा) B. सबटिलिस बायोसर्फॅक्टंट A1 चे निरीक्षण केलेले LC50 मूल्य अनुक्रमे 3.58, 4.92, 5.37, 7.10 आणि 7.99 mg/L होते. त्या तुलनेत, स्यूडोमोनास स्टुट्झेरी NA3 च्या लार्व्हा स्टेज I-IV आणि प्युपल स्टेजसाठी बायोसर्फॅक्टंट्स अनुक्रमे 2.61, 3.68, 4.48, 5.55 आणि 6.99 mg/L होते. जिवंत अळ्या आणि प्युपा यांच्या विलंबित फेनोलॉजीला कीटकनाशक उपचारांमुळे झालेल्या लक्षणीय शारीरिक आणि चयापचय विकारांचा परिणाम असल्याचे मानले जाते71.
विकरहॅमायसेस अ‍ॅनोमलस स्ट्रेन CCMA 0358 हा एडीस डासांविरुद्ध १००% लार्व्हिसाइडल अ‍ॅक्टिव्हिटी असलेला बायोसर्फॅक्टंट तयार करतो. एजिप्टी २४-तासांचा अंतराल ३८ हा सिल्वा एट अलने नोंदवलेल्या अहवालापेक्षा जास्त होता. सूर्यफूल तेलाचा कार्बन स्रोत म्हणून वापर करून स्यूडोमोनास एरुगिनोसा पासून तयार केलेला बायोसर्फॅक्टंट ४८ तासांच्या आत १००% अळ्या मारतो असे दिसून आले आहे ६७. अबिनाया एट अल.७२ आणि प्रधान एट अल.७३ यांनी बॅसिलस वंशाच्या अनेक आयसोलेटद्वारे उत्पादित केलेल्या सर्फॅक्टंट्सचे लार्व्हिसाइडल किंवा कीटकनाशक प्रभाव देखील दाखवले. सेंथिल-नाथन एट अल. यांनी पूर्वी प्रकाशित केलेल्या अभ्यासात असे आढळून आले की वनस्पतींच्या खाऱ्या पाण्याच्या संपर्कात येणाऱ्या १००% डासांच्या अळ्या मरण्याची शक्यता असते. ७४.
एकात्मिक कीटक व्यवस्थापन कार्यक्रमांसाठी कीटकनाशकांच्या कीटक जीवशास्त्रावरील उपघातक परिणामांचे मूल्यांकन करणे अत्यंत महत्त्वाचे आहे कारण उपघातक डोस/सांद्रता कीटकांना मारत नाहीत परंतु जैविक वैशिष्ट्यांमध्ये व्यत्यय आणून भविष्यातील पिढ्यांमध्ये कीटकांची संख्या कमी करू शकतात. सिक्वेरा एट अल ७५ ने ५० ते ३०० मिलीग्राम/मिली पर्यंतच्या विविध सांद्रतांवर चाचणी केल्यावर रॅमनोलिपिड बायोसर्फॅक्टंट (३०० मिलीग्राम/मिली) ची पूर्ण लार्व्हासाइडल क्रियाकलाप (१००% मृत्युदर) पाहिला. एडीस एजिप्टी स्ट्रेनचा लार्व्हा टप्पा. त्यांनी मृत्यूपर्यंतच्या वेळेचा आणि लार्व्हा जगण्यावर आणि पोहण्याच्या क्रियाकलापांवर होणाऱ्या परिणामांचे विश्लेषण केले. याव्यतिरिक्त, त्यांनी बायोसर्फॅक्टंटच्या उपघातक सांद्रतांच्या (उदा., ५० मिलीग्राम/मिली आणि १०० मिलीग्राम/मिली) २४-४८ तासांच्या संपर्कानंतर पोहण्याच्या गतीत घट दिसून आली. आशादायक उपघातक भूमिका असलेले विष उघडकीस आलेल्या कीटकांना अनेक नुकसान पोहोचवण्यात अधिक प्रभावी असल्याचे मानले जाते.
आमच्या निकालांच्या हिस्टोलॉजिकल निरीक्षणांवरून असे दिसून येते की एन्टरोबॅक्टर क्लोएसी एसजे२ द्वारे उत्पादित बायोसर्फॅक्टंट्स डासांच्या (सीएक्स. क्विनक्वेफॅसिएटस) आणि वाळवी (ओ. ओबेसस) अळ्यांच्या ऊतींमध्ये लक्षणीय बदल करतात. अँ. गॅम्बियास.एस आणि अँ. अरेबिकामध्ये तुळशीच्या तेलाच्या तयारीमुळे अशाच प्रकारच्या विसंगती निर्माण झाल्या होत्या. ओचोला७७ ने कामराज एट अल.७८ ने अँ. मध्येही अशाच प्रकारच्या आकारात्मक विकृतींचे वर्णन केले. स्टेफनीच्या अळ्या सोन्याच्या नॅनोपार्टिकल्सच्या संपर्कात आल्या. वसंता-श्रीनिवासन एट अल.७९ ने असेही नोंदवले की शेफर्डच्या पर्सच्या आवश्यक तेलाने एडिस अल्बोपिक्टसच्या चेंबर आणि एपिथेलियल थरांना गंभीर नुकसान केले. एडिस एजिप्ती. राघवेंद्रन एट अल यांनी नोंदवले की डासांच्या अळ्यांवर स्थानिक पेनिसिलियम बुरशीच्या ५०० मिलीग्राम/मिली मायसेलियल अर्कने उपचार केले गेले. एई गंभीर हिस्टोलॉजिकल नुकसान दर्शविते. एजिप्ती आणि सीएक्स. मृत्युदर ८०. पूर्वी, अबिनाया एट अल. अँच्या चौथ्या इन्स्टार अळ्यांचा अभ्यास करण्यात आला होता. स्टीफन्सी आणि एई. एजिप्तीला बी. लाइकेनफॉर्मिस एक्सोपॉलिसॅकराइड्सने उपचार केलेल्या एडिस एजिप्तीमध्ये असंख्य हिस्टोलॉजिकल बदल आढळले, ज्यात गॅस्ट्रिक सेकम, स्नायू शोष, मज्जातंतूंच्या दोरीच्या गॅंग्लियाचे नुकसान आणि अव्यवस्थितपणा यांचा समावेश आहे72. राघवेंद्रन आणि इतरांच्या मते, पी. डेली मायसेलियल अर्कने उपचार केल्यानंतर, चाचणी केलेल्या डासांच्या (चौथ्या इनस्टार अळ्या) मध्य-आतड्याच्या पेशींमध्ये आतड्यांसंबंधी लुमेनची सूज, आंतरकोशिकीय सामग्रीमध्ये घट आणि न्यूक्लियर डिजनरेशन दिसून आले81. इचिनेसिया पानांच्या अर्काने उपचार केलेल्या डासांच्या अळ्यांमध्येही असेच हिस्टोलॉजिकल बदल दिसून आले, जे उपचारित संयुगेची कीटकनाशक क्षमता दर्शवितात50.
ECOSAR सॉफ्टवेअरच्या वापराला आंतरराष्ट्रीय मान्यता मिळाली आहे82. सध्याच्या संशोधनातून असे दिसून आले आहे की ECOSAR बायोसर्फॅक्टंट्सची सूक्ष्म शैवाल (C. vulgaris), मासे आणि पाण्यातील पिसू (D. magna) यांच्यासाठी तीव्र विषाक्तता संयुक्त राष्ट्रांनी परिभाषित केलेल्या "विषाक्तता" श्रेणीत येते83. ECOSAR इकोटॉक्सिसिटी मॉडेल पदार्थांच्या तीव्र आणि दीर्घकालीन विषाक्ततेचा अंदाज लावण्यासाठी SAR आणि QSAR वापरते आणि बहुतेकदा सेंद्रिय प्रदूषकांच्या विषाक्ततेचा अंदाज लावण्यासाठी वापरले जाते82,84.
या अभ्यासात वापरलेली पॅराफॉर्मल्डिहाइड, सोडियम फॉस्फेट बफर (पीएच ७.४) आणि इतर सर्व रसायने भारतातील हायमीडिया लॅबोरेटरीजमधून खरेदी केली गेली.
बायोसर्फॅक्टंट उत्पादन ५०० मिली एर्लेनमेयर फ्लास्कमध्ये केले गेले ज्यामध्ये २०० मिली निर्जंतुकीकरण बुशनेल हास माध्यमाचा समावेश होता ज्यामध्ये १% कच्चे तेल एकमेव कार्बन स्रोत म्हणून जोडले गेले होते. एन्टरोबॅक्टर क्लोएसी एसजे२ (१.४ × १०४ सीएफयू/मिली) चे प्रीकल्चर टोचण्यात आले आणि ऑर्बिटल शेकरवर ३७°C, २०० आरपीएमवर ७ दिवसांसाठी कल्चर केले गेले. उष्मायन कालावधीनंतर, कल्चर माध्यमाला ४°C वर २० मिनिटांसाठी ३४००×ग्रॅमवर ​​सेंट्रीफ्यूज करून बायोसर्फॅक्टंट काढला गेला आणि परिणामी सुपरनॅटंटचा वापर स्क्रीनिंगसाठी केला गेला. बायोसर्फॅक्टंट्सचे ऑप्टिमायझेशन प्रक्रिया आणि वैशिष्ट्यीकरण आमच्या आधीच्या अभ्यासातून स्वीकारण्यात आले होते २६.
क्युलेक्स क्विन्क्वेफॅसिएटस अळ्या सेंटर फॉर अॅडव्हान्स्ड स्टडी इन मरीन बायोलॉजी (CAS), पलांचिपेटाई, तामिळनाडू (भारत) येथून मिळवण्यात आल्या. अळ्यांचे संगोपन प्लास्टिकच्या कंटेनरमध्ये केले गेले ज्यामध्ये डीआयोनाइज्ड पाणी २७ ± २°C तापमानावर आणि १२:१२ (प्रकाश: गडद) च्या फोटोपीरियडवर भरले गेले. डासांच्या अळ्यांना १०% ग्लुकोज द्रावण दिले गेले.
क्युलेक्स क्विन्क्वेफॅसिएटस अळ्या उघड्या आणि असुरक्षित सेप्टिक टँकमध्ये आढळल्या आहेत. प्रयोगशाळेत अळ्या ओळखण्यासाठी आणि संवर्धन करण्यासाठी मानक वर्गीकरण मार्गदर्शक तत्त्वे वापरा85. जागतिक आरोग्य संघटनेच्या शिफारशींनुसार लार्व्हिसाइडल चाचण्या घेण्यात आल्या 86. SH. क्विन्क्वेफॅसिएटसच्या चौथ्या इनस्टार अळ्या बंद नळ्यांमध्ये 25 मिली आणि 50 मिलीच्या गटात त्यांच्या क्षमतेच्या दोन तृतीयांश हवेच्या अंतरासह गोळा करण्यात आल्या. प्रत्येक नळीमध्ये बायोसर्फॅक्टंट (0-50 मिलीग्राम/मिली) स्वतंत्रपणे जोडण्यात आला आणि 25 °C वर साठवण्यात आला. नियंत्रण नळीमध्ये फक्त डिस्टिल्ड वॉटर (50 मिली) वापरण्यात आला. मृत अळ्या अशा मानल्या गेल्या ज्यांनी उष्मायन कालावधीत (12-48 तास) पोहण्याची कोणतीही चिन्हे दाखवली नाहीत 87. समीकरण वापरून लार्व्हल मृत्युदराची टक्केवारी मोजा. (1)88.
ओडोंटोरमिटिडे कुटुंबात भारतीय वाळवी ओडोंटोरमेस ओबेससचा समावेश आहे, जो कृषी कॅम्पस (अन्नामलाई विद्यापीठ, भारत) येथे कुजलेल्या लाकडांमध्ये आढळतो. सामान्य प्रक्रियेचा वापर करून हे बायोसर्फॅक्टंट (०-५० मिग्रॅ/मिली) चाचणी करा जेणेकरून ते हानिकारक आहे की नाही हे निश्चित होईल. लॅमिनार वायुप्रवाहात ३० मिनिटे वाळवल्यानंतर, व्हॉटमन पेपरच्या प्रत्येक पट्टीवर ३०, ४० किंवा ५० मिग्रॅ/मिलीच्या एकाग्रतेवर बायोसर्फॅक्टंटचा लेप लावण्यात आला. पेट्री डिशच्या मध्यभागी प्री-लेपित आणि अनकोटेड पेपर स्ट्रिप्सची चाचणी आणि तुलना करण्यात आली. प्रत्येक पेट्री डिशमध्ये सुमारे तीस सक्रिय वाळवी ओ. ओबेसस असतात. नियंत्रण आणि चाचणी वाळवींना अन्न स्रोत म्हणून ओला कागद देण्यात आला. उष्मायन कालावधीत सर्व प्लेट्स खोलीच्या तपमानावर ठेवण्यात आल्या. वाळवी १२, २४, ३६ आणि ४८ तासांनंतर मरण पावली ८९,९०. नंतर समीकरण १ चा वापर वेगवेगळ्या बायोसर्फॅक्टंट सांद्रतेवर वाळवी मृत्युदराच्या टक्केवारीचा अंदाज लावण्यासाठी करण्यात आला. (२).
हे नमुने बर्फावर ठेवण्यात आले आणि १०० मिली ०.१ एम सोडियम फॉस्फेट बफर (पीएच ७.४) असलेल्या मायक्रोट्यूबमध्ये पॅक करण्यात आले आणि ते राजीव गांधी सेंटर फॉर अ‍ॅक्वाकल्चर (आरजीसीए) च्या सेंट्रल अ‍ॅक्वाकल्चर पॅथॉलॉजी लॅबोरेटरी (सीएपीएल) मध्ये पुढील विश्लेषणासाठी पाठवण्यात आले. हिस्टोलॉजी लॅबोरेटरी, सिरकाली, मयिलादुथुराई. जिल्हा, तामिळनाडू, भारत. नमुने ताबडतोब ४% पॅराफॉर्मल्डिहाइडमध्ये ३७°C वर ४८ तासांसाठी निश्चित करण्यात आले.
फिक्सेशन टप्प्यानंतर, पदार्थ ०.१ एम सोडियम फॉस्फेट बफर (पीएच ७.४) ने तीन वेळा धुतले गेले, इथेनॉलमध्ये टप्प्याटप्प्याने निर्जलीकरण केले गेले आणि ७ दिवस LEICA रेझिनमध्ये भिजवले गेले. नंतर पदार्थ रेझिन आणि पॉलिमरायझरने भरलेल्या प्लास्टिकच्या साच्यात ठेवला जातो आणि नंतर पदार्थ असलेल्या ब्लॉकचे पूर्णपणे पॉलिमराइज होईपर्यंत ३७°C पर्यंत गरम केलेल्या ओव्हनमध्ये ठेवले जाते.
पॉलिमरायझेशननंतर, ब्लॉक्स LEICA RM2235 मायक्रोटोम (रँकिन बायोमेडिकल कॉर्पोरेशन 10,399 एंटरप्राइझ डॉ. डेव्हिसबर्ग, MI 48,350, USA) वापरून 3 मिमी जाडीपर्यंत कापले गेले. प्रत्येक स्लाईडमध्ये सहा विभागांसह, स्लाईडवर विभागले गेले आहेत. स्लाईड खोलीच्या तपमानावर वाळवल्या गेल्या, नंतर 7 मिनिटांसाठी हेमॅटोक्सिलिनने रंगवल्या गेल्या आणि 4 मिनिटांसाठी वाहत्या पाण्याने धुतल्या गेल्या. याव्यतिरिक्त, इओसिन द्रावण त्वचेवर 5 मिनिटे लावा आणि वाहत्या पाण्याने 5 मिनिटे धुवा.
वेगवेगळ्या उष्णकटिबंधीय पातळीवरील जलचर जीवांचा वापर करून तीव्र विषाक्ततेचा अंदाज वर्तवण्यात आला: ९६-तास मासे LC50, ४८-तास डी. मॅग्ना LC50, आणि ९६-तास हिरवे शैवाल EC50. यूएस एन्व्हायर्नमेंटल प्रोटेक्शन एजन्सीने विकसित केलेल्या विंडोजसाठी ECOSAR सॉफ्टवेअर आवृत्ती २.२ वापरून मासे आणि हिरव्या शैवालसाठी रॅमनोलिपिड बायोसर्फॅक्टंट्सची विषाक्तता मूल्यांकन करण्यात आली. (https://www.epa.gov/tsca-screening-tools/ecological-struct-activity-relationships-ecosar-predictive-model येथे ऑनलाइन उपलब्ध).
लार्व्हासाइडल आणि अँटीटर्माइट अ‍ॅक्टिव्हिटीसाठी सर्व चाचण्या त्रिकोणी स्वरूपात करण्यात आल्या. ९५% आत्मविश्वास अंतरालसह मध्यक प्राणघातक एकाग्रता (LC50) मोजण्यासाठी लार्व्हा आणि वाळवी मृत्युदर डेटाचे नॉनलाइनर रिग्रेशन (डोस रिस्पॉन्स व्हेरिअबल्सचा लॉग) केले गेले आणि प्रिझम® (आवृत्ती ८.०, ग्राफपॅड सॉफ्टवेअर) इंक., यूएसए) ८४, ९१ वापरून एकाग्रता प्रतिसाद वक्र तयार केले गेले.
सध्याच्या अभ्यासातून एन्टरोबॅक्टर क्लोएसी एसजे२ द्वारे तयार केलेल्या सूक्ष्मजीव बायोसर्फॅक्टंट्सची डासांच्या लार्व्हिसाइडल आणि अँटीटर्माइट एजंट म्हणून क्षमता उघड होते आणि हे काम लार्व्हिसाइडल आणि अँटीटर्माइट कृतीच्या यंत्रणेची चांगली समज निर्माण करण्यास मदत करेल. बायोसर्फॅक्टंट्सने उपचार केलेल्या अळ्यांच्या हिस्टोलॉजिकल अभ्यासात पाचन तंत्र, मध्यगट, सेरेब्रल कॉर्टेक्स आणि आतड्यांसंबंधी उपकला पेशींच्या हायपरप्लासियाला नुकसान झाल्याचे दिसून आले. निकाल: एन्टरोबॅक्टर क्लोएसी एसजे२ द्वारे तयार केलेल्या रॅमनोलिपिड बायोसर्फॅक्टंटच्या अँटीटर्माइट आणि लार्व्हिसाइडल क्रियाकलापाच्या विषारी मूल्यांकनातून असे दिसून आले की हे आयसोलेट डासांच्या (Cx क्विंक्वेफॅसिएटस) आणि वाळवी (ओ. ओबेसस) वेक्टर-जनित रोगांच्या नियंत्रणासाठी एक संभाव्य जैविक कीटकनाशक आहे. बायोसर्फॅक्टंट्सची अंतर्निहित पर्यावरणीय विषारीता आणि त्यांचे संभाव्य पर्यावरणीय परिणाम समजून घेण्याची आवश्यकता आहे. हा अभ्यास बायोसर्फॅक्टंट्सच्या पर्यावरणीय जोखमीचे मूल्यांकन करण्यासाठी एक वैज्ञानिक आधार प्रदान करतो.