합성 살충제의 광범위한 사용은 내성 미생물 출현, 환경 파괴, 그리고 인체 건강 피해 등 많은 문제를 야기했습니다. 따라서 새로운 미생물살충제인간 건강과 환경에 안전한 물질이 시급히 필요합니다. 이 연구에서는 Enterobacter cloacae SJ2에서 생산된 람놀리피드 생물 계면활성제를 사용하여 모기(Culex quinquefasciatus)와 흰개미(Odontotermes obesus) 유충에 대한 독성을 평가했습니다. 결과는 처리 간에 용량 의존적인 사망률이 있음을 보여주었습니다. 흰개미와 모기 유충 생물 계면활성제의 48시간 LC50(50% 치사 농도) 값은 비선형 회귀 곡선 적합법을 사용하여 결정했습니다. 결과는 생물 계면활성제의 살유충 및 방제 흰개미 활성의 48시간 LC50 값(95% 신뢰 구간)이 각각 26.49 mg/L(범위 25.40~27.57)과 33.43 mg/L(범위 31.09~35.68)임을 보여주었습니다. 조직병리학적 검사 결과, 생물계면활성제 처리는 유충과 흰개미의 세포소기관 조직에 심각한 손상을 유발했습니다. 본 연구 결과는 엔테로박터 클로아케 SJ2가 생성하는 미생물 생물계면활성제가 Cx quinquefasciatus와 O. obesus를 방제하는 데 탁월하고 잠재적으로 효과적인 도구임을 시사합니다.
열대 지방에서는 모기가 매개하는 질병이 많이 발생합니다.1 모기 매개 질병의 관련성은 광범위합니다. 매년 40만 명 이상이 말라리아로 사망하고 일부 주요 도시에서는 뎅기열, 황열병, 치쿤구니아, 지카와 같은 심각한 질병의 유행이 발생하고 있습니다.2 벡터 매개 질병은 전 세계적으로 6건 중 1건의 감염과 관련이 있으며 모기가 가장 심각한 사례를 유발합니다.3,4. Culex, Anopheles 및 Aedes는 질병 전파와 가장 일반적으로 관련된 세 가지 모기 속입니다.5 이집트 숲 모기가 전파하는 감염인 뎅기열의 유병률은 지난 10년 동안 증가했으며 심각한 공중 보건 위협을 초래합니다.4,7,8 세계보건기구(WHO)에 따르면 전 세계 인구의 40% 이상이 뎅기열에 걸릴 위험이 있으며 100개국 이상에서 매년 5천만~1억 건의 새로운 사례가 발생합니다.9,10,11 뎅기열은 전 세계적으로 발병률이 증가하면서 주요 공중 보건 문제가 되었습니다.12,13,14 아프리카 아노펠레스 모기로 흔히 알려진 아노펠레스 감비아에(Anopheles gambiae)는 열대 및 아열대 지역에서 인간 말라리아의 가장 중요한 매개체입니다.15 웨스트나일 바이러스, 세인트루이스 뇌염, 일본뇌염, 그리고 말과 새의 바이러스 감염은 흔히 집모기라고 불리는 빨간집모기를 통해 전파됩니다. 또한, 이들은 박테리아 및 기생충 질병의 매개체이기도 합니다.16 전 세계에는 3,000종이 넘는 흰개미가 있으며, 1억 5천만 년 이상 존재해 왔습니다.17 대부분의 해충은 토양에 서식하며 셀룰로스를 함유한 목재와 목재 제품을 먹습니다. 인도흰개미 오돈토테르메스 오베수스(Odontotermes obesus)는 중요 작물과 조림수에 심각한 피해를 입히는 중요한 해충입니다.18 농업 지역에서는 다양한 단계의 흰개미 침입이 다양한 작물, 수종, 건축 자재에 막대한 경제적 피해를 입힐 수 있습니다. 흰개미는 또한 인간의 건강에 문제를 일으킬 수 있습니다.19
오늘날 제약 및 농업 분야에서 미생물과 해충의 내성 문제는 복잡합니다.20,21 따라서 두 회사 모두 비용 효율적인 새로운 항균제와 안전한 생물농약을 모색해야 합니다. 합성 살충제는 현재 시판되고 있으며, 감염성이 있고 비대상 유익충을 기피하는 것으로 나타났습니다.22 최근 몇 년 동안 생물계면활성제는 다양한 산업 분야에서 응용되면서 연구가 확대되었습니다. 생물계면활성제는 농업, 토양 복원, 석유 추출, 박테리아 및 해충 제거, 식품 가공에 매우 유용하고 필수적입니다.23,24 생물계면활성제 또는 미생물계면활성제는 해안 서식지와 유류 오염 지역에서 박테리아, 효모, 곰팡이와 같은 미생물이 생성하는 생물계면활성제 화학물질입니다.25,26 화학적으로 유래된 계면활성제와 생물계면활성제는 자연환경에서 직접 얻는 두 가지 유형입니다.27 다양한 생물계면활성제는 해양 서식지에서도 얻을 수 있습니다.28,29 따라서 과학자들은 천연 박테리아를 기반으로 한 생물 계면활성제 생산을 위한 새로운 기술을 모색하고 있습니다.30,31 이러한 연구의 발전은 이러한 생물학적 화합물이 환경 보호에 얼마나 중요한지를 보여줍니다.32 바실러스(Bacillus), 슈도모나스(Pseudomonas), 로도코커스(Rhodococcus), 알칼리게네스(Alcaligenes), 코리네박테리움(Corynebacterium) 및 이러한 박테리아 속들은 잘 연구된 대표적인 예입니다.23,33
다양한 종류의 생물계면활성제가 있으며, 그 응용 분야는 매우 광범위합니다.34 이러한 화합물의 중요한 장점은 항균, 살충, 살충 활성을 가지고 있다는 것입니다. 이는 농업, 화학, 제약 및 화장품 산업에서 사용될 수 있음을 의미합니다.35,36,37,38 생물계면활성제는 일반적으로 생분해성이고 환경에 유익하기 때문에 작물 보호를 위한 통합 해충 관리 프로그램에 사용됩니다.39 따라서 엔테로박터 클로아케 SJ2가 생성하는 미생물 생물계면활성제의 살충 및 흰개미 구제 활성에 대한 기초 지식을 얻었습니다. 본 연구에서는 다양한 농도의 람노리피드 생물계면활성제에 노출되었을 때의 치사율과 조직학적 변화를 조사했습니다. 또한, 널리 사용되는 정량적 구조-활성(QSAR) 컴퓨터 프로그램인 생태학적 구조-활성(ECOSAR)을 평가하여 미세조류, 물벼룩, 어류에 대한 급성 독성을 측정했습니다.
본 연구에서는 정제된 생물계면활성제를 30~50mg/ml의 다양한 농도(5mg/ml 간격)로 첨가하여 인도흰개미(O. obesus)와 네 번째 종(Cx. quinquefasciatus)에 대해 항흰개미 활성(독성)을 시험하였다. Cx. 령 유충. 모기 quinquefasciatus의 유충. O. obesus와 Cx. C. solanacearum에 대한 48시간 생물계면활성제 LC50 농도. 모기 유충은 비선형 회귀 곡선 적합법을 사용하여 동정하였다. 그 결과, 생물계면활성제 농도가 증가함에 따라 흰개미 사망률이 증가하는 것으로 나타났다. 결과는 생물계면활성제가 살충 활성(그림 1)과 흰개미 방제 활성(그림 2)을 가지고 있음을 보여주었으며, 48시간 LC50 값(95% CI)은 각각 26.49mg/L(25.40~27.57)과 33.43mg/L(그림 31.09~35.68)이었습니다(표 1). 급성 독성(48시간) 측면에서 생물계면활성제는 시험 생물체에 "유해"로 분류되었습니다. 이 연구에서 생산된 생물계면활성제는 노출 후 24~48시간 이내에 100%의 사망률을 보이며 우수한 살충 활성을 보였습니다.
유충 살충 활성에 대한 LC50 값을 계산합니다. 비선형 회귀 곡선 적합(실선)과 상대 사망률(%)에 대한 95% 신뢰 구간(음영 영역)을 사용합니다.
흰개미 방제 활성에 대한 LC50 값을 계산합니다. 비선형 회귀 곡선 적합(실선)과 상대 사망률(%)에 대한 95% 신뢰 구간(음영 영역)을 나타냅니다.
실험 종료 후, 현미경으로 형태학적 변화와 이상 징후를 관찰했습니다. 40배 배율에서 대조군과 처리군 모두에서 형태학적 변화가 관찰되었습니다. 그림 3에서 볼 수 있듯이, 생물계면활성제를 처리한 대부분의 유충에서 성장 장애가 발생했습니다. 그림 3a는 정상적인 Cx. quinquefasciatus를, 그림 3b는 비정상적인 Cx. 를 보여줍니다. 5마리의 선충 유충이 발생합니다.
생물계면활성제의 치사량(LC50)이 집먼지진드기(Culex quinquefasciatus) 유충 발달에 미치는 영향. 40배 확대한 정상 집먼지진드기(Cx)의 광학 현미경 이미지(a). 집먼지진드기(quinquefasciatus)(b) 비정상 집먼지진드기(Cx). 선충 유충 5마리 발생.
본 연구에서는 처리된 유충(그림 4)과 흰개미(그림 5)의 조직학적 검사를 통해 복부 면적 감소, 근육, 상피층, 피부 손상을 포함한 여러 이상 소견을 확인했습니다. 조직학적 검사를 통해 본 연구에 사용된 생물계면활성제의 저해 활성 기전을 밝혀냈습니다.
정상적인 무처리 4령 Cx 유충(quinquefasciatus 유충, 대조군: (a, b))과 생물계면활성제 처리군(처리군: (c, d))의 조직병리학적 소견. 화살표는 처리된 장 상피(epi), 핵(n), 근육(mu)을 나타낸다. 막대 = 50 µm.
정상 O. obesus(대조군: (a, b))와 생물계면활성제 처리군(처리군: (c, d))의 조직병리학적 소견. 화살표는 각각 장 상피(epi)와 근육(mu)을 나타냄. 막대 = 50 µm.
본 연구에서는 ECOSAR를 이용하여 람노리피드 생물계면활성제 제품의 1차 생산자(녹조류), 1차 소비자(물벼룩), 그리고 2차 소비자(어류)에 대한 급성 독성을 예측했습니다. 이 프로그램은 정교한 정량적 구조-활성 화합물 모델을 사용하여 분자 구조에 기반한 독성을 평가합니다. 또한, 구조-활성(SAR) 소프트웨어를 사용하여 수생생물에 대한 물질의 급성 및 장기 독성을 계산합니다. 구체적으로, 표 2는 여러 종에 대한 평균 치사 농도(LC50)와 평균 유효 농도(EC50) 추정치를 요약한 것입니다. 의심 독성은 화학물질 분류 및 표시에 관한 세계조화시스템(GHSCS)(표 3)을 사용하여 네 가지 수준으로 분류했습니다.
매개체 매개 질병, 특히 모기와 이집트숲모기(Aedes)의 방제는 이집트인들에게는 어려운 일입니다(40,41,42,43,44,45,46). 피레트로이드계와 유기인산염과 같은 일부 화학적으로 이용 가능한 살충제는 어느 정도 유익하지만, 당뇨병, 생식 장애, 신경계 질환, 암, 호흡기 질환 등 인체 건강에 심각한 위험을 초래합니다. 더욱이, 시간이 지남에 따라 이러한 곤충들은 이러한 살충제에 내성을 갖게 될 수 있습니다(13,43,48). 따라서 효과적이고 환경 친화적인 생물학적 방제 조치가 모기 방제의 더욱 인기 있는 방법이 될 것입니다(49,50). 베넬리(Benelli)(51)는 도시 지역에서 모기 매개체의 조기 방제가 더 효과적일 것이라고 제안했지만, 농촌 지역에서 살충제 사용을 권장하지 않았습니다(52). 톰(Tom) 외 연구진(53)은 모기가 방제제에 더 민감하기 때문에 미성숙 단계에서 방제하는 것이 안전하고 간단한 전략이라고 제안했습니다(54).
강력한 균주(Enterobacter cloacae SJ2)를 이용한 생물계면활성제 생산은 일관되고 유망한 효능을 보였습니다. 저희의 이전 연구에서는 Enterobacter cloacae SJ2가 물리화학적 매개변수를 이용하여 생물계면활성제 생산을 최적화한다고 보고했습니다.26 연구에 따르면, 잠재적인 E. cloacae 분리균주에 의한 생물계면활성제 생산의 최적 조건은 36시간 배양, 150 rpm으로 교반, pH 7.5, 37°C, 염도 1 ppt, 탄소원 2% 포도당, 효모 1%였습니다. 추출물을 질소원으로 사용하여 2.61 g/L의 생물계면활성제를 얻었습니다. 또한, TLC, FTIR, MALDI-TOF-MS를 사용하여 생물계면활성제의 특성을 분석했습니다. 이를 통해 람노리피드가 생물계면활성제임을 확인했습니다. 당지질 생물계면활성제는 다른 유형의 생물계면활성제 중에서 가장 집중적으로 연구된 계열입니다.55 당지질은 탄수화물과 지질 부분, 주로 지방산 사슬로 구성됩니다. 당지질 중 주요 대표 물질은 람노지질과 소포로지질입니다56. 람노지질은 모노 또는 디β-하이드록시데칸산에 결합된 두 개의 람노스 부분을 포함합니다57. 람노지질은 의료 및 제약 산업에서 널리 사용되고 있으며, 최근 살충제로도 사용되고 있습니다59.
생물계면활성제가 호흡관의 소수성 영역과 상호작용하면 물이 기공강을 통과하여 유충과 수생 환경의 접촉이 증가합니다. 생물계면활성제의 존재는 표면에 가까운 길이의 기관에도 영향을 미쳐 유충이 표면으로 기어올라 호흡하기 쉽게 합니다. 결과적으로 물의 표면장력이 감소합니다. 유충은 수면에 부착할 수 없어 수조 바닥으로 떨어지면서 정수압을 교란시켜 과도한 에너지 소모와 익사 사망을 초래합니다38,60. Ghribi61에서도 유사한 결과가 나타났는데, Bacillus subtilis에서 생산된 생물계면활성제가 Ephestia kuehniella에 대한 살유충 활성을 보였습니다. 마찬가지로, Cx. Das와 Mukherjee23의 살유충 활성은 quinquefasciatus 유충에 대한 고리형 리포펩타이드의 효과를 평가했습니다.
이 연구의 결과는 Cx에 대한 람노리피드 생물계면활성제의 살충 활성에 관한 것이다. 퀸퀘파시아투스 모기의 살충 활성은 이전에 발표된 결과와 일치한다. 예를 들어, 바실러스(Bacillus) 속의 다양한 박테리아가 생산하는 서팩틴 기반 생물계면활성제가 사용된다. 및 슈도모나스(Pseudomonas) 속. 일부 초기 보고서64,65,66는 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis)23에서 추출한 리포펩타이드 생물계면활성제의 살충 활성을 보고했다. Deepali et al.63은 스테노트로포모나스 말토필리아(Stenotromonas maltophilia)에서 분리한 람노리피드 생물계면활성제가 10mg/L 농도에서 강력한 살충 활성을 가지고 있음을 발견했다. Silva et al.67은 1g/L 농도에서 람노리피드 생물계면활성제의 Ae에 대한 살충 활성을 보고했다. 이집트숲모기(Aedes aegypti). Kanakdande et al. 68은 고초균(Bacillus subtilis)이 생산하는 리포펩타이드 생물계면활성제가 유칼립투스의 친유성 분획을 함유한 집먼지진드기(Culex) 유충과 흰개미에서 전체 사망률을 유발한다고 보고했습니다. 이와 유사하게, Masendra 외 69는 유칼립투스 조추출물의 친유성 n-헥산 및 에틸아세테이트 분획에서 일개미(Cryptotermes cynocephalus Light.)의 사망률이 61.7%라고 보고했습니다.
Parthipan 외 연구진은 말라리아 기생충인 플라스모디움(Plasmodium)의 매개체인 아노펠레스 스티븐시(Anopheles Stephensi)에 대한 고초균(Bacillus subtilis) A1과 슈도모나스 스투체리(Pseudomonas stutzeri) NA3에서 생산된 리포펩타이드 생물계면활성제의 살충 효과를 보고했습니다. 연구진은 다양한 농도의 생물계면활성제를 처리했을 때 유충과 번데기의 생존 기간이 더 길어지고, 산란 기간이 짧아지며, 불임이 되고, 수명이 더 짧아지는 것을 관찰했습니다. 고초균 생물계면활성제 A1의 LC50 값은 유충 상태(즉, 유충 I, II, III, IV 및 번데기 단계)에 따라 각각 3.58, 4.92, 5.37, 7.10 및 7.99 mg/L였습니다. 이에 비해, 슈도모나스 스투체리(Pseudomonas stutzeri) NA3의 유충 1~4단계와 번데기 단계에 사용된 생물계면활성제는 각각 2.61, 3.68, 4.48, 5.55, 6.99 mg/L였습니다. 생존한 유충과 번데기의 지연된 생물계절학적 변화는 살충제 처리로 인한 심각한 생리적 및 대사적 장애의 결과로 여겨집니다.
위커하모미세스 아노말루스(Wickerhamomyces anomalus) CCMA 0358 균주는 이집트숲모기(Aedes mosquitoes)에 대해 100% 살충 활성을 가진 생물계면활성제를 생성합니다. 24시간 간격(38)은 실바(Silva) 등이 보고한 것보다 높았습니다. 해바라기유를 탄소원으로 사용하여 녹농균(Pseudomonas aeruginosa)에서 생산된 생물계면활성제는 48시간 이내에 유충을 100% 사멸시키는 것으로 나타났습니다. 67 또한 아비나야(Abinaya) 등72과 프라단(Pradhan) 등73은 바실러스(Bacillus) 속의 여러 분리균주에서 생성된 계면활성제의 살충 또는 유충 효과를 입증했습니다. 센틸-나단(Senthil-Nathan) 등이 이전에 발표한 연구에 따르면 식물 석호에 노출된 모기 유충은 모두 사망할 가능성이 높습니다. 74.
살충제가 곤충 생물학에 미치는 준치사 효과를 평가하는 것은 통합 해충 관리 프로그램에서 매우 중요합니다. 준치사량/농도는 곤충을 죽이지는 않지만 생물학적 특성을 교란시켜 미래 세대의 곤충 개체수를 감소시킬 수 있기 때문입니다.10 Siqueira 외 연구진은 람노리피드 생물계면활성제(300mg/ml)를 50~300mg/ml의 다양한 농도에서 시험했을 때 완전한 살유충 활성(100% 치사율)을 관찰했습니다. 이집트숲모기(Aedes aegypti) 균주의 유충 단계. 그들은 유충의 생존 및 유영 활동에 대한 사망 시간과 준치사 농도의 영향을 분석했습니다. 또한, 준치사 농도의 생물계면활성제(예: 50mg/mL 및 100mg/mL)에 24~48시간 노출된 후 유영 속도가 감소하는 것을 관찰했습니다. 준치사 효과가 유망한 독극물은 노출된 해충에게 복합적인 피해를 유발하는 데 더 효과적인 것으로 여겨집니다.76
우리 결과에 대한 조직학적 관찰은 Enterobacter cloacae SJ2가 생성하는 생물계면활성제가 모기(Cx. quinquefasciatus)와 흰개미(O. obesus) 유충의 조직을 상당히 변화시킨다는 것을 시사한다. Ochola77은 An. gambiaes.s와 An. arabica에서 바질 오일을 처리했을 때 유사한 이상이 발생했다고 보고했다. Kamaraj et al.78도 An. Stephanie의 유충을 금 나노입자에 노출시켰을 때 동일한 형태학적 이상을 보고했다. Vasantha-Srinivasan et al.79도 양치기 지갑 에센셜 오일이 Aedes albopictus와 Aedes aegypti의 방과 상피층을 심각하게 손상시켰다고 보고했다. Raghavendran et al.은 모기 유충에 국소 Penicillium 균류의 균사체 추출물 500mg/ml을 처리했다고 보고했다. 모기 유충은 심각한 조직학적 손상을 보였다. aegypti와 Cx. 사망률 80. 이전에 Abinaya 등은 An의 4령 유충을 연구했습니다. Stephensi와 Ae. aegypti는 B. licheniformis 외다당류로 처리한 Aedes aegypti에서 위맹장, 근위축, 신경삭 신경절 손상 및 무질서를 포함한 수많은 조직학적 변화를 발견했습니다72. Raghavendran 등에 따르면, P. daleae 균사체 추출물로 처리한 후, 시험 대상 모기(4령 유충)의 중장 세포는 장 내강의 부종, 세포간 내용물의 감소, 그리고 핵의 변성을 보였습니다81. 에키나세아 잎 추출물로 처리한 모기 유충에서도 동일한 조직학적 변화가 관찰되었으며, 이는 처리된 화합물의 살충 잠재력을 시사합니다50.
ECOSAR 소프트웨어의 사용은 국제적으로 인정받고 있습니다.82. 최근 연구에 따르면 ECOSAR 생물계면활성제가 미세조류(C. vulgaris), 어류 및 물벼룩(D. magna)에 미치는 급성 독성은 유엔이 정의한 "독성" 범주에 속하는 것으로 나타났습니다.83. ECOSAR 생태독성 모델은 SAR과 QSAR을 사용하여 물질의 급성 및 장기 독성을 예측하며, 유기 오염물질의 독성 예측에도 자주 사용됩니다.82,84
이 연구에 사용된 파라포름알데히드, 인산나트륨 완충액(pH 7.4) 및 기타 모든 화학물질은 인도의 HiMedia Laboratories에서 구입했습니다.
생물계면활성제 생산은 1% 원유를 유일한 탄소원으로 첨가한 200 mL의 멸균 Bushnell Haas 배지가 담긴 500 mL 삼각 플라스크에서 수행되었습니다. 엔테로박터 클로아케 SJ2(1.4 × 104 CFU/ml) 전배양액을 접종하고 오비탈 진탕기에서 37°C, 200 rpm으로 7일 동안 배양했습니다. 배양 후, 배양액을 4°C에서 3400×g로 20분간 원심분리하여 생물계면활성제를 추출하고, 얻어진 상층액을 스크리닝에 사용했습니다. 생물계면활성제의 최적화 절차 및 특성 분석은 이전 연구26에서 참고했습니다.
Culex quinquefasciatus 유충은 인도 타밀나두주 팔란치페타이 소재 해양생물고등연구센터(CAS)에서 입수했습니다. 유충은 탈이온수가 채워진 플라스틱 용기에서 27±2°C의 온도와 12:12 광주기(명:암)로 사육했습니다. 모기 유충에게는 10% 포도당 용액을 먹였습니다.
Culex quinquefasciatus 유충은 개방형 및 보호되지 않은 정화조에서 발견되었습니다. 실험실에서 유충을 식별하고 배양하기 위해 표준 분류 지침을 사용하십시오. 살충 시험은 세계 보건 기구의 권장 사항에 따라 수행되었습니다. SH. Quinquefasciatus의 4령 유충은 용량의 2/3의 공기 간격을 두고 25ml와 50ml 그룹으로 밀폐된 튜브에 수집했습니다. 생물 계면활성제(0~50mg/ml)를 각 튜브에 개별적으로 첨가하고 25°C에서 보관했습니다. 대조 튜브에는 증류수(50ml)만 사용했습니다. 죽은 유충은 배양 기간(12~48시간) 동안 유영의 징후를 보이지 않은 것으로 간주했습니다. 방정식을 사용하여 유충 사망률을 계산하십시오. (1)88.
영어: Odontotermitidae과에는 인도 흰개미 Odontotermes obesus가 포함되며, 이 흰개미는 인도 Annamalai 대학교 농업 캠퍼스의 썩은 통나무에서 발견됩니다. 이 생물 계면활성제(0~50mg/ml)가 유해한지 확인하기 위해 일반적인 절차를 사용하여 시험합니다. 층류에서 30분 동안 건조한 후, 각 Whatman 종이 조각에 30, 40 또는 50mg/ml 농도의 생물 계면활성제를 코팅합니다. 사전 코팅된 종이 조각과 코팅되지 않은 종이 조각을 페트리 접시 중앙에서 시험하고 비교합니다. 각 페트리 접시에는 약 30마리의 활성 흰개미 O. obesus가 들어 있습니다. 대조군과 시험 흰개미에게 젖은 종이를 먹이로 제공했습니다. 모든 접시는 배양 기간 동안 실온에서 유지되었습니다. 흰개미는 12, 24, 36 및 48시간 후에 죽었습니다.89,90 그런 다음 방정식 1을 사용하여 다른 생물 계면활성제 농도에서 흰개미 사망률의 백분율을 추정했습니다. (2).
샘플은 얼음 위에 보관하고 0.1M 인산나트륨 완충액(pH 7.4) 100ml가 담긴 마이크로튜브에 담아 인도 타밀나두주, 마일라두투라이주 시르칼리 소재 라지브 간디 양식센터(RGCA) 조직학 연구실 산하 중앙양식병리학연구실(CAPL)로 보내 추가 분석을 실시했습니다. 샘플은 즉시 4% 파라포름알데히드에 37°C에서 48시간 동안 고정했습니다.
고정 단계 후, 물질을 0.1 M 인산나트륨 완충액(pH 7.4)으로 세 번 세척하고, 에탄올에서 단계적으로 탈수시킨 후 LEICA 수지에 7일 동안 담가 두었습니다. 그런 다음, 물질을 수지와 중합제가 채워진 플라스틱 몰드에 넣고, 물질이 포함된 블록이 완전히 중합될 때까지 37°C로 가열된 오븐에 넣습니다.
중합 후, 블록을 LEICA RM2235 마이크로톰(Rankin Biomedical Corporation 10,399 Enterprise Dr. Davisburg, MI 48,350, USA)을 사용하여 3 mm 두께로 절단했습니다. 절편은 슬라이드에 그룹화하여 각 슬라이드당 6개의 절편으로 나누었습니다. 슬라이드를 실온에서 건조시킨 후, 헤마톡실린으로 7분간 염색하고 흐르는 물에 4분간 세척했습니다. 또한, 에오신 용액을 피부에 5분간 도포하고 흐르는 물에 5분간 헹구었습니다.
급성 독성은 다양한 열대 수역의 수생 생물을 이용하여 예측했습니다. 96시간 어류 LC50, 48시간 D. magna LC50, 그리고 96시간 녹조류 EC50을 사용했습니다. 람노리피드 생물계면활성제의 어류 및 녹조류 독성은 미국 환경보호청(EPA)에서 개발한 Windows용 ECOSAR 소프트웨어 버전 2.2를 사용하여 평가했습니다. (https://www.epa.gov/tsca-screening-tools/ecological-struct-activity-relationships-ecosar-predictive-model에서 온라인으로 확인 가능).
모든 살유충 및 흰개미 방제 활성 시험은 3회 반복하여 수행되었다. 유충 및 흰개미 사망률 데이터에 대한 비선형 회귀 분석(용량 반응 변수의 로그)을 수행하여 95% 신뢰구간을 갖는 중앙치사농도(LC50)를 계산하였고, 농도 반응 곡선은 Prism®(버전 8.0, GraphPad Software) Inc., USA) 84, 91을 사용하여 작성되었다.
본 연구는 엔테로박터 클로아케 SJ2(Enterobacter cloacae SJ2)가 생성하는 미생물 생물계면활성제가 모기 유충 살충 및 흰개미 방제제로서의 잠재력을 보여주며, 이 연구는 유충 살충 및 흰개미 방제 작용 기전을 더 잘 이해하는 데 기여할 것이다. 생물계면활성제로 처리된 유충의 조직학적 연구에서 소화관, 중장, 대뇌 피질 및 장 상피세포의 과형성이 손상되었다. 결과: 엔테로박터 클로아케 SJ2가 생성하는 람노리피드 생물계면활성제의 흰개미 방제 및 유충 살충 활성에 대한 독성학적 평가 결과, 이 분리균은 모기(Cx quinquefasciatus)와 흰개미(O. obesus)의 매개체 매개 질병을 방제하는 잠재적인 생물살충제임을 보여주었다. 생물계면활성제의 근본적인 환경 독성과 잠재적 환경 영향을 이해할 필요가 있다. 본 연구는 생물계면활성제의 환경적 위해성을 평가하기 위한 과학적 근거를 제공한다.
게시 시간: 2024년 4월 9일