Kanggo efektifngontrol nyamuklan ngurangi kedadeyan penyakit sing digawa, dibutuhake alternatif pestisida kimia sing strategis, lestari, lan ramah lingkungan. Kita ngevaluasi tepung wiji saka Brassicaceae (kulawarga Brassica) tartamtu minangka sumber isotiosianat asal tanduran sing diasilake dening hidrolisis enzimatik glukosinolat sing ora aktif sacara biologis kanggo digunakake ing kontrol Aedes Mesir (L., 1762). Tepung wiji sing dikurangi lemaké limang (Brassica juncea (L) Czern., 1859, Lepidium sativum L., 1753, Sinapis alba L., 1753, Thlaspi arvense L., 1753 lan Thlaspi arvense – telung jinis utama inaktivasi termal lan degradasi enzimatik Produk kimia Kanggo nemtokake keracunan (LC50) alil isotiosianat, benzil isotiosianat lan 4-hidroksibenzilisotiosianat marang larva Aedes aegypti ing paparan 24 jam = 0,04 g/120 ml dH2O). Nilai LC50 kanggo sawi, sawi putih lan buntut jaran. Tepung wiji yaiku 0,05, 0,08 lan 0,05 dibandhingake karo alil isotiosianat (LC50 = 19,35 ppm) lan 4. -Hidroksibenzilisotiosianat (LC50 = 55,41 ppm) luwih beracun kanggo larva sajrone 24 jam sawise perawatan tinimbang 0,1 g/120 ml dH2O. Asil kasebut konsisten karo produksi tepung wiji alfalfa. Efisiensi benzil ester sing luwih dhuwur cocog karo nilai LC50 sing diitung. Nggunakake tepung wiji bisa nyedhiyakake cara sing efektif kanggo ngontrol nyamuk. efektifitas bubuk wiji cruciferous lan komponen kimia utama nglawan larva nyamuk lan nuduhake kepiye senyawa alami ing bubuk wiji cruciferous bisa dadi larvisida sing ramah lingkungan kanggo ngontrol nyamuk.
Penyakit sing ditularake liwat vektor sing disebabake dening nyamuk Aedes tetep dadi masalah kesehatan masyarakat global sing utama. Insiden penyakit sing ditularake liwat nyamuk nyebar sacara geografis1,2,3 lan muncul maneh, sing nyebabake wabah penyakit parah4,5,6,7. Penyebaran penyakit ing antarane manungsa lan kewan (kayata, chikungunya, dengue, demam Rift Valley, demam kuning lan virus Zika) durung tau ana sadurunge. Demam dengue wae ndadekake kira-kira 3,6 milyar wong kena risiko infeksi ing wilayah tropis, kanthi kira-kira 390 yuta infeksi kedadeyan saben taun, sing nyebabake 6.100-24.300 kematian saben taun8. Muncule maneh lan wabah virus Zika ing Amerika Selatan wis narik kawigaten ing saindenging jagad amarga kerusakan otak sing disebabake ing bocah-bocah sing lair saka wanita sing kena infeksi2. Kremer et al 3 prédhiksi manawa jangkauan geografis nyamuk Aedes bakal terus berkembang lan ing taun 2050, setengah saka populasi donya bakal kena risiko infeksi dening arbovirus sing ditularake liwat nyamuk.
Kejaba vaksin sing nembe dikembangake kanggo nglawan demam berdarah lan demam kuning, vaksin kanggo sebagian besar penyakit sing ditularake nyamuk durung dikembangake9,10,11. Vaksin isih kasedhiya kanthi jumlah winates lan mung digunakake ing uji klinis. Pengendalian vektor nyamuk nggunakake insektisida sintetis wis dadi strategi kunci kanggo ngontrol panyebaran penyakit sing ditularake nyamuk12,13. Sanajan pestisida sintetis efektif kanggo mateni nyamuk, panggunaan pestisida sintetis sing terus-terusan mengaruhi organisme non-target lan ngrusak lingkungan14,15,16. Sing luwih nguwatirake yaiku tren tambah resistensi nyamuk marang insektisida kimia17,18,19. Masalah kasebut sing ana gandhengane karo pestisida wis nyepetake panelusuran alternatif sing efektif lan ramah lingkungan kanggo ngontrol vektor penyakit.
Maneka warna tanduran wis dikembangake minangka sumber fitopestisida kanggo pengendalian hama20,21. Zat tanduran umume ramah lingkungan amarga bisa diurai sacara biologis lan nduweni keracunan sing sithik utawa bisa diabaikan kanggo organisme non-target kayata mamalia, iwak, lan amfibi20,22. Preparat herbal dikenal ngasilake macem-macem senyawa bioaktif kanthi mekanisme aksi sing beda-beda kanggo ngontrol tahapan urip nyamuk sing beda-beda kanthi efektif23,24,25,26. Senyawa sing asale saka tanduran kayata lenga atsiri lan bahan aktif tanduran liyane wis entuk perhatian lan mbukak dalan kanggo alat inovatif kanggo ngontrol vektor nyamuk. Lenga atsiri, monoterpen, lan seskuiterpen tumindak minangka penolak, pencegah mangan, lan ovisida27,28,29,30,31,32,33. Akeh lenga sayur sing nyebabake pati larva, pupa, lan wong diwasa34,35,36, sing mengaruhi sistem saraf, pernapasan, endokrin, lan sistem serangga penting liyane37.
Panliten anyar wis menehi wawasan babagan potensi panggunaan tanduran sawi lan wijine minangka sumber senyawa bioaktif. Tepung wiji sawi wis diuji minangka biofumigan38,39,40,41 lan digunakake minangka amandemen lemah kanggo nyuda gulma42,43,44 lan ngontrol patogen tanduran sing ana ing lemah45,46,47,48,49,50, nutrisi tanduran. nematoda 41,51, 52, 53, 54 lan hama 55, 56, 57, 58, 59, 60. Aktivitas fungisida saka bubuk wiji iki disebabake dening senyawa pelindung tanduran sing diarani isothiocyanates38,42,60. Ing tanduran, senyawa pelindung iki disimpen ing sel tanduran ing bentuk glukosinolat non-bioaktif. Nanging, nalika tanduran rusak amarga dipakani serangga utawa infeksi patogen, glukosinolat dihidrolisis dening myrosinase dadi isothiocyanates bioaktif55,61. Isothiocyanates minangka senyawa volatil sing dikenal nduweni aktivitas antimikroba lan insektisida spektrum sing amba, lan struktur, aktivitas biologis, lan kandungane beda-beda banget ing antarane spesies Brassicaceae42,59,62,63.
Senajan isotiosianat sing asale saka glepung wiji sawi dikenal nduweni aktivitas insektisida, data babagan aktivitas biologis nglawan vektor artropoda sing penting sacara medis isih kurang. Panliten kita nyinaoni aktivitas larvisida saka papat bubuk wiji sing dikurangi lemak nglawan nyamuk Aedes. Larva Aedes aegypti. Tujuan saka panliten iki yaiku kanggo ngevaluasi potensi panggunaan minangka biopestisida sing ramah lingkungan kanggo ngontrol nyamuk. Telung komponen kimia utama saka glepung wiji, alil isotiosianat (AITC), benzil isotiosianat (BITC), lan 4-hidroksibenzilisotiosianat (4-HBITC) uga diuji kanggo nguji aktivitas biologis komponen kimia kasebut ing larva nyamuk. Iki minangka laporan pertama sing ngevaluasi efektifitas papat bubuk wiji kubis lan komponen kimia utama nglawan larva nyamuk.
Koloni laboratorium Aedes aegypti (galur Rockefeller) dijaga ing suhu 26°C, kelembapan relatif (RH) 70% lan 10:14 jam (fotoperiode L:D). Betina sing kawin dilebokake ing kandhang plastik (dhuwur 11 cm lan diameter 9,5 cm) lan diwenehi panganan liwat sistem pakan botol nggunakake getih sapi sitrat (HemoStat Laboratories Inc., Dixon, CA, USA). Pakan getih ditindakake kaya biasane nggunakake pengumpan multi-kaca membran (Chemglass, Life Sciences LLC, Vineland, NJ, USA) sing disambungake menyang tabung banyu sing sirkulasi (HAAKE S7, Thermo-Scientific, Waltham, MA, USA) kanthi kontrol suhu 37 °C. Regangkan film Parafilm M ing sisih ngisor saben ruang pakan kaca (area 154 mm2). Saben pengumpan banjur diselehake ing kisi ndhuwur sing nutupi kandhang sing ngemot betina sing kawin. Kira-kira 350–400 μl getih sapi ditambahake menyang corong kaca pengumpan nggunakake pipet Pasteur (Fisherbrand, Fisher Scientific, Waltham, MA, USA) lan cacing diwasa diidini nguras paling ora sak jam. Cacing wadon sing lagi meteng banjur diwenehi larutan sukrosa 10% lan diidini ngendhog ing kertas saring lembab sing dilapisi cangkir soufflé ultra-bening individu (ukuran 1,25 fl oz, Dart Container Corp., Mason, MI, USA). kandhang nganggo banyu. Selehake kertas saring sing ngemot endhog ing kantong sing disegel (SC Johnsons, Racine, WI) lan simpen ing suhu 26°C. Endhog-endhog kasebut netes lan kira-kira 200–250 larva digedhekake ing tray plastik sing ngemot campuran panganan terwelu (ZuPreem, Premium Natural Products, Inc., Mission, KS, USA) lan bubuk ati (MP Biomedicals, LLC, Solon, OH, USA). lan fillet iwak (TetraMin, Tetra GMPH, Meer, Jerman) kanthi rasio 2:1:1. Larva instar katelu pungkasan digunakake ing bioassay kita.
Bahan wiji tanduran sing digunakake ing panliten iki dijupuk saka sumber komersial lan pemerintah ing ngisor iki: Brassica juncea (mustard coklat-Pacific Gold) lan Brassica juncea (mustard putih-Ida Gold) saka Pacific Northwest Farmers' Cooperative, Washington State, USA; (Garden Cress) saka Kelly Seed and Hardware Co., Peoria, IL, USA lan Thlaspi arvense (Field Pennycress-Elisabeth) saka USDA-ARS, Peoria, IL, USA; Ora ana wiji sing digunakake ing panliten iki sing diobati nganggo pestisida. Kabeh bahan wiji diolah lan digunakake ing panliten iki miturut peraturan lokal lan nasional lan miturut kabeh peraturan negara bagian lan nasional lokal sing relevan. Panliten iki ora nliti varietas tanduran transgenik.
Wiji Brassica juncea (PG), Alfalfa (Ls), Mustard Putih (IG), Thlaspi arvense (DFP) digiling dadi bubuk alus nggunakake pabrik ultrasentrifugal Retsch ZM200 (Retsch, Haan, Jerman) sing dilengkapi bolong 0,75 mm lan rotor baja tahan karat, 12 untu, 10.000 rpm (Tabel 1). Bubuk wiji sing wis digiling dipindhah menyang bidal kertas lan dikurangi lemak nganggo heksana ing piranti Soxhlet sajrone 24 jam. Subsampel mustar lapangan sing wis dikurangi lemak dipanasake ing suhu 100 °C sajrone 1 jam kanggo ngenyahke mirosinase lan nyegah hidrolisis glukosinolat kanggo mbentuk isotiosianat sing aktif sacara biologis. Bubuk wiji buntut jaran sing dipanaske (DFP-HT) digunakake minangka kontrol negatif kanthi ngenyahke mirosinase.
Kandungan glukosinolat saka tepung wiji sing wis diilangi lemak ditemtokake kaping telu nggunakake kromatografi cair kinerja dhuwur (HPLC) miturut protokol sing diterbitake sadurunge 64. Secara ringkes, 3 mL metanol ditambahake menyang sampel 250 mg bubuk wiji sing wis diilangi lemak. Saben sampel disonikasi ing bak banyu sajrone 30 menit lan ditinggal ing peteng ing suhu 23°C sajrone 16 jam. Alikuot 1 mL saka lapisan organik banjur disaring liwat filter 0,45 μm menyang autosampler. Mlaku ing sistem Shimadzu HPLC (rong pompa LC 20AD; autosampler SIL 20A; degasser DGU 20As; detektor SPD-20A UV-VIS kanggo pemantauan ing 237 nm; lan modul bus komunikasi CBM-20A), kandungan glukosinolat saka tepung wiji ditemtokake kaping telu. nggunakake piranti lunak Shimadzu LC Solution versi 1.25 (Shimadzu Corporation, Columbia, MD, USA). Kolom kasebut yaiku kolom fase terbalik C18 Inertsil (250 mm × 4,6 mm; RP C-18, ODS-3, 5u; GL Sciences, Torrance, CA, USA). Kondisi fase gerak awal disetel ing 12% metanol/88% 0,01 M tetrabutilammonium hidroksida ing banyu (TBAH; Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA) kanthi laju aliran 1 mL/menit. Sawise injeksi 15 μl sampel, kondisi awal dijaga sajrone 20 menit, banjur rasio pelarut diatur dadi 100% metanol, kanthi wektu analisis sampel total 65 menit. Kurva standar (adhedhasar nM/mAb) digawe kanthi pengenceran serial standar sinapine, glukosinolat, lan mirosin sing nembe disiapake (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA) kanggo ngira-ira kandungan sulfur saka tepung wiji sing dikurangi lemak. glukosinolat. Konsentrasi glukosinolat ing sampel diuji ing Agilent 1100 HPLC (Agilent, Santa Clara, CA, USA) nggunakake versi OpenLAB CDS ChemStation (C.01.07 SR2 [255]) sing dilengkapi kolom sing padha lan nggunakake metode sing wis diterangake sadurunge. Konsentrasi glukosinolat ditemtokake; bisa dibandhingake antarane sistem HPLC.
Alil isotiosianat (94%, stabil) lan benzil isotiosianat (98%) dituku saka Fisher Scientific (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA). 4-Hydroxybenzylisothiocyanate dituku saka ChemCruz (Santa Cruz Biotechnology, CA, USA). Nalika dihidrolisis sacara enzimatik dening mirosinase, glukosinolat, glukosinolat, lan glukosinolat mbentuk alil isotiosianat, benzil isotiosianat, lan 4-hidroksibenzylisothiocyanate.
Bioassay laboratorium ditindakake miturut metode Muturi et al. 32 kanthi modifikasi. Lima pakan wiji rendah lemak digunakake ing panliten iki: DFP, DFP-HT, IG, PG lan Ls. Rong puluh larva dilebokake ing gelas kimia telung arah 400 mL (VWR International, LLC, Radnor, PA, USA) sing ngemot 120 mL banyu deionisasi (dH2O). Pitu konsentrasi tepung wiji diuji kanggo keracunan larva nyamuk: 0,01, 0,02, 0,04, 0,06, 0,08, 0,1 lan 0,12 g tepung wiji/120 ml dH2O kanggo tepung wiji DFP, DFP-HT, IG lan PG. Bioassay awal nuduhake yen glepung wiji Ls sing dikurangi lemak luwih beracun tinimbang papat glepung wiji liyane sing diuji. Mulane, kita nyetel pitung konsentrasi perlakuan tepung wiji Ls menyang konsentrasi ing ngisor iki: 0,015, 0,025, 0,035, 0,045, 0,055, 0,065, lan 0,075 g/120 mL dH2O.
Klompok kontrol sing ora diobati (dH20, tanpa suplemen tepung wiji) dilebokake kanggo netepake kematian serangga normal ing kahanan uji coba. Bioassay toksikologis kanggo saben tepung wiji kalebu telung gelas kimia telung lereng (20 larva instar katelu pungkasan saben gelas kimia), kanthi total 108 vial. Wadhah sing diobati disimpen ing suhu kamar (20-21°C) lan kematian larva dicathet sajrone 24 lan 72 jam paparan terus-terusan marang konsentrasi perawatan. Yen awak lan pelengkap nyamuk ora obah nalika ditusuk utawa didemek nganggo spatula baja tahan karat tipis, larva nyamuk dianggep mati. Larva sing mati biasane tetep ora obah ing posisi dorsal utawa ventral ing sisih ngisor wadhah utawa ing permukaan banyu. Eksperimen kasebut diulang kaping telu ing dina sing beda nggunakake klompok larva sing beda, kanthi total 180 larva sing kapapar saben konsentrasi perawatan.
Toksisitas AITC, BITC, lan 4-HBITC marang larva nyamuk ditaksir nggunakake prosedur bioassay sing padha nanging kanthi perawatan sing beda. Siapke larutan stok 100.000 ppm kanggo saben bahan kimia kanthi nambahake 100 µL bahan kimia menyang 900 µL etanol absolut ing tabung centrifuge 2-mL lan dikocok sajrone 30 detik supaya rata. Konsentrasi perawatan ditemtokake adhedhasar bioassay awal, sing nemokake BITC luwih beracun tinimbang AITC lan 4-HBITC. Kanggo nemtokake toksisitas, 5 konsentrasi BITC (1, 3, 6, 9 lan 12 ppm), 7 konsentrasi AITC (5, 10, 15, 20, 25, 30 lan 35 ppm) lan 6 konsentrasi 4-HBITC (15, 15, 20, 25, 30 lan 35 ppm). (30, 45, 60, 75 lan 90 ppm). Perawatan kontrol diinjeksi nganggo 108 μL etanol absolut, sing padha karo volume maksimum perawatan kimia. Bioassay diulang kaya ing ndhuwur, nuduhake total 180 larva saben konsentrasi perawatan. Mortalitas larva dicathet kanggo saben konsentrasi AITC, BITC, lan 4-HBITC sawise 24 jam paparan terus-terusan.
Analisis probit saka 65 data mortalitas sing ana gandhengane karo dosis ditindakake nggunakake piranti lunak Polo (Polo Plus, LeOra Software, versi 1.0) kanggo ngetung konsentrasi letal 50% (LC50), konsentrasi letal 90% (LC90), kemiringan, koefisien dosis letal, lan konsentrasi letal 95%. adhedhasar interval kapercayan kanggo rasio dosis letal kanggo konsentrasi log-transformed lan kurva mortalitas dosis. Data mortalitas adhedhasar data ulangan gabungan saka 180 larva sing kapapar saben konsentrasi perawatan. Analisis probabilistik ditindakake kanthi kapisah kanggo saben tepung wiji lan saben komponen kimia. Adhedhasar interval kapercayan 95% saka rasio dosis letal, toksisitas tepung wiji lan konstituen kimia kanggo larva nyamuk dianggep beda sacara signifikan, mula interval kapercayan sing ngemot nilai 1 ora beda sacara signifikan, P = 0,0566.
Asil HPLC kanggo nemtokake glukosinolat utama ing glepung wiji sing dikurangi lemak DFP, IG, PG lan Ls kadhaptar ing Tabel 1. Glukosinolat utama ing glepung wiji sing diuji beda-beda kajaba DFP lan PG, sing loro-lorone ngandhut glukosinolat myrosinase. Kandungan myrosinin ing PG luwih dhuwur tinimbang ing DFP, 33,3 ± 1,5 lan 26,5 ± 0,9 mg/g. Bubuk wiji Ls ngandhut 36,6 ± 1,2 mg/g glukoglikon, dene bubuk wiji IG ngandhut 38,0 ± 0,5 mg/g sinapine.
Larva nyamuk Ae. Aedes aegypti mati nalika diobati nganggo tepung wiji sing dikurangi lemak, sanajan efektifitas perawatan kasebut beda-beda gumantung saka spesies tanduran. Mung DFP-NT sing ora beracun kanggo larva nyamuk sawise 24 lan 72 jam paparan (Tabel 2). Toksisitas bubuk wiji aktif mundhak kanthi konsentrasi sing saya tambah (Gambar 1A, B). Toksisitas tepung wiji kanggo larva nyamuk beda-beda sacara signifikan adhedhasar 95% CI saka rasio dosis letal saka nilai LC50 ing penilaian 24 jam lan 72 jam (Tabel 3). Sawise 24 jam, efek beracun tepung wiji Ls luwih gedhe tinimbang perawatan tepung wiji liyane, kanthi aktivitas paling dhuwur lan toksisitas maksimum kanggo larva (LC50 = 0,04 g/120 ml dH2O). Larva kurang sensitif marang DFP sajrone 24 jam dibandhingake karo perawatan bubuk wiji IG, Ls lan PG, kanthi nilai LC50 0,115, 0,04 lan 0,08 g/120 ml dH2O, sing sacara statistik luwih dhuwur tinimbang nilai LC50. 0,211 g/120 ml dH2O (Tabel 3). Nilai LC90 saka DFP, IG, PG lan Ls yaiku 0,376, 0,275, 0,137 lan 0,074 g/120 ml dH2O (Tabel 2). Konsentrasi DPP paling dhuwur yaiku 0,12 g/120 ml dH2O. Sawise 24 jam penilaian, rata-rata kematian larva mung 12%, dene rata-rata kematian larva IG lan PG tekan 51% lan 82%. Sawisé 24 jam evaluasi, rata-rata kematian larva kanggo perawatan konsentrasi paling dhuwur saka tepung wiji Ls (0,075 g/120 ml dH2O) yaiku 99% (Gambar 1A).
Kurva mortalitas diestimasikake saka respon dosis (Probit) larva Ae. Mesir (larva instar kaping 3) marang konsentrasi tepung wiji 24 jam (A) lan 72 jam (B) sawise perawatan. Garis putus-putus nggambarake LC50 saka perawatan tepung wiji. DFP Thlaspi arvense, DFP-HT Thlaspi arvense sing diinaktivasi panas, IG Sinapsis alba (Ida Gold), PG Brassica juncea (Pacific Gold), Ls Lepidium sativum.
Ing evaluasi 72 jam, nilai LC50 saka tepung wiji DFP, IG, lan PG yaiku 0,111, 0,085, lan 0,051 g/120 ml dH2O. Meh kabeh larva sing kena tepung wiji Ls mati sawise 72 jam paparan, mula data mortalitas ora konsisten karo analisis Probit. Dibandhingake karo tepung wiji liyane, larva kurang sensitif marang perawatan tepung wiji DFP lan duwe nilai LC50 sing luwih dhuwur sacara statistik (Tabel 2 lan 3). Sawise 72 jam, nilai LC50 kanggo perawatan tepung wiji DFP, IG, lan PG diestimasikake dadi 0,111, 0,085, lan 0,05 g/120 ml dH2O. Sawise 72 jam evaluasi, nilai LC90 saka bubuk wiji DFP, IG, lan PG yaiku 0,215, 0,254, lan 0,138 g/120 ml dH2O. Sawisé 72 jam evaluasi, rata-rata kematian larva kanggo perawatan tepung wiji DFP, IG, lan PG kanthi konsentrasi maksimum 0,12 g/120 ml dH2O yaiku 58%, 66%, lan 96% (Gambar 1B). Sawisé evaluasi 72 jam, tepung wiji PG ditemokake luwih beracun tinimbang tepung wiji IG lan DFP.
Isothiocyanate sintetik, alil isothiocyanate (AITC), benzil isothiocyanate (BITC) lan 4-hidroksibenzilisothiocyanate (4-HBITC) bisa mateni larva nyamuk kanthi efektif. Sajrone 24 jam sawise perawatan, BITC luwih beracun kanggo larva kanthi nilai LC50 5,29 ppm dibandhingake karo 19,35 ppm kanggo AITC lan 55,41 ppm kanggo 4-HBITC (Tabel 4). Dibandhingake karo AITC lan BITC, 4-HBITC nduweni toksisitas sing luwih murah lan nilai LC50 sing luwih dhuwur. Ana bedane sing signifikan ing toksisitas larva nyamuk saka rong isothiocyanate utama (Ls lan PG) ing tepung wiji sing paling kuat. Toksisitas adhedhasar rasio dosis letal saka nilai LC50 antarane AITC, BITC, lan 4-HBITC nuduhake bedane statistik saengga 95% CI saka rasio dosis letal LC50 ora kalebu nilai 1 (P = 0,05, Tabel 4). Konsentrasi paling dhuwur saka BITC lan AITC dikira-kira bisa mateni 100% larva sing dites (Gambar 2).
Kurva mortalitas diestimasikake saka respon dosis (Probit) Ae. 24 jam sawise perawatan, larva Mesir (larva instar kaping 3) tekan konsentrasi isotiosianat sintetik. Garis putus-putus nggambarake LC50 kanggo perawatan isotiosianat. Benzil isotiosianat BITC, alil isotiosianat AITC lan 4-HBITC.
Panggunaan biopestisida tanduran minangka agen kontrol vektor nyamuk wis suwe ditliti. Akeh tanduran sing ngasilake bahan kimia alami sing nduweni aktivitas insektisida37. Senyawa bioaktif kasebut nyedhiyakake alternatif sing menarik kanggo insektisida sintetis kanthi potensi gedhe kanggo ngontrol hama, kalebu nyamuk.
Tanduran sawi ditandur minangka tanduran kanggo wijine, digunakake minangka rempah-rempah lan sumber lenga. Nalika lenga sawi diekstrak saka wiji utawa nalika sawi diekstrak kanggo digunakake minangka biofuel, 69 produk sampingane yaiku tepung wiji sing dikurangi lemak. Tepung wiji iki nahan akeh komponen biokimia alami lan enzim hidrolitik. Keracunan tepung wiji iki disebabake dening produksi isotiosianat 55,60,61. Isotiosianat dibentuk dening hidrolisis glukosinolat dening enzim myrosinase sajrone hidrasi tepung wiji 38,55,70 lan dikenal duwe efek fungisida, bakterisida, nematisida lan insektisida, uga sifat liyane kalebu efek sensorik kimia lan sifat kemoterapi 61,62,70. Sawetara panliten nuduhake yen tanduran sawi lan tepung wiji tumindak efektif minangka fumigan nglawan lemah lan hama panganan sing disimpen 57,59,71,72. Ing panliten iki, kita ngevaluasi keracunan tepung wiji papat lan telung produk bioaktif AITC, BITC, lan 4-HBITC kanggo larva nyamuk Aedes. Aedes aegypti. Nambahake tepung wiji langsung menyang banyu sing ngemot larva nyamuk diarepake bakal ngaktifake proses enzimatik sing ngasilake isotiosianat sing beracun kanggo larva nyamuk. Biotransformasi iki dituduhake sebagian dening aktivitas larvisida sing diamati saka tepung wiji lan ilang aktivitas insektisida nalika tepung wiji sawi kerdil dipanasake sadurunge digunakake. Perawatan panas diarepake bakal ngrusak enzim hidrolitik sing ngaktifake glukosinolat, saengga nyegah pembentukan isotiosianat bioaktif. Iki minangka panliten pertama sing ngonfirmasi sifat insektisida bubuk wiji kubis nglawan nyamuk ing lingkungan akuatik.
Saka bubuk wiji sing diuji, bubuk wiji selada banyu (Ls) minangka sing paling beracun, nyebabake kematian Aedes albopictus sing dhuwur. Larva Aedes aegypti diproses terus-terusan sajrone 24 jam. Telung bubuk wiji sing isih ana (PG, IG lan DFP) duwe aktivitas sing luwih alon lan isih nyebabake kematian sing signifikan sawise 72 jam perawatan terus-terusan. Mung tepung wiji Ls sing ngemot jumlah glukosinolat sing signifikan, dene PG lan DFP ngemot myrosinase lan IG ngemot glukosinolat minangka glukosinolat utama (Tabel 1). Glukotropaeolin dihidrolisis dadi BITC lan sinalbine dihidrolisis dadi 4-HBITC61,62. Asil bioassay nuduhake yen tepung wiji Ls lan BITC sintetis beracun banget kanggo larva nyamuk. Komponen utama tepung wiji PG lan DFP yaiku myrosinase glukosinolat, sing dihidrolisis dadi AITC. AITC efektif kanggo mateni larva nyamuk kanthi nilai LC50 19,35 ppm. Dibandhingake karo AITC lan BITC, 4-HBITC isothiocyanate paling ora beracun kanggo larva. Sanajan AITC kurang beracun tinimbang BITC, nilai LC50-ne luwih murah tinimbang akeh lenga atsiri sing dites ing larva nyamuk32,73,74,75.
Bubuk wiji cruciferous kanggo digunakake nglawan larva nyamuk ngandhut siji glukosinolat utama, sing nyumbang luwih saka 98-99% saka total glukosinolat sing ditemtokake dening HPLC. Jumlah glukosinolat liyane sing dideteksi, nanging tingkatane kurang saka 0,3% saka total glukosinolat. Bubuk wiji selada air (L. sativum) ngandhut glukosinolat sekunder (sinigrin), nanging proporsine 1% saka total glukosinolat, lan isine isih ora signifikan (udakara 0,4 mg/g bubuk wiji). Sanajan PG lan DFP ngandhut glukosinolat utama (myrosin) sing padha, aktivitas larvisida saka tepung wiji beda-beda sacara signifikan amarga nilai LC50. Beda-beda ing keracunan marang jamur bubuk. Muncule larva Aedes aegypti bisa uga amarga beda aktivitas myrosinase utawa stabilitas antarane rong pakan wiji. Aktivitas myrosinase nduweni peran penting ing bioavailabilitas produk hidrolisis kayata isothiocyanates ing tanduran Brassicaceae76. Laporan sadurunge dening Pocock et al.77 lan Wilkinson et al.78 nuduhake manawa owah-owahan ing aktivitas lan stabilitas myrosinase uga bisa digandhengake karo faktor genetik lan lingkungan.
Kandungan isotiosianat bioaktif sing diarepake diitung adhedhasar nilai LC50 saben tepung wiji ing 24 lan 72 jam (Tabel 5) kanggo dibandhingake karo aplikasi kimia sing cocog. Sawise 24 jam, isotiosianat ing tepung wiji luwih beracun tinimbang senyawa murni. Nilai LC50 sing diitung adhedhasar bagean per yuta (ppm) saka perawatan wiji isotiosianat luwih murah tinimbang nilai LC50 kanggo aplikasi BITC, AITC, lan 4-HBITC. Kita mirsani larva ngonsumsi pelet tepung wiji (Gambar 3A). Akibate, larva bisa uga nampa paparan isotiosianat beracun sing luwih terkonsentrasi kanthi ngonsumsi pelet tepung wiji. Iki paling jelas ing perawatan tepung wiji IG lan PG ing paparan 24 jam, ing ngendi konsentrasi LC50 75% lan 72% luwih murah tinimbang perawatan AITC lan 4-HBITC murni. Perawatan Ls lan DFP luwih beracun tinimbang isotiosianat murni, kanthi nilai LC50 24% lan 41% luwih murah. Larva ing perawatan kontrol kasil dadi pupa (Gambar 3B), dene umume larva ing perawatan tepung wiji ora dadi pupa lan perkembangan larva telat sacara signifikan (Gambar 3B, D). Ing Spodopteralitura, isotiosianat digandhengake karo retardasi pertumbuhan lan keterlambatan perkembangan79.
Larva nyamuk Ae. Aedes aegypti terus-terusan kena bubuk wiji Brassica sajrone 24-72 jam. (A) Larva sing mati kanthi partikel tepung wiji ing cangkem (dibunderi); (B) Perawatan kontrol (dH20 tanpa tambahan tepung wiji) nuduhake yen larva tuwuh kanthi normal lan wiwit dadi kepompong sawise 72 jam (C, D) Larva sing diobati nganggo tepung wiji; tepung wiji nuduhake bedane perkembangan lan ora dadi kepompong.
Kita durung nyinaoni mekanisme efek beracun isotiosianat marang larva nyamuk. Nanging, panliten sadurunge ing semut geni abang (Solenopsis invicta) nuduhake yen inhibisi glutathione S-transferase (GST) lan esterase (EST) minangka mekanisme utama bioaktivitas isotiosianat, lan AITC, sanajan kanthi aktivitas sing sithik, uga bisa nyegah aktivitas GST. semut geni impor abang ing konsentrasi sing sithik. Dosis kasebut yaiku 0,5 µg/ml80. Kosok baline, AITC nyegah asetilkolinesterase ing kumbang jagung diwasa (Sitophilus zeamais)81. Panliten sing padha kudu ditindakake kanggo njlentrehake mekanisme aktivitas isotiosianat ing larva nyamuk.
Kita nggunakake perawatan DFP sing ora diaktifake panas kanggo ndhukung usulan manawa hidrolisis glukosinolat tanduran kanggo mbentuk isotiosianat reaktif dadi mekanisme kanggo ngontrol larva nyamuk kanthi tepung wiji sawi. Tepung wiji DFP-HT ora beracun ing tingkat aplikasi sing diuji. Lafarga et al. 82 nglaporake manawa glukosinolat sensitif marang degradasi ing suhu dhuwur. Perawatan panas uga diarepake bakal nggawe enzim myrosinase ing tepung wiji lan nyegah hidrolisis glukosinolat kanggo mbentuk isotiosianat reaktif. Iki uga dikonfirmasi dening Okunade et al. 75 sing nuduhake manawa myrosinase sensitif suhu, nuduhake manawa aktivitas myrosinase ora diaktifake kanthi lengkap nalika mustar, mustar ireng, lan wiji oyot getih kena suhu ndhuwur 80°C. Mekanisme kasebut bisa nyebabake ilang aktivitas insektisida saka tepung wiji DFP sing diolah panas.
Dadi, tepung wiji sawi lan telung isotiosianat utama iku beracun kanggo larva nyamuk. Amarga bedane antarane tepung wiji lan perawatan kimia iki, panggunaan tepung wiji bisa dadi cara sing efektif kanggo ngontrol nyamuk. Ana kabutuhan kanggo ngenali formulasi sing cocog lan sistem pangiriman sing efektif kanggo nambah efektifitas lan stabilitas panggunaan bubuk wiji. Asil panaliten nuduhake potensial panggunaan tepung wiji sawi minangka alternatif kanggo pestisida sintetis. Teknologi iki bisa dadi alat inovatif kanggo ngontrol vektor nyamuk. Amarga larva nyamuk tuwuh subur ing lingkungan akuatik lan glukosinolat tepung wiji diowahi kanthi enzimatik dadi isotiosianat aktif nalika hidrasi, panggunaan tepung wiji sawi ing banyu sing kebak nyamuk nawakake potensi kontrol sing signifikan. Sanajan aktivitas larvisida isotiosianat beda-beda (BITC > AITC > 4-HBITC), riset luwih lanjut dibutuhake kanggo nemtokake manawa nggabungake tepung wiji karo pirang-pirang glukosinolat kanthi sinergis nambah keracunan. Iki minangka panliten pertama sing nduduhake efek insektisida saka tepung wiji cruciferous sing dikurangi lemak lan telung isotiosianat bioaktif ing nyamuk. Asil saka panliten iki mbukak dalan anyar kanthi nuduhake yen tepung wiji kubis sing dikurangi lemak, produk sampingan saka ekstraksi lenga saka wiji, bisa dadi agen larvisida sing janjeni kanggo ngontrol nyamuk. Informasi iki bisa mbantu luwih lanjut panemuan agen biokontrol tanduran lan pangembangane minangka biopestisida sing murah, praktis, lan ramah lingkungan.
Kumpulan data sing digawe kanggo panliten iki lan analisis sing diasilake kasedhiya saka penulis sing cocog miturut panyuwunan sing cukup. Ing pungkasan panliten, kabeh bahan sing digunakake ing panliten (serangga lan tepung wiji) dirusak.
Wektu kiriman: 29 Juli 2024