कृत्रिम कीटनाशकों के व्यापक उपयोग से कई समस्याएं उत्पन्न हुई हैं, जिनमें प्रतिरोधी जीवों का उदय, पर्यावरण का क्षरण और मानव स्वास्थ्य को नुकसान शामिल हैं। इसलिए, नए सूक्ष्मजीवीकीटनाशकमानव स्वास्थ्य और पर्यावरण के लिए सुरक्षित बायोसरफैक्टेंट की तत्काल आवश्यकता है। इस अध्ययन में, एंटरोबैक्टर क्लोएसी एसजे2 द्वारा उत्पादित रहमनोलिपिड बायोसरफैक्टेंट का उपयोग मच्छर (क्यूलेक्स क्विनक्वेफैसिएटस) और दीमक (ओडोंटोटर्म्स ओबेसस) के लार्वा पर विषाक्तता का मूल्यांकन करने के लिए किया गया था। परिणामों से पता चला कि उपचारों के बीच मृत्यु दर खुराक पर निर्भर थी। दीमक और मच्छर के लार्वा बायोसरफैक्टेंट के लिए 48 घंटे पर LC50 (50% घातक सांद्रता) मान को नॉनलाइनियर रिग्रेशन कर्व फिटिंग विधि का उपयोग करके निर्धारित किया गया था। परिणामों से पता चला कि बायोसरफैक्टेंट की लार्वानाशक और दीमक-रोधी गतिविधि के 48 घंटे के LC50 मान (95% विश्वास अंतराल) क्रमशः 26.49 मिलीग्राम/लीटर (सीमा 25.40 से 27.57) और 33.43 मिलीग्राम/लीटर (सीमा 31.09 से 35.68) थे। ऊतक विकृति विज्ञान परीक्षण के अनुसार, बायोसरफैक्टेंट से उपचार करने पर लार्वा और दीमकों के ऑर्गेनेल ऊतकों को गंभीर क्षति पहुंची। इस अध्ययन के परिणाम दर्शाते हैं कि एंटरोबैक्टर क्लोएसी एसजे2 द्वारा उत्पादित माइक्रोबियल बायोसरफैक्टेंट, सीएक्स क्विनक्वेफैसिएटस और ओबेसस को नियंत्रित करने के लिए एक उत्कृष्ट और संभावित रूप से प्रभावी उपकरण है।
उष्णकटिबंधीय देशों में मच्छर जनित रोगों की संख्या बहुत अधिक है1। मच्छर जनित रोगों का महत्व व्यापक है। मलेरिया से प्रतिवर्ष 4 लाख से अधिक लोगों की मृत्यु होती है, और कुछ प्रमुख शहरों में डेंगू, पीत ज्वर, चिकनगुनिया और जीका जैसी गंभीर बीमारियों की महामारी फैली हुई है।2 दुनिया भर में हर छह संक्रमणों में से एक वेक्टर जनित रोग से जुड़ा है, जिनमें मच्छर सबसे अधिक मामलों का कारण बनते हैं3,4। क्यूलेक्स, एनोफिलीस और एडीज मच्छरों की तीन प्रजातियाँ हैं जो आमतौर पर रोग संचरण से जुड़ी होती हैं5। एडीज एजिप्टी मच्छर द्वारा प्रसारित संक्रमण डेंगू बुखार का प्रसार पिछले दशक में बढ़ा है और यह सार्वजनिक स्वास्थ्य के लिए एक महत्वपूर्ण खतरा है4,7,8। विश्व स्वास्थ्य संगठन (डब्ल्यूएचओ) के अनुसार, विश्व की 40% से अधिक आबादी डेंगू बुखार के जोखिम में है, और 100 से अधिक देशों में प्रतिवर्ष 50-10 करोड़ नए मामले सामने आते हैं9,10,11। डेंगू बुखार एक प्रमुख सार्वजनिक स्वास्थ्य समस्या बन गया है क्योंकि इसकी घटनाएं विश्व भर में बढ़ गई हैं12,13,14। एनोफेलेस गैम्बिया, जिसे आमतौर पर अफ्रीकी एनोफेलेस मच्छर के रूप में जाना जाता है, उष्णकटिबंधीय और उपोष्णकटिबंधीय क्षेत्रों में मानव मलेरिया का सबसे महत्वपूर्ण वाहक है15। वेस्ट नाइल वायरस, सेंट लुइस एन्सेफलाइटिस, जापानी एन्सेफलाइटिस और घोड़ों और पक्षियों के वायरल संक्रमण क्यूलेक्स मच्छरों द्वारा प्रसारित होते हैं, जिन्हें अक्सर सामान्य घरेलू मच्छर कहा जाता है। इसके अलावा, वे जीवाणु और परजीवी रोगों के भी वाहक हैं16। दुनिया में दीमक की 3,000 से अधिक प्रजातियां हैं, और वे 15 करोड़ वर्षों से अधिक समय से मौजूद हैं17। अधिकांश कीट मिट्टी में रहते हैं और लकड़ी और सेलूलोज़ युक्त लकड़ी के उत्पादों को खाते हैं। भारतीय दीमक ओडोंटोटर्म्स ओबेसस एक महत्वपूर्ण कीट है जो महत्वपूर्ण फसलों और वृक्षारोपण वृक्षों को गंभीर नुकसान पहुंचाता है18। कृषि क्षेत्रों में, विभिन्न चरणों में दीमक का प्रकोप विभिन्न फसलों, वृक्ष प्रजातियों और निर्माण सामग्री को भारी आर्थिक नुकसान पहुंचा सकता है। दीमक मानव स्वास्थ्य समस्याओं का कारण भी बन सकते हैं19।
आज के फार्मास्युटिकल और कृषि क्षेत्रों में सूक्ष्मजीवों और कीटों से प्रतिरोध का मुद्दा जटिल है20,21। इसलिए, दोनों कंपनियों को नए किफायती रोगाणुरोधी और सुरक्षित जैव-कीटनाशकों की खोज करनी चाहिए। सिंथेटिक कीटनाशक अब उपलब्ध हैं और ये संक्रामक पाए गए हैं तथा गैर-लक्षित लाभकारी कीटों को दूर भगाते हैं22। हाल के वर्षों में, विभिन्न उद्योगों में उनके अनुप्रयोग के कारण बायोसरफैक्टेंट पर अनुसंधान का विस्तार हुआ है। बायोसरफैक्टेंट कृषि, मृदा सुधार, पेट्रोलियम निष्कर्षण, जीवाणु और कीट निष्कासन तथा खाद्य प्रसंस्करण में अत्यंत उपयोगी और महत्वपूर्ण हैं23,24। बायोसरफैक्टेंट या माइक्रोबियल सरफैक्टेंट तटीय आवासों और तेल-दूषित क्षेत्रों में बैक्टीरिया, यीस्ट और कवक जैसे सूक्ष्मजीवों द्वारा उत्पादित बायोसरफैक्टेंट रसायन हैं25,26। रासायनिक रूप से व्युत्पन्न सरफैक्टेंट और बायोसरफैक्टेंट दो प्रकार हैं जो सीधे प्राकृतिक वातावरण से प्राप्त होते हैं27। विभिन्न बायोसरफैक्टेंट समुद्री आवासों से प्राप्त होते हैं28,29। इसलिए, वैज्ञानिक प्राकृतिक जीवाणुओं पर आधारित बायोसरफैक्टेंट के उत्पादन के लिए नई तकनीकों की खोज कर रहे हैं30,31। इस तरह के शोध में प्रगति पर्यावरण संरक्षण के लिए इन जैविक यौगिकों के महत्व को दर्शाती है32. बैसिलस, स्यूडोमोनास, रोडोकोकस, एल्केलिजेन्स, कोरीनेबैक्टीरियम और ये जीवाणु वंश अच्छी तरह से अध्ययन किए गए प्रतिनिधि हैं23,33.
बायोसर्फैक्टेंट कई प्रकार के होते हैं और इनके अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला है।34 इन यौगिकों का एक महत्वपूर्ण लाभ यह है कि इनमें से कुछ में जीवाणुरोधी, लार्वानाशक और कीटनाशक गुण होते हैं। इसका अर्थ है कि इनका उपयोग कृषि, रसायन, औषधि और सौंदर्य प्रसाधन उद्योगों में किया जा सकता है।35,36,37,38 बायोसर्फैक्टेंट आमतौर पर जैवअपघटनीय और पर्यावरण के लिए लाभकारी होते हैं, इसलिए फसलों की सुरक्षा के लिए एकीकृत कीट प्रबंधन कार्यक्रमों में इनका उपयोग किया जाता है।39 इस प्रकार, एंटरोबैक्टर क्लोएसी एसजे2 द्वारा उत्पादित माइक्रोबियल बायोसर्फैक्टेंट के लार्वानाशक और दीमक-रोधी गुणों के बारे में बुनियादी जानकारी प्राप्त की गई है। हमने रहमनोलिपिड बायोसर्फैक्टेंट की विभिन्न सांद्रताओं के संपर्क में आने पर मृत्यु दर और ऊतकीय परिवर्तनों का अध्ययन किया। इसके अतिरिक्त, हमने सूक्ष्म शैवाल, डैफनिया और मछलियों के लिए तीव्र विषाक्तता का निर्धारण करने के लिए व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले मात्रात्मक संरचना-गतिविधि (क्यूएसएआर) कंप्यूटर प्रोग्राम इकोलॉजिकल स्ट्रक्चर-एक्टिविटी (ईसीओएसएआर) का मूल्यांकन किया।
इस अध्ययन में, शुद्ध किए गए बायोसरफैक्टेंट की दीमक-रोधी गतिविधि (विषाक्तता) का परीक्षण 30 से 50 मिलीग्राम/मिलीलीटर (5 मिलीग्राम/मिलीलीटर के अंतराल पर) की विभिन्न सांद्रताओं पर भारतीय दीमक, ओ. ओबेसस और चौथी प्रजाति (सी. क्विनक्वेफैसिएटस) के लार्वा पर किया गया। ओ. ओबेसस और सी. क्विनक्वेफैसिएटस मच्छरों के लार्वा पर 48 घंटों के दौरान बायोसरफैक्टेंट की LC50 सांद्रता का भी मूल्यांकन किया गया। मच्छरों के लार्वा की पहचान नॉनलाइनियर रिग्रेशन कर्व फिटिंग विधि का उपयोग करके की गई। परिणामों से पता चला कि बायोसरफैक्टेंट की सांद्रता बढ़ने के साथ दीमक की मृत्यु दर भी बढ़ती है। परिणामों से पता चला कि बायोसरफैक्टेंट में लार्वानाशक गतिविधि (चित्र 1) और दीमक-रोधी गतिविधि (चित्र 2) थी, जिसमें 48 घंटे के LC50 मान (95% CI) क्रमशः 26.49 mg/L (25.40 से 27.57) और 33.43 mg/l (चित्र 31.09 से 35.68) थे (तालिका 1)। तीव्र विषाक्तता (48 घंटे) के संदर्भ में, बायोसरफैक्टेंट को परीक्षण किए गए जीवों के लिए "हानिकारक" के रूप में वर्गीकृत किया गया है। इस अध्ययन में उत्पादित बायोसरफैक्टेंट ने उत्कृष्ट लार्वानाशक गतिविधि प्रदर्शित की, जिसमें 24-48 घंटों के संपर्क में आने के भीतर 100% मृत्यु दर देखी गई।
लार्वानाशक गतिविधि के लिए LC50 मान की गणना करें। सापेक्ष मृत्यु दर (%) के लिए नॉनलाइनियर रिग्रेशन कर्व फिटिंग (ठोस रेखा) और 95% विश्वास अंतराल (छायांकित क्षेत्र)।
दीमक रोधी गतिविधि के लिए LC50 मान की गणना करें। सापेक्ष मृत्यु दर (%) के लिए नॉनलाइनियर रिग्रेशन कर्व फिटिंग (ठोस रेखा) और 95% विश्वास अंतराल (छायांकित क्षेत्र) दर्शाएं।
प्रयोग के अंत में, सूक्ष्मदर्शी के नीचे आकारिकीय परिवर्तन और असामान्यताओं का अवलोकन किया गया। नियंत्रण और उपचारित समूहों में 40 गुना आवर्धन पर आकारिकीय परिवर्तन देखे गए। चित्र 3 में दर्शाए अनुसार, बायोसरफैक्टेंट से उपचारित अधिकांश लार्वा में वृद्धि बाधित हुई। चित्र 3a में एक सामान्य Cx. quinquefasciatus दिखाया गया है, जबकि चित्र 3b में एक असामान्य Cx. quinquefasciatus नेमाटोड लार्वा दिखाया गया है।
बायोसरफैक्टेंट्स की सबलेथल (LC50) खुराक का क्यूलेक्स क्विनक्वेफैसिएटस लार्वा के विकास पर प्रभाव। प्रकाश सूक्ष्मदर्शी छवि (a) 40× आवर्धन पर एक सामान्य क्यूलेक्स क्विनक्वेफैसिएटस की। (b) असामान्य क्यूलेक्स क्विनक्वेफैसिएटस। पांच नेमाटोड लार्वा उत्पन्न करता है।
वर्तमान अध्ययन में, उपचारित लार्वा (चित्र 4) और दीमकों (चित्र 5) की ऊतकीय जांच से कई असामान्यताओं का पता चला, जिनमें पेट के क्षेत्रफल में कमी और मांसपेशियों, उपकला परतों और मध्य आंत की त्वचा को क्षति शामिल है। ऊतकीय जांच से इस अध्ययन में प्रयुक्त बायोसरफैक्टेंट की अवरोधक गतिविधि की क्रियाविधि का पता चला।
सामान्य अनुपचारित चौथे चरण के Cx क्विनक्वेफैसिएटस लार्वा (नियंत्रण: (a,b)) और बायोसरफैक्टेंट से उपचारित (उपचारित: (c,d)) लार्वा की ऊतक विकृति विज्ञान। तीर उपचारित आंतों के उपकला (epi), नाभिक (n) और मांसपेशी (mu) को इंगित करते हैं। बार = 50 µm।
सामान्य अनुपचारित ओ. ओबेसस (नियंत्रण: (a,b)) और बायोसरफैक्टेंट से उपचारित (उपचारित: (c,d)) की ऊतक विकृति विज्ञान। तीर क्रमशः आंतों के उपकला (एपी) और मांसपेशी (म्यू) को इंगित करते हैं। बार = 50 µm।
इस अध्ययन में, प्राथमिक उत्पादकों (हरे शैवाल), प्राथमिक उपभोक्ताओं (जल पिस्सू) और द्वितीयक उपभोक्ताओं (मछलियों) के लिए रहमनोलिपिड बायोसरफैक्टेंट उत्पादों की तीव्र विषाक्तता का पूर्वानुमान लगाने के लिए ECOSAR का उपयोग किया गया था। यह प्रोग्राम आणविक संरचना के आधार पर विषाक्तता का मूल्यांकन करने के लिए परिष्कृत मात्रात्मक संरचना-गतिविधि यौगिक मॉडल का उपयोग करता है। यह मॉडल जलीय प्रजातियों के लिए पदार्थों की तीव्र और दीर्घकालिक विषाक्तता की गणना करने के लिए संरचना-गतिविधि (SAR) सॉफ़्टवेयर का उपयोग करता है। विशेष रूप से, तालिका 2 में कई प्रजातियों के लिए अनुमानित औसत घातक सांद्रता (LC50) और औसत प्रभावी सांद्रता (EC50) का सारांश दिया गया है। रसायनों के वर्गीकरण और लेबलिंग की वैश्विक रूप से सामंजस्यपूर्ण प्रणाली (तालिका 3) का उपयोग करके संदिग्ध विषाक्तता को चार स्तरों में वर्गीकृत किया गया था।
वेक्टर जनित रोगों, विशेष रूप से मच्छरों और एडीज मच्छरों की प्रजातियों का नियंत्रण। मिस्रवासियों के लिए अब यह एक कठिन कार्य है 40,41,42,43,44,45,46। हालांकि कुछ रासायनिक रूप से उपलब्ध कीटनाशक, जैसे कि पाइरेथ्रोइड्स और ऑर्गेनोफॉस्फेट्स, कुछ हद तक लाभकारी हैं, लेकिन वे मानव स्वास्थ्य के लिए महत्वपूर्ण जोखिम पैदा करते हैं, जिनमें मधुमेह, प्रजनन संबंधी विकार, तंत्रिका संबंधी विकार, कैंसर और श्वसन संबंधी रोग शामिल हैं। इसके अलावा, समय के साथ, ये कीट इनके प्रति प्रतिरोधी बन सकते हैं 13,43,48। इस प्रकार, प्रभावी और पर्यावरण के अनुकूल जैविक नियंत्रण उपाय मच्छर नियंत्रण का एक अधिक लोकप्रिय तरीका बन जाएंगे 49,50। बेनेली 51 ने सुझाव दिया कि शहरी क्षेत्रों में मच्छर वैक्टरों का प्रारंभिक नियंत्रण अधिक प्रभावी होगा, लेकिन उन्होंने ग्रामीण क्षेत्रों में लार्वानाशकों के उपयोग की सिफारिश नहीं की 52। टॉम एट अल 53 ने यह भी सुझाव दिया कि मच्छरों को उनकी अपरिपक्व अवस्था में नियंत्रित करना एक सुरक्षित और सरल रणनीति होगी क्योंकि वे नियंत्रण एजेंटों के प्रति अधिक संवेदनशील होते हैं 54।
एक शक्तिशाली स्ट्रेन (एंटेरोबैक्टर क्लोएसी एसजे2) द्वारा बायोसरफैक्टेंट उत्पादन ने लगातार और आशाजनक प्रभावकारिता प्रदर्शित की। हमारे पिछले अध्ययन में बताया गया था कि एंटेरोबैक्टर क्लोएसी एसजे2 भौतिक-रासायनिक मापदंडों का उपयोग करके बायोसरफैक्टेंट उत्पादन को अनुकूलित करता है।26 उनके अध्ययन के अनुसार, एक संभावित ई. क्लोएसी आइसोलेट द्वारा बायोसरफैक्टेंट उत्पादन के लिए इष्टतम स्थितियाँ 36 घंटे का इनक्यूबेशन, 150 आरपीएम पर एजिटेशन, पीएच 7.5, 37 डिग्री सेल्सियस, लवणता 1 पीपीटी, कार्बन स्रोत के रूप में 2% ग्लूकोज और 1% यीस्ट थीं। 2.61 ग्राम/लीटर बायोसरफैक्टेंट प्राप्त करने के लिए नाइट्रोजन स्रोत के रूप में अर्क का उपयोग किया गया था। इसके अतिरिक्त, बायोसरफैक्टेंट का लक्षण वर्णन टीएलसी, एफटीआईआर और एमएएलडीआई-टीओएफ-एमएस का उपयोग करके किया गया था। इससे पुष्टि हुई कि रहमनोलिपिड एक बायोसरफैक्टेंट है। ग्लाइकोलिपिड बायोसरफैक्टेंट अन्य प्रकार के बायोसरफैक्टेंट में सबसे अधिक गहनता से अध्ययन किया गया वर्ग है।55 इनमें कार्बोहाइड्रेट और लिपिड भाग होते हैं, मुख्य रूप से वसा अम्ल श्रृंखलाएँ। ग्लाइकोलिपिड्स में, प्रमुख प्रतिनिधि रहमनोलिपिड और सोफोरोलिपिड हैं।56 रहमनोलिपिड्स में मोनो- या डाई-β-हाइड्रॉक्सीडेकेनोइक एसिड से जुड़े दो रहमनोज अंश होते हैं।57 चिकित्सा और औषधीय उद्योगों में रहमनोलिपिड्स का उपयोग अच्छी तरह से स्थापित है।58 इसके अलावा, कीटनाशकों के रूप में भी इनका हाल ही में उपयोग किया जा रहा है।59
श्वसन साइफन के जलभक्षी क्षेत्र के साथ बायोसरफैक्टेंट की परस्पर क्रिया से जल इसके स्टोमेटल गुहा से होकर गुजर सकता है, जिससे लार्वा का जलीय वातावरण के साथ संपर्क बढ़ जाता है। बायोसरफैक्टेंट की उपस्थिति श्वासनली को भी प्रभावित करती है, जिसकी लंबाई सतह के करीब होती है, जिससे लार्वा के लिए सतह पर रेंगना और सांस लेना आसान हो जाता है। परिणामस्वरूप, पानी का पृष्ठ तनाव कम हो जाता है। चूंकि लार्वा पानी की सतह से चिपक नहीं पाते, वे टैंक के तल में गिर जाते हैं, जिससे जलस्थैतिक दाब बाधित होता है, जिसके परिणामस्वरूप अत्यधिक ऊर्जा व्यय और डूबने से मृत्यु हो जाती है38,60। इसी तरह के परिणाम घ्रिबी61 द्वारा प्राप्त किए गए थे, जहां बैसिलस सबटिलिस द्वारा उत्पादित बायोसरफैक्टेंट ने एपहेस्टिया कुहनीएला के खिलाफ लार्वानाशक गतिविधि प्रदर्शित की। इसी प्रकार, सीएक्स की लार्वानाशक गतिविधि। दास और मुखर्जी23 ने भी क्विनक्वेफैसिएटस लार्वा पर चक्रीय लिपोपेप्टाइड्स के प्रभाव का आकलन किया।
इस अध्ययन के परिणाम Cx. क्विनक्वेफैसिएटस मच्छरों के खिलाफ रहमनोलिपिड बायोसरफैक्टेंट की लार्वानाशक गतिविधि से संबंधित हैं। क्विनक्वेफैसिएटस मच्छरों का मरना पहले प्रकाशित परिणामों के अनुरूप है। उदाहरण के लिए, बैसिलस जीनस के विभिन्न बैक्टीरिया द्वारा उत्पादित सर्फैक्टिन-आधारित बायोसरफैक्टेंट का उपयोग किया जाता है। और स्यूडोमोनास एसपीपी। कुछ प्रारंभिक रिपोर्टों64,65,66 में बैसिलस सबटिलिस23 से लिपोपेप्टाइड बायोसरफैक्टेंट की लार्वा-नाशक गतिविधि की सूचना दी गई थी। दीपाली एट अल. 63 ने पाया कि स्टेनोट्रोपोमोनास माल्टोफिलिया से पृथक रहमनोलिपिड बायोसरफैक्टेंट में 10 मिलीग्राम/लीटर की सांद्रता पर शक्तिशाली लार्वानाशक गतिविधि थी। सिल्वा एट अल. 67 ने 1 ग्राम/लीटर की सांद्रता पर एडीज एजिप्टी के खिलाफ रहमनोलिपिड बायोसरफैक्टेंट की लार्वानाशक गतिविधि की सूचना दी। कनकदंडे एट अल. 68 ने बताया कि बैसिलस सबटिलिस द्वारा उत्पादित लिपोपेप्टाइड बायोसरफैक्टेंट ने यूकेलिप्टस के लिपोफिलिक अंश के साथ क्यूलेक्स लार्वा और दीमकों में कुल मृत्यु दर का कारण बना। इसी प्रकार, मासेन्द्रा एट अल. 69 ने ई. क्रूड एक्सट्रेक्ट के लिपोफिलिक एन-हेक्सेन और EtOAc अंशों में श्रमिक चींटी (क्रिप्टोटर्म्स साइनोसेफलस लाइट) की 61.7% मृत्यु दर की सूचना दी।
पार्थिपन एट अल 70 ने मलेरिया परजीवी प्लास्मोडियम के वाहक एनोफेलेस स्टीफेंसि के विरुद्ध बैसिलस सबटिलिस ए1 और स्यूडोमोनास स्टुट्ज़ेरी एनए3 द्वारा उत्पादित लिपोपेप्टाइड बायोसरफैक्टेंट के कीटनाशक उपयोग की रिपोर्ट दी। उन्होंने पाया कि विभिन्न सांद्रता वाले बायोसरफैक्टेंट से उपचारित करने पर लार्वा और प्यूपा अधिक समय तक जीवित रहे, अंडोत्सर्ग की अवधि कम रही, वे बाँझ थे और उनका जीवनकाल छोटा था। बी. सबटिलिस बायोसरफैक्टेंट ए1 के प्रेक्षित LC50 मान विभिन्न लार्वा अवस्थाओं (अर्थात लार्वा I, II, III, IV और प्यूपा अवस्था) के लिए क्रमशः 3.58, 4.92, 5.37, 7.10 और 7.99 मिलीग्राम/लीटर थे। तुलनात्मक रूप से, स्यूडोमोनास स्टुट्ज़ेरी NA3 के लार्वा अवस्था I-IV और प्यूपा अवस्थाओं के लिए बायोसरफैक्टेंट क्रमशः 2.61, 3.68, 4.48, 5.55 और 6.99 मिलीग्राम/लीटर थे। जीवित लार्वा और प्यूपा की विलंबित फेनोलॉजी को कीटनाशक उपचारों के कारण होने वाली महत्वपूर्ण शारीरिक और चयापचय संबंधी गड़बड़ियों का परिणाम माना जाता है।71
विकरहैमोमाइसिस एनोमलस स्ट्रेन CCMA 0358 एडीज मच्छरों के खिलाफ 100% लार्वानाशक गतिविधि वाला बायोसरफैक्टेंट उत्पन्न करता है। 24 घंटे के अंतराल में एडीज एजिप्टी मच्छरों के लार्वा की मृत्यु दर 38 सिल्वा एट अल द्वारा रिपोर्ट की गई दर से अधिक थी। सूरजमुखी तेल को कार्बन स्रोत के रूप में उपयोग करके स्यूडोमोनास एरुगिनोसा से उत्पादित बायोसरफैक्टेंट 48 घंटों के भीतर 100% लार्वा को मारने में सक्षम पाया गया है। 67 अबिनया एट अल.72 और प्रधान एट अल.73 ने भी बैसिलस जीनस के कई आइसोलेट्स द्वारा उत्पादित सर्फैक्टेंट के लार्वानाशक या कीटनाशक प्रभावों को प्रदर्शित किया। सेंथिल-नाथन एट अल द्वारा पहले प्रकाशित एक अध्ययन में पाया गया कि पौधों के लैगून के संपर्क में आने वाले 100% मच्छर लार्वा की मृत्यु होने की संभावना थी। 74
कीटों की जैविकी पर कीटनाशकों के उप-घातक प्रभावों का आकलन एकीकृत कीट प्रबंधन कार्यक्रमों के लिए महत्वपूर्ण है क्योंकि उप-घातक खुराक/सांद्रता कीटों को मारती नहीं हैं, लेकिन जैविक विशेषताओं को बाधित करके भावी पीढ़ियों में कीटों की आबादी को कम कर सकती हैं।10 सिकीरा एट अल 75 ने 50 से 300 मिलीग्राम/मिलीलीटर तक की विभिन्न सांद्रताओं पर परीक्षण किए जाने पर रहमनोलिपिड बायोसरफैक्टेंट (300 मिलीग्राम/मिलीलीटर) की पूर्ण लार्वानाशक गतिविधि (100% मृत्यु दर) देखी। उन्होंने एडीज एजिप्टी उपभेदों के लार्वा चरण पर मृत्यु के समय और उप-घातक सांद्रताओं के लार्वा के जीवित रहने और तैरने की गतिविधि पर प्रभावों का विश्लेषण किया। इसके अलावा, उन्होंने बायोसरफैक्टेंट की उप-घातक सांद्रताओं (जैसे, 50 मिलीग्राम/मिलीलीटर और 100 मिलीग्राम/मिलीलीटर) के संपर्क में आने के 24-48 घंटों के बाद तैरने की गति में कमी देखी। ऐसा माना जाता है कि जिन जहरों की उप-घातक भूमिकाएं आशाजनक होती हैं, वे संपर्क में आने वाले कीटों को कई तरह से नुकसान पहुंचाने में अधिक प्रभावी होते हैं।76
हमारे परिणामों के ऊतकवैज्ञानिक अवलोकन से पता चलता है कि एंटरोबैक्टर क्लोएसी एसजे2 द्वारा उत्पादित बायोसरफैक्टेंट मच्छर (सीएक्स. क्विनक्वेफैसिएटस) और दीमक (ओ. ओबेसस) के लार्वा के ऊतकों को महत्वपूर्ण रूप से परिवर्तित करते हैं। इसी तरह की असामान्यताओं का वर्णन ओचोला77 द्वारा एन. गैम्बियास और एन. अरेबिका में तुलसी के तेल की तैयारी के कारण किया गया था। कामराज एट अल.78 ने भी सोने के नैनोकणों के संपर्क में आने पर एन. स्टेफ़नी के लार्वा में समान रूपात्मक असामान्यताओं का वर्णन किया। वसंत-श्रीनिवासन एट अल.79 ने यह भी बताया कि शेफर्ड्स पर्स एसेंशियल ऑयल ने एडीस एल्बोपिक्टस के कक्ष और उपकला परतों को गंभीर रूप से क्षतिग्रस्त कर दिया। एडीस एजिप्टी और सीएक्स. राघवेंद्रन एट अल ने बताया कि मच्छर के लार्वा को एक स्थानीय पेनिसिलियम कवक के 500 मिलीग्राम/मिलीलीटर माइसेलियल अर्क के साथ उपचारित किया गया था। एडीस एजिप्टी और सीएक्स. मृत्यु दर 80. इससे पहले, अबिनया एट अल. ने एडीस एजिप्टी के चौथे चरण के लार्वा का अध्ययन किया था। स्टीफनसी और एडीस एजिप्टी ने एडीस लाइकेनिफॉर्मिस एक्सोपॉलीसेकेराइड से उपचारित एडीस एजिप्टी में कई ऊतकीय परिवर्तन पाए, जिनमें गैस्ट्रिक सीकम, मांसपेशियों का क्षय, तंत्रिका कॉर्ड गैंग्लिया की क्षति और अव्यवस्था शामिल हैं।72 राघवेंद्रन एट अल. के अनुसार, पी. डेलिए माइसेलियल अर्क से उपचार के बाद, परीक्षण किए गए मच्छरों (चौथे चरण के लार्वा) की मध्य आंत की कोशिकाओं में आंतों के लुमेन में सूजन, अंतःकोशिकीय सामग्री में कमी और नाभिकीय अपघटन देखा गया।81 इचिनेशिया पत्ती के अर्क से उपचारित मच्छर लार्वा में भी यही ऊतकीय परिवर्तन देखे गए, जो उपचारित यौगिकों की कीटनाशक क्षमता को दर्शाते हैं।50
ईकोसार सॉफ्टवेयर के उपयोग को अंतरराष्ट्रीय मान्यता प्राप्त है82। वर्तमान शोध से पता चलता है कि सूक्ष्म शैवाल (सी. वल्गारिस), मछली और जलीय पिस्सू (डी. मैग्ना) के लिए ईकोसार बायोसरफैक्टेंट की तीव्र विषाक्तता संयुक्त राष्ट्र द्वारा परिभाषित "विषाक्तता" श्रेणी के अंतर्गत आती है83। ईकोसार पारिस्थितिक विषाक्तता मॉडल पदार्थों की तीव्र और दीर्घकालिक विषाक्तता का पूर्वानुमान लगाने के लिए एसएआर और क्यूएसएआर का उपयोग करता है और अक्सर कार्बनिक प्रदूषकों की विषाक्तता का पूर्वानुमान लगाने के लिए उपयोग किया जाता है82,84।
इस अध्ययन में प्रयुक्त पैराफॉर्मेल्डिहाइड, सोडियम फॉस्फेट बफर (पीएच 7.4) और अन्य सभी रसायन हाईमीडिया लैबोरेटरीज, भारत से खरीदे गए थे।
बायोसरफैक्टेंट का उत्पादन 500 मिलीलीटर एर्लेनमेयर फ्लास्क में किया गया, जिसमें 200 मिलीलीटर स्टेराइल बुशनेल हास मीडियम था और एकमात्र कार्बन स्रोत के रूप में 1% कच्चे तेल को मिलाया गया था। एंटरोबैक्टर क्लोएसी एसजे2 (1.4 × 10⁴ सीएफयू/मिली) के प्रीकल्चर को इसमें डाला गया और 37°C तापमान पर 200 आरपीएम की गति से 7 दिनों तक ऑर्बिटल शेकर पर कल्चर किया गया। इनक्यूबेशन अवधि के बाद, बायोसरफैक्टेंट को 4°C तापमान पर 20 मिनट के लिए 3400×g पर कल्चर मीडियम को सेंट्रीफ्यूज करके निकाला गया और परिणामी सुपरनेटेंट का उपयोग स्क्रीनिंग के लिए किया गया। बायोसरफैक्टेंट के अनुकूलन और लक्षण वर्णन की प्रक्रिया हमारे पिछले अध्ययन²⁶ से ली गई थी।
क्यूलेक्स क्विनक्वेफैसिएटस के लार्वा सेंटर फॉर एडवांस्ड स्टडी इन मरीन बायोलॉजी (सीएएस), पलानचिपेटाई, तमिलनाडु (भारत) से प्राप्त किए गए थे। लार्वा को 27 ± 2°C तापमान और 12:12 (प्रकाश:अंधेरा) के प्रकाश चक्र में विआयनीकृत जल से भरे प्लास्टिक कंटेनरों में पाला गया। मच्छर के लार्वा को 10% ग्लूकोज का घोल पिलाया गया।
क्यूलेक्स क्विनक्वेफैसिएटस के लार्वा खुले और असुरक्षित सेप्टिक टैंकों में पाए गए हैं। प्रयोगशाला में लार्वा की पहचान और संवर्धन के लिए मानक वर्गीकरण दिशानिर्देशों का उपयोग करें85। विश्व स्वास्थ्य संगठन की सिफारिशों के अनुसार लार्वानाशक परीक्षण किए गए86। क्विनक्वेफैसिएटस के चौथे चरण के लार्वा को 25 मिली और 50 मिली के समूहों में बंद ट्यूबों में एकत्र किया गया, जिनमें उनकी क्षमता के दो-तिहाई का वायु अंतराल था। प्रत्येक ट्यूब में अलग-अलग बायोसरफैक्टेंट (0–50 मिलीग्राम/मिली) मिलाया गया और 25 डिग्री सेल्सियस पर संग्रहित किया गया। नियंत्रण ट्यूब में केवल आसुत जल (50 मिली) का उपयोग किया गया। मृत लार्वा उन्हें माना गया जिन्होंने ऊष्मायन अवधि (12–48 घंटे) के दौरान तैरने के कोई संकेत नहीं दिखाए87। समीकरण (1)88 का उपयोग करके लार्वा मृत्यु दर का प्रतिशत ज्ञात कीजिए।
ओडोंटोटर्मिटिडे परिवार में भारतीय दीमक ओडोंटोटर्म्स ओबेसस शामिल है, जो कृषि परिसर (अन्नामलाई विश्वविद्यालय, भारत) में सड़ते हुए लट्ठों में पाया जाता है। इस बायोसरफैक्टेंट (0-50 मिलीग्राम/मिलीलीटर) का परीक्षण सामान्य प्रक्रियाओं का उपयोग करके यह निर्धारित करने के लिए किया गया कि क्या यह हानिकारक है। लैमिनर वायु प्रवाह में 30 मिनट तक सुखाने के बाद, व्हाटमैन पेपर की प्रत्येक पट्टी को 30, 40, या 50 मिलीग्राम/मिलीलीटर की सांद्रता पर बायोसरफैक्टेंट से लेपित किया गया। पूर्व-लेपित और बिना लेपित पेपर स्ट्रिप्स का परीक्षण किया गया और पेट्री डिश के केंद्र में उनकी तुलना की गई। प्रत्येक पेट्री डिश में लगभग तीस सक्रिय दीमक ओ. ओबेसस थे। नियंत्रण और परीक्षण दीमकों को भोजन स्रोत के रूप में गीला कागज दिया गया। सभी प्लेटों को ऊष्मायन अवधि के दौरान कमरे के तापमान पर रखा गया। दीमक 12, 24, 36 और 48 घंटे89,90 के बाद मर गए। फिर समीकरण 1 का उपयोग विभिन्न बायोसरफैक्टेंट सांद्रता पर दीमक मृत्यु दर के प्रतिशत का अनुमान लगाने के लिए किया गया। (2)।
नमूनों को बर्फ पर रखा गया और 100 मिलीलीटर 0.1 एम सोडियम फॉस्फेट बफर (पीएच 7.4) युक्त माइक्रो ट्यूबों में पैक करके राजीव गांधी मत्स्यपालन केंद्र (आरजीसीए) की केंद्रीय मत्स्यपालन विकृति विज्ञान प्रयोगशाला (सीएपीएल) में आगे के विश्लेषण के लिए भेजा गया। ऊतक विज्ञान प्रयोगशाला, सिरकाली, मयिलादुथुराई जिला, तमिलनाडु, भारत। नमूनों को तुरंत 37°C पर 48 घंटे के लिए 4% पैराफॉर्मेल्डिहाइड में स्थिर किया गया।
स्थिरीकरण चरण के बाद, सामग्री को 0.1 M सोडियम फॉस्फेट बफर (pH 7.4) से तीन बार धोया गया, चरणबद्ध तरीके से इथेनॉल में निर्जलित किया गया और 7 दिनों के लिए LEICA रेज़िन में भिगोया गया। इसके बाद पदार्थ को रेज़िन और पॉलीमराइज़र से भरे प्लास्टिक के सांचे में रखा गया और फिर 37°C पर गर्म ओवन में तब तक रखा गया जब तक कि पदार्थ युक्त ब्लॉक पूरी तरह से पॉलीमराइज़ न हो जाए।
पॉलीमराइजेशन के बाद, ब्लॉकों को LEICA RM2235 माइक्रोटोम (Rankin Biomedical Corporation 10,399 Enterprise Dr. Davisburg, MI 48,350, USA) का उपयोग करके 3 मिमी मोटाई में काटा गया। इन खंडों को स्लाइड पर समूहित किया गया, प्रत्येक स्लाइड पर छह खंड थे। स्लाइडों को कमरे के तापमान पर सुखाया गया, फिर 7 मिनट के लिए हेमेटोक्सिलिन से रंगा गया और 4 मिनट के लिए बहते पानी से धोया गया। इसके अतिरिक्त, त्वचा पर 5 मिनट के लिए ईओसिन घोल लगाया गया और 5 मिनट के लिए बहते पानी से धोया गया।
विभिन्न उष्णकटिबंधीय स्तरों के जलीय जीवों का उपयोग करके तीव्र विषाक्तता का अनुमान लगाया गया: मछली के लिए 96 घंटे का LC50, डी. मैग्ना के लिए 48 घंटे का LC50, और हरे शैवाल के लिए 96 घंटे का EC50। मछली और हरे शैवाल पर रहमनोलिपिड बायोसरफैक्टेंट की विषाक्तता का आकलन अमेरिकी पर्यावरण संरक्षण एजेंसी द्वारा विकसित विंडोज के लिए ECOSAR सॉफ्टवेयर संस्करण 2.2 का उपयोग करके किया गया। (ऑनलाइन उपलब्ध: https://www.epa.gov/tsca-screening-tools/ecological-struct-activity-relationships-ecosar-predictive-model)।
लार्वानाशक और दीमक-रोधी गतिविधि के लिए सभी परीक्षण तीन बार किए गए। लार्वा और दीमक मृत्यु दर डेटा के नॉनलाइनियर रिग्रेशन (खुराक प्रतिक्रिया चर का लॉग) का उपयोग करके 95% विश्वास अंतराल के साथ माध्य घातक सांद्रता (LC50) की गणना की गई, और सांद्रता प्रतिक्रिया वक्र प्रिज्म® (संस्करण 8.0, ग्राफपैड सॉफ्टवेयर) इंक., यूएसए) 84, 91 का उपयोग करके उत्पन्न किए गए।
वर्तमान अध्ययन से एंटेरोबैक्टर क्लोएसी एसजे2 द्वारा उत्पादित माइक्रोबियल बायोसरफैक्टेंट्स की मच्छर लार्वानाशक और दीमक रोधी क्षमता का पता चलता है, और यह कार्य लार्वानाशक और दीमक रोधी क्रियाविधि को बेहतर ढंग से समझने में योगदान देगा। बायोसरफैक्टेंट्स से उपचारित लार्वा के ऊतकीय अध्ययन से पाचन तंत्र, मध्य आंत, मस्तिष्क प्रांतस्था में क्षति और आंतों की उपकला कोशिकाओं की अतिवृद्धि देखी गई। परिणाम: एंटेरोबैक्टर क्लोएसी एसजे2 द्वारा उत्पादित रहमनोलिपिड बायोसरफैक्टेंट की दीमक रोधी और लार्वानाशक गतिविधि के विष विज्ञान संबंधी मूल्यांकन से पता चला कि यह आइसोलेट मच्छरों (सीएक्स क्विनक्वेफैसिएटस) और दीमकों (ओ. ओबेसस) के वेक्टर-जनित रोगों के नियंत्रण के लिए एक संभावित जैव-कीटनाशक है। बायोसरफैक्टेंट्स की अंतर्निहित पर्यावरणीय विषाक्तता और उनके संभावित पर्यावरणीय प्रभावों को समझना आवश्यक है। यह अध्ययन बायोसरफैक्टेंट्स के पर्यावरणीय जोखिम का आकलन करने के लिए एक वैज्ञानिक आधार प्रदान करता है।
पोस्ट करने का समय: 09 अप्रैल 2024