स्पंज क्लैथ्रिया एसपी से पृथक एंटरोबैक्टर क्लोके एसजे 2 द्वारा उत्पादित माइक्रोबियल बायोसर्फेक्टेंट्स की लार्विसाइडल और एंटीटर्माइट गतिविधि।

सिंथेटिक कीटनाशकों के व्यापक उपयोग से कई समस्याएं पैदा हुई हैं, जिनमें प्रतिरोधी जीवों का उदय, पर्यावरण का क्षरण और मानव स्वास्थ्य को नुकसान शामिल है। इसलिए, नए सूक्ष्मजीवीकीटनाशकजो मानव स्वास्थ्य और पर्यावरण के लिए सुरक्षित हैं, की तत्काल आवश्यकता है। इस अध्ययन में, एंटरोबैक्टर क्लोके एसजे 2 द्वारा उत्पादित रम्नोलिपिड बायोसर्फेक्टेंट का उपयोग मच्छर (क्यूलेक्स क्विंक्यूफैसिआटस) और दीमक (ओडोन्टोटर्मेस ओबेसस) के लार्वा के लिए विषाक्तता का मूल्यांकन करने के लिए किया गया था। परिणामों से पता चला कि उपचारों के बीच खुराक पर निर्भर मृत्यु दर थी। दीमक और मच्छर के लार्वा बायोसर्फेक्टेंट्स के लिए 48 घंटे में LC50 (50% घातक सांद्रता) मूल्य एक नॉनलाइनियर रिग्रेशन कर्व फिटिंग विधि का उपयोग करके निर्धारित किया गया था। परिणामों से पता चला कि बायोसर्फेक्टेंट की लार्विसाइडल और एंटीटरमाइट गतिविधि के 48-घंटे LC50 मान (95% विश्वास अंतराल) क्रमशः 26.49 mg/L (रेंज 25.40 से 27.57) और 33.43 mg/L (रेंज 31.09 से 35.68) थे। हिस्टोपैथोलॉजिकल जांच के अनुसार, बायोसर्फैक्टेंट्स के साथ उपचार से लार्वा और दीमक के अंग ऊतकों को गंभीर नुकसान पहुंचा। इस अध्ययन के परिणाम बताते हैं कि एंटरोबैक्टर क्लोके एसजे2 द्वारा उत्पादित माइक्रोबियल बायोसर्फैक्टेंट सीएक्स नियंत्रण के लिए एक उत्कृष्ट और संभावित रूप से प्रभावी उपकरण है। क्विंक्वेफैसिआटस और ओ. ओबेसस।
उष्णकटिबंधीय देशों में मच्छर जनित बीमारियों की संख्या बहुत अधिक है1. मच्छर जनित बीमारियों की प्रासंगिकता व्यापक है। हर साल मलेरिया से 400,000 से अधिक लोग मरते हैं, और कुछ प्रमुख शहरों में डेंगू, पीला बुखार, चिकनगुनिया और जीका जैसी गंभीर बीमारियों की महामारी फैल रही है।2 वेक्टर जनित बीमारियाँ दुनिया भर में छह में से एक संक्रमण से जुड़ी हैं, जिसमें मच्छरों के कारण सबसे अधिक मामले होते हैं3,4. क्यूलेक्स, एनोफ़ेलीज़ और एडीज़ मच्छरों की तीन प्रजातियाँ हैं जो आमतौर पर बीमारी के संचरण से जुड़ी हैं5. एडीज़ एजिप्टी मच्छर द्वारा प्रसारित संक्रमण, डेंगू बुखार का प्रचलन पिछले एक दशक में बढ़ा है और यह एक महत्वपूर्ण सार्वजनिक स्वास्थ्य खतरा बन गया है4,7,8. विश्व स्वास्थ्य संगठन (WHO) के अनुसार, दुनिया की 40% से अधिक आबादी डेंगू बुखार के जोखिम में है, 100 से अधिक देशों में हर साल 50-100 मिलियन नए मामले सामने आते हैं9,10,11. डेंगू बुखार एक प्रमुख सार्वजनिक स्वास्थ्य समस्या बन गया है क्योंकि दुनिया भर में इसके मामलों में वृद्धि हुई है12,13,14। एनोफ़ेलीज़ गैम्बिया, जिसे आमतौर पर अफ़्रीकी एनोफ़ेलीज़ मच्छर के रूप में जाना जाता है, उष्णकटिबंधीय और उपोष्णकटिबंधीय क्षेत्रों में मानव मलेरिया का सबसे महत्वपूर्ण वेक्टर है15। वेस्ट नाइल वायरस, सेंट लुइस इंसेफेलाइटिस, जापानी इंसेफेलाइटिस और घोड़ों और पक्षियों के वायरल संक्रमण क्यूलेक्स मच्छरों द्वारा प्रसारित होते हैं, जिन्हें अक्सर आम घरेलू मच्छर कहा जाता है। इसके अलावा, वे जीवाणु और परजीवी रोगों के वाहक भी हैं16। दुनिया में दीमक की 3,000 से अधिक प्रजातियाँ हैं, और वे 150 मिलियन से अधिक वर्षों से मौजूद हैं17। अधिकांश कीट मिट्टी में रहते हैं और लकड़ी और सेल्यूलोज़ युक्त लकड़ी के उत्पादों को खाते हैं। भारतीय दीमक ओडोन्टोटर्मेस ओबेसस एक महत्वपूर्ण कीट है जो महत्वपूर्ण फसलों और बागानों के पेड़ों को गंभीर नुकसान पहुँचाता है18। कृषि क्षेत्रों में, विभिन्न चरणों में दीमक संक्रमण विभिन्न फसलों, वृक्ष प्रजातियों और निर्माण सामग्री को भारी आर्थिक नुकसान पहुँचा सकता है। दीमक मानव स्वास्थ्य समस्याओं का कारण भी बन सकते हैं19।
आज के दवा और कृषि क्षेत्रों में सूक्ष्मजीवों और कीटों से प्रतिरोध का मुद्दा जटिल है20,21। इसलिए, दोनों कंपनियों को नए लागत प्रभावी रोगाणुरोधी और सुरक्षित जैव कीटनाशकों की तलाश करनी चाहिए। सिंथेटिक कीटनाशक अब उपलब्ध हैं और संक्रामक साबित हुए हैं और गैर-लक्ष्य लाभकारी कीटों को दूर भगाते हैं22। हाल के वर्षों में, विभिन्न उद्योगों में उनके अनुप्रयोग के कारण बायोसर्फेक्टेंट्स पर शोध का विस्तार हुआ है। बायोसर्फेक्टेंट्स कृषि, मृदा उपचार, पेट्रोलियम निष्कर्षण, बैक्टीरिया और कीट हटाने और खाद्य प्रसंस्करण23,24 में बहुत उपयोगी और महत्वपूर्ण हैं। बायोसर्फेक्टेंट्स या माइक्रोबियल सर्फेक्टेंट्स बायोसर्फेक्टेंट रसायन हैं जो तटीय आवासों और तेल-दूषित क्षेत्रों25,26 में बैक्टीरिया, यीस्ट और कवक जैसे सूक्ष्मजीवों द्वारा उत्पादित होते हैं। रासायनिक रूप से व्युत्पन्न सर्फेक्टेंट और बायोसर्फेक्टेंट्स दो प्रकार हैं जो सीधे प्राकृतिक वातावरण से प्राप्त होते हैं27। विभिन्न बायोसर्फेक्टेंट्स समुद्री आवासों28,29 से प्राप्त होते हैं। इसलिए, वैज्ञानिक प्राकृतिक बैक्टीरिया30,31 पर आधारित बायोसर्फेक्टेंट्स के उत्पादन के लिए नई तकनीकों की तलाश कर रहे हैं। इस तरह के अनुसंधान में प्रगति पर्यावरण संरक्षण के लिए इन जैविक यौगिकों के महत्व को प्रदर्शित करती है32. बैसिलस, स्यूडोमोनास, रोडोकॉकस, अल्केलिजेनस, कोरिनेबैक्टीरियम और ये जीवाणु वंश अच्छी तरह से अध्ययन किए गए प्रतिनिधि हैं23,33.
कई प्रकार के बायोसर्फैक्टेंट्स हैं, जिनके कई तरह के अनुप्रयोग हैं34। इन यौगिकों का एक महत्वपूर्ण लाभ यह है कि उनमें से कुछ में जीवाणुरोधी, लार्वीसाइडल और कीटनाशक गतिविधि होती है। इसका मतलब है कि उनका उपयोग कृषि, रासायनिक, दवा और कॉस्मेटिक उद्योगों में किया जा सकता है35,36,37,38। चूँकि बायोसर्फैक्टेंट्स आम तौर पर बायोडिग्रेडेबल और पर्यावरण के लिए फायदेमंद होते हैं, इसलिए उनका उपयोग फसलों की सुरक्षा के लिए एकीकृत कीट प्रबंधन कार्यक्रमों में किया जाता है39। इस प्रकार, एंटरोबैक्टर क्लोके एसजे2 द्वारा उत्पादित माइक्रोबियल बायोसर्फैक्टेंट्स की लार्वीसाइडल और एंटीटर्माइट गतिविधि के बारे में बुनियादी ज्ञान प्राप्त किया गया है। हमने रैम्नोलिपिड बायोसर्फैक्टेंट्स की विभिन्न सांद्रता के संपर्क में आने पर मृत्यु दर और ऊतकीय परिवर्तनों की जाँच की। इसके अलावा, हमने माइक्रोएल्गी, डैफ़निया और मछली के लिए तीव्र विषाक्तता निर्धारित करने के लिए व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले क्वांटिटेटिव स्ट्रक्चर-एक्टिविटी (QSAR) कंप्यूटर प्रोग्राम इकोलॉजिकल स्ट्रक्चर-एक्टिविटी (ECOSAR) का मूल्यांकन किया।
इस अध्ययन में, 30 से 50 मिलीग्राम/एमएल (5 मिलीग्राम/एमएल अंतराल पर) की विभिन्न सांद्रताओं पर शुद्ध बायोसर्फेक्टेंट्स की एंटीटर्माइट गतिविधि (विषाक्तता) का परीक्षण भारतीय दीमक, ओ. ओबेसस और चौथी प्रजाति के खिलाफ किया गया था। इंस्टार सीएक्स के लार्वा। मच्छरों के लार्वा क्विंक्वेफैसिआटस। ओ. ओबेसस और सीएक्स के खिलाफ 48 घंटे से अधिक बायोसर्फेक्टेंट एलसी50 सांद्रता। सी. सोलानेसीरम। मच्छरों के लार्वा की पहचान एक नॉनलाइनियर रिग्रेशन कर्व फिटिंग विधि का उपयोग करके की गई। परिणामों से पता चला कि बायोसर्फेक्टेंट सांद्रता में वृद्धि के साथ दीमक मृत्यु दर में वृद्धि हुई। परिणामों से पता चला कि बायोसर्फैक्टेंट में लार्विसाइडल गतिविधि (चित्र 1) और दीमक रोधी गतिविधि (चित्र 2) थी, 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, बायोसर्फैक्टेंट को परीक्षण किए गए जीवों के लिए "हानिकारक" के रूप में वर्गीकृत किया गया है। इस अध्ययन में उत्पादित बायोसर्फैक्टेंट ने एक्सपोजर के 24-48 घंटों के भीतर 100% मृत्यु दर के साथ उत्कृष्ट लार्विसाइडल गतिविधि दिखाई।
लार्विसाइडल 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)।
प्रयोग के अंत में, माइक्रोस्कोप के नीचे रूपात्मक परिवर्तन और विसंगतियाँ देखी गईं। 40x आवर्धन पर नियंत्रण और उपचारित समूहों में रूपात्मक परिवर्तन देखे गए। जैसा कि चित्र 3 में दिखाया गया है, बायोसर्फैक्टेंट्स के साथ इलाज किए गए अधिकांश लार्वा में वृद्धि हानि हुई। चित्र 3a एक सामान्य Cx. क्विनक्वेफैसिआटस दिखाता है, चित्र 3b एक असामान्य Cx दिखाता है। पाँच नेमाटोड लार्वा का कारण बनता है।
क्यूलेक्स क्विंक्वेफैसिआटस लार्वा के विकास पर बायोसर्फेक्टेंट्स की सबलेथल (LC50) खुराक का प्रभाव। 40× आवर्धन पर एक सामान्य Cx की प्रकाश माइक्रोस्कोपी छवि (a)। क्विंक्वेफैसिआटस (b) असामान्य Cx। पाँच नेमाटोड लार्वा का कारण बनता है।
वर्तमान अध्ययन में, उपचारित लार्वा (चित्र 4) और दीमक (चित्र 5) की ऊतकवैज्ञानिक जांच से कई असामान्यताएं सामने आईं, जिनमें पेट के क्षेत्र में कमी और मांसपेशियों, उपकला परतों और त्वचा को नुकसान शामिल है। ऊतकविज्ञान ने इस अध्ययन में इस्तेमाल किए गए बायोसर्फैक्टेंट की निरोधात्मक गतिविधि के तंत्र का खुलासा किया।
सामान्य अनुपचारित 4th इंस्टार Cx लार्वा की हिस्टोपैथोलॉजी। क्विंक्वेफैसिआटस लार्वा (नियंत्रण: (a,b)) और बायोसर्फैक्टेंट (उपचार: (c,d)) से उपचारित। तीर उपचारित आंत्र उपकला (epi), नाभिक (n), और मांसपेशी (mu) को इंगित करते हैं। बार = 50 µm।
सामान्य अनुपचारित ओ. ओबेसस (नियंत्रण: (ए, बी)) और बायोसर्फैक्टेंट उपचारित (उपचार: (सी, डी)) की हिस्टोपैथोलॉजी। तीर क्रमशः आंत्र उपकला (एपीआई) और मांसपेशी (एमयू) को इंगित करते हैं। बार = 50 µm.
इस अध्ययन में, प्राथमिक उत्पादकों (हरे शैवाल), प्राथमिक उपभोक्ताओं (पानी के पिस्सू) और द्वितीयक उपभोक्ताओं (मछली) के लिए रैम्नोलिपिड बायोसर्फैक्टेंट उत्पादों की तीव्र विषाक्तता की भविष्यवाणी करने के लिए ECOSAR का उपयोग किया गया था। यह कार्यक्रम आणविक संरचना के आधार पर विषाक्तता का मूल्यांकन करने के लिए परिष्कृत मात्रात्मक संरचना-गतिविधि यौगिक मॉडल का उपयोग करता है। 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 कई प्रजातियों के लिए अनुमानित औसत घातक सांद्रता (LC50) और औसत प्रभावी सांद्रता (EC50) का सारांश प्रस्तुत करती 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 के उपभेदों का नियंत्रण। मिस्र के लोगों के लिए अब मुश्किल काम 40,41,42,43,44,45,46। हालांकि कुछ रासायनिक रूप से उपलब्ध कीटनाशक, जैसे कि पाइरेथ्रोइड्स और ऑर्गनोफॉस्फेट, कुछ हद तक फायदेमंद हैं, लेकिन वे मानव स्वास्थ्य के लिए महत्वपूर्ण जोखिम पैदा करते हैं, जिसमें मधुमेह, प्रजनन संबंधी विकार, तंत्रिका संबंधी विकार, कैंसर और श्वसन संबंधी रोग शामिल हैं। इसके अलावा, समय के साथ, ये कीट उनके प्रति प्रतिरोधी हो सकते हैं13,43,48। इस प्रकार, प्रभावी और पर्यावरण के अनुकूल जैविक नियंत्रण उपाय मच्छर नियंत्रण का एक अधिक लोकप्रिय तरीका बन जाएगा49,50। बेनेली51 ने सुझाव दिया कि शहरी क्षेत्रों में मच्छर वेक्टरों का प्रारंभिक नियंत्रण अधिक प्रभावी होगा, लेकिन उन्होंने ग्रामीण क्षेत्रों में लार्वीसाइड्स के उपयोग की अनुशंसा नहीं की52। टॉम एट अल 53 ने यह भी सुझाव दिया कि मच्छरों को उनके अपरिपक्व चरणों में नियंत्रित करना एक सुरक्षित और सरल रणनीति होगी क्योंकि वे नियंत्रण एजेंटों के प्रति अधिक संवेदनशील होते हैं54।
एक शक्तिशाली स्ट्रेन (एंटरोबैक्टर क्लोके एसजे 2) द्वारा बायोसर्फैक्टेंट उत्पादन ने लगातार और आशाजनक प्रभावकारिता दिखाई। हमारे पिछले अध्ययन ने बताया कि एंटरोबैक्टर क्लोके एसजे 2 भौतिक-रासायनिक मापदंडों का उपयोग करके बायोसर्फैक्टेंट उत्पादन को अनुकूलित करता है26। उनके अध्ययन के अनुसार, संभावित ई. क्लोके अलगाव द्वारा बायोसर्फैक्टेंट उत्पादन के लिए इष्टतम स्थितियाँ 36 घंटे के लिए ऊष्मायन, 150 आरपीएम पर आंदोलन, पीएच 7.5, 37 डिग्री सेल्सियस, लवणता 1 पीपीटी, कार्बन स्रोत के रूप में 2% ग्लूकोज, 1% खमीर थीं। 2.61 ग्राम/एल बायोसर्फैक्टेंट प्राप्त करने के लिए अर्क का उपयोग नाइट्रोजन स्रोत के रूप में किया गया था। इसके अलावा, बायोसर्फैक्टेंट्स को टीएलसी, एफटीआईआर और एमएएलडीआई-टीओएफ-एमएस का उपयोग करके विशेषता दी गई थी। इसने पुष्टि की कि रैम्नोलिपिड एक बायोसर्फैक्टेंट है। ग्लाइकोलिपिड बायोसर्फैक्टेंट्स अन्य प्रकार के बायोसर्फैक्टेंट्स का सबसे गहन अध्ययन किया गया वर्ग है55। इनमें कार्बोहाइड्रेट और लिपिड भाग होते हैं, मुख्य रूप से फैटी एसिड चेन। ग्लाइकोलिपिड्स में, मुख्य प्रतिनिधि रमनोलिपिड और सोफोरोलिपिड56 हैं। रमनोलिपिड्स में मोनो- या डाइ-β-हाइड्रॉक्सीडेकेनोइक एसिड से जुड़े दो रमनोज भाग होते हैं 57। चिकित्सा और दवा उद्योगों में रमनोलिपिड्स का उपयोग अच्छी तरह से स्थापित है 58, कीटनाशकों के रूप में उनके हाल के उपयोग के अलावा 59।
बायोसर्फैक्टेंट की श्वसन साइफन के हाइड्रोफोबिक क्षेत्र के साथ अंतःक्रिया पानी को इसके रंध्र गुहा से गुजरने की अनुमति देती है, जिससे जलीय वातावरण के साथ लार्वा का संपर्क बढ़ जाता है। बायोसर्फैक्टेंट 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। नतीजतन, पानी का सतही तनाव कम हो जाता है। चूंकि लार्वा पानी की सतह से चिपक नहीं सकते, इसलिए वे टैंक के तल पर गिर जाते हैं, जिससे हाइड्रोस्टेटिक दबाव बाधित होता है, जिसके परिणामस्वरूप अत्यधिक ऊर्जा व्यय होता है और डूबने से मृत्यु हो जाती है38,60। इसी तरह के परिणाम घ्रिबी61 द्वारा प्राप्त किए गए थे, जहां बैसिलस सबटिलिस द्वारा उत्पादित बायोसर्फैक्टेंट ने इफेस्टिया कुहेनिएला के खिलाफ लार्विसाइडल गतिविधि प्रदर्शित की। इसी तरह, सीएक्स की लार्विसाइडल गतिविधि। दास और मुखर्जी23 ने भी क्विंक्वेफैसिआटस लार्वा पर चक्रीय लिपोपेप्टाइड्स के प्रभाव का आकलन किया।
इस अध्ययन के नतीजे Cx के खिलाफ रैम्नोलिपिड बायोसर्फेक्टेंट्स की लार्विसाइडल गतिविधि से संबंधित हैं। क्विंक्यूफैसिआटस मच्छरों को मारना पहले प्रकाशित परिणामों के अनुरूप है। उदाहरण के लिए, बैसिलस जीनस के विभिन्न बैक्टीरिया द्वारा उत्पादित सर्फैक्टिन-आधारित बायोसर्फेक्टेंट्स का इस्तेमाल किया जाता है। और स्यूडोमोनास एसपीपी। कुछ शुरुआती रिपोर्ट्स64,65,66 में बैसिलस सबटिलिस23 से लिपोपेप्टाइड बायोसर्फेक्टेंट्स की लार्वा-मारने वाली गतिविधि की सूचना दी गई है। दीपाली एट अल। 63 ने पाया कि स्टेनोट्रोपोमोनस माल्टोफीलिया से अलग किए गए रैम्नोलिपिड बायोसर्फेक्टेंट में 10 मिलीग्राम/लीटर की सांद्रता पर शक्तिशाली लार्विसाइडल गतिविधि थी। सिल्वा एट अल। 67 68 ने बताया कि बैसिलस सबटिलिस द्वारा उत्पादित लिपोपेप्टाइड बायोसर्फैक्टेंट्स ने यूकेलिप्टस के लिपोफिलिक अंश के साथ क्यूलेक्स लार्वा और दीमक में समग्र मृत्यु दर का कारण बना। इसी तरह, मासेंद्र एट अल. 69 ने ई. क्रूड एक्सट्रैक्ट के लिपोफिलिक एन-हेक्सेन और ईटीओएसी अंशों में श्रमिक चींटी (क्रिप्टोटर्मेस साइनोसेफालस लाइट) की मृत्यु दर 61.7% बताई।
पार्थिपन एट अल 70 ने मलेरिया परजीवी प्लास्मोडियम के एक वेक्टर एनोफिलिस स्टीफेंस के खिलाफ बैसिलस सबटिलिस ए1 और स्यूडोमोनास स्टुटजेरी एनए3 द्वारा उत्पादित लिपोपेप्टाइड बायोसर्फैक्टेंट्स के कीटनाशक उपयोग की रिपोर्ट की। उन्होंने देखा कि लार्वा और प्यूपा लंबे समय तक जीवित रहे, उनके अंडे देने की अवधि कम थी, वे बांझ थे, और बायोसर्फैक्टेंट्स की विभिन्न सांद्रताओं के साथ इलाज किए जाने पर उनका जीवनकाल कम था। बी. सबटिलिस बायोसर्फैक्टेंट ए1 के देखे गए एलसी50 मान अलग-अलग लार्वा अवस्थाओं (यानी लार्वा I, II, III, IV और स्टेज प्यूपा) के लिए क्रमशः 3.58, 4.92, 5.37, 7.10 और 7.99 मिलीग्राम/लीटर थे। तुलना में, स्यूडोमोनास स्टुटजेरी NA3 के लार्वा चरण I-IV और प्यूपल चरणों के लिए बायोसर्फेक्टेंट 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 गड़बड़ी का परिणाम माना जाता है71।
विकरहामोमाइसीस एनोमलस स्ट्रेन CCMA 0358 एडीज मच्छरों के खिलाफ 100% लार्विसाइडल गतिविधि वाला बायोसर्फेक्टेंट बनाता है। 24 घंटे के अंतराल पर 38 एजिप्ती में 38% लार्वा को मारने की क्षमता सिल्वा एट अल द्वारा बताए गए आंकड़ों से अधिक थी। कार्बन स्रोत के रूप में सूरजमुखी के तेल का उपयोग करके स्यूडोमोनस एरुगिनोसा से उत्पादित बायोसर्फेक्टेंट 48 घंटों के भीतर 100% लार्वा को मारने में सक्षम पाया गया है 67। अबिनया एट अल.72 और प्रधान एट अल.73 ने बैसिलस जीनस के कई आइसोलेट्स द्वारा उत्पादित सर्फेक्टेंट के लार्विसाइडल या कीटनाशक प्रभावों को भी प्रदर्शित किया। सेंथिल-नाथन एट अल द्वारा पहले प्रकाशित एक अध्ययन में पाया गया कि प्लांट लैगून के संपर्क में आने वाले मच्छरों के 100% लार्वा के मरने की संभावना थी। 74.
कीट जीव विज्ञान पर कीटनाशकों के उप-घातक प्रभावों का आकलन एकीकृत कीट प्रबंधन कार्यक्रमों के लिए महत्वपूर्ण है क्योंकि उप-घातक खुराक/सांद्रता कीटों को नहीं मारती लेकिन जैविक विशेषताओं को बाधित करके भविष्य की पीढ़ियों में कीट आबादी को कम कर सकती है10। सिक्वेरा एट अल 75 ने 50 से 300 मिलीग्राम/एमएल तक के विभिन्न सांद्रता पर परीक्षण करने पर रम्नोलिपिड बायोसर्फेक्टेंट (300 मिलीग्राम/एमएल) की पूर्ण लार्विसाइडल गतिविधि (100% मृत्यु दर) देखी। एडीज एजिप्टी उपभेदों का लार्वा चरण। उन्होंने लार्वा के जीवित रहने और तैरने की गतिविधि पर मृत्यु के समय और उप-घातक सांद्रता के प्रभावों का विश्लेषण किया। इसके अलावा, उन्होंने बायोसर्फेक्टेंट की उप-घातक सांद्रता (जैसे, 50 मिलीग्राम/एमएल और 100 मिलीग्राम/एमएल) के संपर्क में आने के 24-48 घंटे बाद तैराकी की गति में कमी देखी। ऐसे जहर जिनकी उप-घातक भूमिकाएं आशाजनक हैं, उन्हें उजागर कीटों को कई तरह से नुकसान पहुंचाने में अधिक प्रभावी माना जाता है76।
हमारे परिणामों के ऊतकवैज्ञानिक अवलोकन यह संकेत देते हैं कि एंटरोबैक्टर क्लोके एसजे2 द्वारा उत्पादित बायोसर्फेक्टेंट्स मच्छर (सीएक्स. क्विंक्यूफैसिआटस) और दीमक (ओ. ओबेसस) के लार्वा के ऊतकों को महत्वपूर्ण रूप से बदल देते हैं। एन. गाम्बिएस.एस और एन. अरेबिका में तुलसी के तेल की तैयारी से इसी प्रकार की विसंगतियाँ हुईं, जिनका वर्णन ओचोला77 द्वारा किया गया था। कामराज एट अल.78 ने भी एन. गैम्बिएस.एस और एन. अरेबिका में समान रूपात्मक असामान्यताओं का वर्णन किया है। स्टेफ़नी के लार्वा सोने के नैनोकणों के संपर्क में थे। वसंता-श्रीनिवासन एट अल.79 ने यह भी बताया कि शेफर्ड के पर्स आवश्यक तेल ने एडीज एल्बोपिक्टस के कक्ष और उपकला परतों को गंभीर रूप से क्षतिग्रस्त कर दिया। एडीज एजिप्टी। राघवेंद्रन मृत्यु दर 80. इससे पहले, अबिनया एट अल. एएन के चौथे इनस्टार लार्वा का अध्ययन किया गया था। स्टीफेंस और एई. एजिप्टी ने बी. लिचेनफॉर्मिस एक्सोपॉलीसेकेराइड्स से उपचारित एडीज एजिप्टी में कई हिस्टोलॉजिकल परिवर्तन पाए, जिनमें गैस्ट्रिक सीकम, मांसपेशियों का शोष, तंत्रिका कॉर्ड गैंग्लिया की क्षति और अव्यवस्था शामिल है72. राघवेंद्रन एट अल. के अनुसार, पी. डेलिया माइसेलियल अर्क से उपचार के बाद, परीक्षण किए गए मच्छरों (चौथे इनस्टार लार्वा) की मिडगट कोशिकाओं में आंतों के लुमेन की सूजन, अंतरकोशिकीय सामग्री में कमी और परमाणु अध:पतन81 दिखाई दिया। इचिनेसिया पत्ती के अर्क से उपचारित मच्छरों के लार्वा में भी वही हिस्टोलॉजिकल परिवर्तन देखे गए, जो उपचारित यौगिकों की कीटनाशक क्षमता को दर्शाता है50.
ECOSAR सॉफ़्टवेयर के उपयोग को अंतर्राष्ट्रीय मान्यता मिली है82. वर्तमान शोध से पता चलता है कि माइक्रोएल्गी (सी. वल्गेरिस), मछली और पानी के पिस्सू (डी. मैग्ना) के लिए ECOSAR बायोसर्फेक्टेंट्स की तीव्र विषाक्तता संयुक्त राष्ट्र द्वारा परिभाषित "विषाक्तता" श्रेणी में आती है83. ECOSAR इकोटॉक्सिसिटी मॉडल पदार्थों की तीव्र और दीर्घकालिक विषाक्तता की भविष्यवाणी करने के लिए SAR और QSAR का उपयोग करता है और अक्सर कार्बनिक प्रदूषकों की विषाक्तता की भविष्यवाणी करने के लिए इसका उपयोग किया जाता है82,84.
इस अध्ययन में प्रयुक्त पैराफॉर्मेल्डिहाइड, सोडियम फॉस्फेट बफर (पीएच 7.4) और अन्य सभी रसायन हाईमीडिया प्रयोगशालाओं, भारत से खरीदे गए थे।
बायोसर्फैक्टेंट का उत्पादन 500 एमएल एर्लेनमेयर फ्लास्क में किया गया था, जिसमें 200 एमएल स्टेराइल बुशनेल हास माध्यम था, जिसे एकमात्र कार्बन स्रोत के रूप में 1% कच्चे तेल के साथ पूरक किया गया था। एंटरोबैक्टर क्लोके एसजे2 (1.4 × 104 सीएफयू/एमएल) की प्रीकल्चर को 37 डिग्री सेल्सियस, 200 आरपीएम पर 7 दिनों के लिए ऑर्बिटल शेकर पर टीका लगाया गया और संवर्धित किया गया। ऊष्मायन अवधि के बाद, 4 डिग्री सेल्सियस पर 20 मिनट के लिए 3400 × जी पर संस्कृति माध्यम को सेंट्रीफ्यूज करके बायोसर्फैक्टेंट निकाला गया और परिणामी सुपरनेटेंट का उपयोग स्क्रीनिंग उद्देश्यों के लिए किया गया। बायोसर्फैक्टेंट्स की अनुकूलन प्रक्रियाओं और लक्षण वर्णन को हमारे पिछले अध्ययन26 से अपनाया गया था।
क्यूलेक्स क्विनक्वेफैसिआटस लार्वा को सेंटर फॉर एडवांस्ड स्टडी इन मरीन बायोलॉजी (सीएएस), पलंचिपेटाई, तमिलनाडु (भारत) से प्राप्त किया गया था। लार्वा को 27 ± 2 डिग्री सेल्सियस और 12:12 (प्रकाश:अंधेरा) के फोटोपीरियड पर विआयनीकृत पानी से भरे प्लास्टिक कंटेनर में पाला गया था। मच्छरों के लार्वा को 10% ग्लूकोज घोल पिलाया गया।
क्यूलेक्स क्विंक्वेफैसिअसस लार्वा खुले और असुरक्षित सेप्टिक टैंक में पाए गए हैं। प्रयोगशाला में लार्वा की पहचान और संवर्धन के लिए मानक वर्गीकरण दिशा-निर्देशों का उपयोग करें85. विश्व स्वास्थ्य संगठन की सिफारिशों के अनुसार लार्विसाइडल परीक्षण किए गए थे 86. एसएच. क्विंक्वेफैसिअसस के चौथे इंस्टार लार्वा को 25 मिली और 50 मिली के समूहों में बंद ट्यूबों में उनकी क्षमता के दो-तिहाई के वायु अंतराल के साथ एकत्र किया गया था। बायोसर्फेक्टेंट (0-50 मिलीग्राम / एमएल) को व्यक्तिगत रूप से प्रत्येक ट्यूब में जोड़ा गया और 25 डिग्री सेल्सियस पर संग्रहीत किया गया। नियंत्रण ट्यूब में केवल आसुत जल (50 मिली) का उपयोग किया गया। मृत लार्वा उन्हें माना जाता था जो ऊष्मायन अवधि (12-48 घंटे) के दौरान तैरने के कोई संकेत नहीं दिखाते थे 87. समीकरण का उपयोग करके लार्वा मृत्यु दर के प्रतिशत की गणना करें। (1)88.
ओडोन्टोटर्मिटिडे परिवार में भारतीय दीमक ओडोन्टोटर्मिस ओबेसस शामिल है, जो कृषि परिसर (अन्नामलाई विश्वविद्यालय, भारत) में सड़ते हुए लॉग में पाया जाता है। यह निर्धारित करने के लिए कि क्या यह हानिकारक है, सामान्य प्रक्रियाओं का उपयोग करके इस बायोसर्फेक्टेंट (0-50 मिलीग्राम/एमएल) का परीक्षण करें। 30 मिनट के लिए लेमिनार वायु प्रवाह में सुखाने के बाद, व्हाटमैन पेपर की प्रत्येक पट्टी को 30, 40, या 50 मिलीग्राम/एमएल की सांद्रता पर बायोसर्फेक्टेंट के साथ लेपित किया गया था। प्री-कोटेड और अनकोटेड पेपर स्ट्रिप्स का परीक्षण और तुलना पेट्री डिश के केंद्र में की गई थी। प्रत्येक पेट्री डिश में लगभग तीस सक्रिय दीमक ओ. ओबेसस होते हैं। नियंत्रण और परीक्षण दीमक को भोजन के स्रोत के रूप में गीला कागज दिया गया था। सभी प्लेटों को ऊष्मायन अवधि के दौरान कमरे के तापमान पर रखा गया था।
नमूनों को बर्फ पर रखा गया और 0.1 एम सोडियम फॉस्फेट बफर (पीएच 7.4) के 100 मिलीलीटर युक्त माइक्रोट्यूब में पैक किया गया और आगे के विश्लेषण के लिए राजीव गांधी सेंटर फॉर एक्वाकल्चर (आरजीसीए) के केंद्रीय एक्वाकल्चर पैथोलॉजी प्रयोगशाला (सीएपीएल) में भेजा गया। हिस्टोलॉजी प्रयोगशाला, सिरकाली, मयिलादुथुराई। जिला, तमिलनाडु, भारत। नमूनों को तुरंत 48 घंटों के लिए 37 डिग्री सेल्सियस पर 4% पैराफॉर्मलडिहाइड में स्थिर किया गया।
स्थिरीकरण चरण के बाद, सामग्री को 0.1 एम सोडियम फॉस्फेट बफर (पीएच 7.4) से तीन बार धोया गया, इथेनॉल में चरणबद्ध तरीके से निर्जलित किया गया और 7 दिनों के लिए लीका राल में भिगोया गया। फिर पदार्थ को राल और पॉलीमराइज़र से भरे प्लास्टिक के सांचे में रखा जाता है, और फिर 37 डिग्री सेल्सियस तक गर्म किए गए ओवन में रखा जाता है जब तक कि पदार्थ युक्त ब्लॉक पूरी तरह से पॉलीमराइज़ न हो जाए।
पोलीमराइजेशन के बाद, ब्लॉक्स को LEICA RM2235 माइक्रोटोम (रैंकिन बायोमेडिकल कॉर्पोरेशन 10,399 एंटरप्राइज डॉ. डेविसबर्ग, एमआई 48,350, यूएसए) का उपयोग करके 3 मिमी की मोटाई में काटा गया। अनुभागों को स्लाइड पर समूहीकृत किया गया है, जिसमें प्रति स्लाइड छह अनुभाग हैं। स्लाइड्स को कमरे के तापमान पर सुखाया गया, फिर 7 मिनट के लिए हेमाटोक्सिलिन से रंगा गया और 4 मिनट के लिए बहते पानी से धोया गया। इसके अलावा, त्वचा पर 5 मिनट के लिए ईओसिन घोल लगाएं और 5 मिनट के लिए बहते पानी से धो लें।
विभिन्न उष्णकटिबंधीय स्तरों से जलीय जीवों का उपयोग करके तीव्र विषाक्तता की भविष्यवाणी की गई: 96 घंटे की मछली LC50, 48 घंटे की D. मैग्ना LC50, और 96 घंटे की हरी शैवाल EC50। मछली और हरी शैवाल के लिए रमनोलिपिड बायोसर्फेक्टेंट्स की विषाक्तता का आकलन अमेरिकी पर्यावरण संरक्षण एजेंसी द्वारा विकसित विंडोज के लिए ECOSAR सॉफ्टवेयर संस्करण 2.2 का उपयोग करके किया गया था। (ऑनलाइन https://www.epa.gov/tsca-screening-tools/ecological-struct-activity-relationships-ecosar-predictive-model पर उपलब्ध है)।
लार्वीसाइडल और एंटीटर्माइट गतिविधि के लिए सभी परीक्षण तीन प्रतियों में किए गए थे। लार्वा और दीमक मृत्यु दर डेटा का नॉनलाइनियर रिग्रेशन (खुराक प्रतिक्रिया चर का लॉग) 95% विश्वास अंतराल के साथ औसत घातक सांद्रता (LC50) की गणना करने के लिए किया गया था, और प्रिज्म® (संस्करण 8.0, ग्राफपैड सॉफ्टवेयर) इंक., यूएसए) 84, 91 का उपयोग करके सांद्रता प्रतिक्रिया वक्र तैयार किए गए थे।
वर्तमान अध्ययन एंटरोबैक्टर क्लोके एसजे2 द्वारा उत्पादित माइक्रोबियल बायोसर्फेक्टेंट्स की मच्छर लार्विसाइडल और एंटीटर्माइट एजेंट के रूप में क्षमता का खुलासा करता है, और यह कार्य लार्विसाइडल और एंटीटर्माइट क्रिया के तंत्र की बेहतर समझ में योगदान देगा। बायोसर्फेक्टेंट्स से उपचारित लार्वा के हिस्टोलॉजिकल अध्ययनों से पाचन तंत्र, मध्यांत्र, सेरेब्रल कॉर्टेक्स और आंतों की उपकला कोशिकाओं के हाइपरप्लासिया को नुकसान दिखाई दिया। परिणाम: एंटरोबैक्टर क्लोके एसजे2 द्वारा उत्पादित रैम्नोलिपिड बायोसर्फेक्टेंट की एंटीटर्माइट और लार्विसाइडल गतिविधि के विषाक्तता संबंधी मूल्यांकन से पता चला कि यह अलगाव मच्छरों (सीएक्स क्विंक्यूफैसिअसस) और दीमक (ओ. ओबेसस) के वेक्टर-जनित रोगों के नियंत्रण के लिए एक संभावित जैव कीटनाशक है। बायोसर्फेक्टेंट्स की अंतर्निहित पर्यावरणीय विषाक्तता और उनके संभावित पर्यावरणीय प्रभावों को समझने की आवश्यकता है। यह अध्ययन बायोसर्फेक्टेंट्स के पर्यावरणीय जोखिम का आकलन करने के लिए एक वैज्ञानिक आधार प्रदान करता है।