JoVE Logo
Authors
Contact Us

Sign In

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • תוצאות
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

שימוש בצמח Carpesium abrotanoides L. להדברת זחלי יתושים יכול להפחית ביעילות את אוכלוסיית יתושי Aedes albopictus ולספק בסיס לתכנון קוטלי חרקים שמקורם בצמחים.

Abstract

כווקטור חיוני של קדחת דנגי, קדחת צהובה ומחלות אחרות המועברות על ידי יתושים, Aedes albopictus (Diptera: Culicidae) יכול להיות מופץ ברחבי העולם ולגרום לאיום חמור על בריאות הציבור. נכון להיום, בהתחשב בעמידות המתפתחת במהירות לקוטלי חרקים ביתוש, פיתוח קוטלי חרקים בוטניים חדשים להדברה והפחתת Ae. albopictus הוא דחוף וחיוני. לכן, כדי לחקור את השפעת המרתח של הצמח C. abrotanoides L. על הרג זחלי יתושים, זיהינו את תמותת הזחלים לאחר טיפול בריכוזים שונים (60 מ"ג/מ"ל, 120 מ"ג/מ"ל ו-180 מ"ג/מ"ל) של מרתח בסדרה של נקודות זמן (12 שעות, 24 שעות, 36 שעות ו-48 שעות). מצאנו ש-24 שעות עם 180 מ"ג/מ"ל C. abrotanoides L. טיפול מרתח הרג 92.35% מהיתושים ביחס לטיפול הביקורת. בינתיים, 36 שעות עם 120 מ"ג/מ"ל יכולות גם להרוג יותר מ-90% מהיתושים. יתר על כן, אוכלוסיות Carassius auratus נחשפו למרתח של 120 מ"ג/מ"ל C. abrotanoides L. במשך 36 שעות ולא מתו. הערכת התמותה הצביעה על כך שריכוז זה אינו רמה מזיקה של זיהום סביבתי אקולוגי. מחקר זה מספק מועמד אפשרי לצמח שיכול לשמש לתכנון קוטלי חרקים שמקורם בצמחים. בנוסף, ניתן לשנות שיטות אלו וליישם אותן על מיני יתושים אחרים.

Introduction

Aedes albopictus, הידוע גם בשם "יתוש הנמר האסייתי", יכול להפיץ מגוון מחלות, כגון קדחת דנגי, קדחת צ'יקונגוניה ומחלת נגיף זיקה, על ידי מציצת דם של בני אדם ובעלי חיים1. בשל התפוצה הרחבה של Ae. albopictus, מצב המגיפה של מחלות המועברות על ידי יתושים כמו קדחת דנגי הפך חמור יותר ויותר בשנים האחרונות, ומהווה איום חמור על חייהם ובריאותם של אנשים ברחבי העולם2. נכון לעכשיו, עבור רוב המחלות המועברות על ידי יתושים, אין חיסון יעיל או תרופה טיפולית ספציפית. הריגת יתושים באמצעות קוטלי חרקים כימיים היא עדיין האמצעי העיקרי לשליטה במחלות המועברות על ידי יתושים3. שיטת ההדברה הכימית באמצעות קוטלי חרקים כימיים יכולה להרוג יתושים במהירות וביעילות והפכה לאמצעי העיקרי להדברת וקטור יתושים4. עם זאת, השימוש ארוך הטווח והנרחב בקוטלי חרקים הוביל לירידה ברגישות של Ae. albopictus לקוטלי חרקים ועמידות לקוטלי חרקים, שהפכה למכשול הגדול ביותר לשליטה במחלות המועברות על ידי יתושים. לכן, יש משמעות מעשית רבה לפתח סוג חדש של קוטל חרקים נגד יתושים עם יעילות גבוהה, בטיחות והגנה על הסביבה.

בטבע, צמחים הם היצרנים העיקריים. חרקים ובעלי חיים רבים אוכלים צמחים. כאשר צמחים סובלים מ"אסונות טבע ומעשה ידי אדם" שונים, הם מייצרים מטבוליטים משניים כדי לשרוד. לחומרים אלה יש לעתים קרובות את היכולת להתנגד להזנה, למחלות ולעמידות של אורגניזמים אחרים בפני חרקים. יש להם לא רק השפעות על מגוון מזיקים אלא גם יש להם סיכון נמוך לרעילות סביבתית5. Carpesium abrotanoides L. הוא צמח רב-שנתי מהסוג Carpesium abrotanoides של Compositae, הידוע גם בשמות "כחול קרפדה", "עשב חי צבאים", "טבק בר" וכו'. הוא מופץ באופן נרחב בסין ובמזרח אסיה. הגבעולים והעלים שלו יכולים לשמש כקוטלי חרקים באזורים אלה לטיפול בשפשופים וחום6. פריו ידוע בשם המקומי "ביי-הה-שי" בסין ומשמש לטיפול בתולעי סרט ו-Ascaris lumbricoides ברפואה העממית 7,8. דווח כי הצמח עשיר במונוטרפנים, ססקיטרפנים, פנולים ורכיבים אופייניים אחרים ובעל השפעות פרמקולוגיות יעילות, כגון השפעות אנטי דלקתיות, אנטי פטרייתיות, אנטי טפיליות, אנטי גידוליות ואנטי-ויראליות7. מחקרים אחרונים מצאו שיש לו השפעה נוגדת הזנה על Spodoptera exigua9, רעילות מגע ל-Sitophilus zeamais10, יכולת הרג של Cysticercus cellulosae של Taenia asiatica8, פעילות נוגדת הזנה ורעילות מגע לתולעת צבא ו-Plutella xylostella11. התקדמות ראשונית נעשתה בחקר ההשפעות הרעילות של C. abrotanoides L. על טפילים מסוימים, מזיקים חקלאיים ומזיקים סניטריים, שניתן להשתמש בהם כדי לשלוט בזחלים של Aedes albopictus.

מחקר זה דן בפרוטוקול להדברת זחלי Ae. albopictus עם C. abrotanoides L. בפרוטוקול זה, נעשה שימוש במרתח C. abrotanoides L. כדי לפעול על זחלי הכוכב הרביעי של Ae. albopictus, ומוות הזחלים התגלה לאחר טיפול במרתח C. abrotanoides L. בריכוזים שונים (60 מ"ג/מ"ל, 120 מ"ג/מ"ל ו-180 מ"ג/מ"ל) בסדרה של נקודות זמן (12 שעות, 24 שעות, 36 שעות, ו-48 שעות). קביעת השפעת ההרג של מרתח C. abrotanoides L. על זחלי Ae. albopictus מספקים רעיון חדש להדברת יתושים נוספת עם יעילות גבוהה, רעילות נמוכה ושימוש בקוטלי חרקים בוטניים ידידותיים לסביבה.

Protocol

דם העזים ששימש להאכלת נקבות יתושים נאסף מבית מטבחיים מקומי בעיר דויון, גוויג'ואו, סין, ונעשה בו שימוש בהתאם להנחיות ולתקנות האתיות של המעבדה המרכזית למחלות טפיליות אנושיות במחוז צ'יאנאן, דויון, גוויג'ואו, סין.

1. הכנת ריאגנטים

הערה: עיין בטבלת החומרים לקבלת רשימה של ציוד, ריאגנטים וחומרים מתכלים אחרים המשמשים בפרוטוקול זה.

  1. מיצוי וזיהוי של C. abrotanoides L.
    1. אוספים את כל העשב של C. abrotanoides L. דשא שלם של C. abrotanoides L. במחקר זה נאסף מהמחוז האוטונומי סנדו שואי, מחוז גוויג'ואו (N: 25.95, E: 107.87) באפריל 2021.התמונות מאתר האיסוף של C. abrotanoides L. באיור 1.
      הערה: על פי התפלגות המשאבים, התכונות הרפואיות, מבנה הרקמה ומאפייני הזיהוי הפיזיקליים והכימיים של C. abrotanoides L., הזיהוי של C. abrotanoides L. היה כדלקמן: הצמח כולו בגובה 30-100 ס"מ, עם גבעולים זקופים, ענפים רבים בחלקו העליון, עלים לסירוגין בחלק התחתון של הגבעול, מעט פטוטרת, עלים סגלגלים, באורך 10-15 ס"מ ורוחב 5-8 ס"מ, משוננים מלאים או לא סדירים, העלים בחלקו העליון של הגבעול כמעט יושבים, סגלגלים ארוכים, קטן בהדרגה כלפי מעלה, והראש בית השחי, כמעט שקט, עם פרחים שמוטים, גז מיוחד, טעם קל וחריף. הצמח זוהה כ-C. abrotanoides L. על ידי מורים המתמחים ברפואה סינית מסורתית בשותפויות שלנו.
  2. C. abrotanoides L. ניקוי, ייבוש וריסוק
    1. הסר את הזיהומים כגון עלים מתים ואדמה מ- C. abrotanoides L. שנאסף ונקה אותו. יבש אותו באוויר במשך 10-15 ימים בתנאים מאווררים או יבש אותו בתנור יבש בחום של 95 מעלות צלזיוס למשך 6 שעות.
      הערה: במהלך תהליך הייבוש של C. abrotanoides L., יש צורך להפוך אותו כך שיוכל להתייבש באופן שווה. אם רקמת C. abrotanoides L. אינה נמעכת בקלות בתהליך הריסוק, ניתן לייבש אותה שוב ואז לרסק אותה.
  3. הכנת מרתח תמצית C. abrotanoides L.
    1. שוקלים 360 גרם של C. abrotanoides L. אבקה מזוקקת, מוסיפים 1000 מ"ל מים מזוקקים, ומרתחים באש איטית (הספק 800 וואט) למשך שעתיים.
    2. מסננים את המרתח בנייר פילטר רגיל ואז מתרכזים במאייד סיבובי ליצירת מיצוי. מדללים את התמצית במים מזוקקים ל-1000 מ"ל, ומכינים C . abrotanoides L.מרתח מים מזוקקים המכיל 360 מ"ג/מ"ל של החומר הרפואי המקורי.
    3. קח 50 מ"ל, 100 מ"ל ו-150 מ"ל של מרתח מים מזוקק של C. abrotanoides L. ודלל אותם להכנת מרתחי מים המכילים 120 מ"ג/מ"ל, 240 מ"ג/מ"ל ו-360 מ"ג/מ"ל של החומרים הרפואיים המקוריים, 150 מ"ל כל אחד להמתנה.
      הערה: בתהליך הרתיחה יש לשלוט היטב בחום. לאחר הרתיחה האש הופחתה, והנוזל נשמר בחום של 100 מעלות צלזיוס והרתיח מעט.

2. הכנת דגימת יתושים

  1. מקור היתושים
    1. אוסף זחלי Ae. albopictus . במחקר זה, זחלי Ae. albopictus נאספו באזור המגורים של העיר Duyun (N: 26.25, E: 107.52), מחוז גוויג'ואו, באוגוסט 2020.
    2. על פי התפוצה, המאפיינים המורפולוגיים של הזחלים והבוגרים של Ae. albopictus, הזיהוי של Aedes albopictus היה כדלקמן: לבסיס של Ctenophora של זחלי Aedes albopictus יש משיכה עדינה; אוכף זנב לא שלם; צינור הנשימה שחור, קצר ועבה; הבוגרים של Aedes albopictus הם יתושים קטנים עד בינוניים. נקבת היתוש בינונית ושחורה. לסקוטלום האמצעי-חזה יש פס אורך לבן, בדרך כלל מתחדד בהדרגה בחלק האחורי ומתפצל באזור הקדמי של הסקוטלום הקטן. למפרק כף הרגל יש טבעת לבנה בסיסית, וכל או רוב מפרק 5 לבן. היתושים זוהו כ-Ae. albopictus על ידי מורים לפרזיטולוגיה והתמחות יתושים בשותפויות שלנו.
    3. שמור על הזנה קונבנציונלית בטמפרטורה של 25 ± 1 מעלות צלזיוס ולחות יחסית של 70% ± 10%, והשתמש במנורת פלורסנט של 80 ואט כמקור האור (בהיר: כהה = 14 שעות: 10 שעות).
    4. האכילו את הזחלים באבקת כבד עוף, ויתושים בוגרים במי סוכר של 10%.
  2. איסוף ביצי יתושים
    1. כאשר הזחלים של Ae. albopictus גדלו לגלמים, מצצו את הגלמים החוצה באמצעות פיפטת פסטר חד פעמית מפלסטיק והעבירו אותם לכלוב היתושים הבוגרים.
    2. לאחר 3-5 ימים של הופעת יתוש בוגר, הנקבה והזכר מזדווגים. בשלב זה, האכילו את נקבות היתושים בדם למשך 4-8 שעות.
      הערה: הדם שנוסף עם נוגד קרישה הוכנס לכלי תרבית, חומם במים חמימים של 37 מעלות צלזיוס, וכוסה בשכבת בד גזה לנקבות יתושים למצוץ דם.
    3. אוספים את הביצים של Aedes albopictus באמצעות איסוף ביצים (תוצרת בית: 300 מ"ל פלסטיק אטומה ישרה המכילה 250 מ"ל מים מזוקקים, ואז נייר הסינון היה שקוע באמצע הדרך סביב הקצה הפנימי של הכוס).
      הערה: ניתן לאחסן את הביצים של Ae. albopictus במשך 3-6 חודשים.
  3. בקיעה והאכלה של יתושים
    1. במהלך הניסוי, Ae. albopictus בקע בדרך כלל שבוע מראש. מניחים את הביצים של Aedes albopictus על צלחת אמייל, מוסיפים 1000 מ"ל מי ברז ומניחים להם לעמוד יותר מ -24 שעות. הביצים בוקעות לזחלים תוך 1-2 ימים.
    2. הזחלים נמסו אחת ל-1-2 ימים, כלומר הגדילו כוכב אחד. בחר 1000 זחלים בסוף הכוכב השלישי או בתחילת הכוכב הרביעי לאחר רבייה במשך 2-3 דורות מבלי ליצור קשר עם קוטלי חרקים כימיים במעבדה לצורך הבדיקה.
      הערה: אם צפיפות הזחלים גבוהה מדי, חלקו אותם לצלחות כדי לאפשר לזחלים לגדול כרגיל.

3. איתור ההשפעה הרעילה של מרתח C. abrotanoides L. על זחלי Ae. albopictus בשיטת הטבילה

  1. הגדרת קיבוץ
    1. הגדר את קבוצת הניסוי: הכן מרתחי C. abrotanoides L. (50 מ"ל) עם שלושה ריכוזי תרופות (120 מ"ג/מ"ל, 240 מ"ג/מ"ל ו-360 מ"ג/מ"ל).
    2. קבוצת ביקורת ריקה: השתמש במים נטולי כלור (תוצרת בית: מי ברז העומדים יותר מ-24 שעות) בנפח זהה לתרופה.
    3. קבוצת ביקורת חיובית: הכינו את התרופה דלטמתרין, קוטל חרקים כימי נפוץ, בריכוז סופי של 0.05 מ"ג/מ"ל.
  2. הוספת תרופה נוזלית
    1. השתמש במספר כוסות פלסטיק חד פעמיות בנפח גדול מ-200 מ"ל, והוסף 35 זחלי Ae. albopictus בסוף הכוכב השלישי או בתחילת הכוכב הרביעי ל-50 מ"ל מים נטולי כלור.
    2. בקבוצת הניסוי יש להוסיף 50 מ"ל של מרתח מים מזוקקים של C. abrotanoides L. מכל ריכוז, לנער בעדינות ולערבב באופן שווה לנפח כולל של 100 מ"ל. הריכוזים הסופיים של מרתח המים המזוקקים C. abrotanoides L. הם 60 מ"ג/מ"ל, 120 מ"ג/מ"ל ו-180 מ"ג/מ"ל.
    3. בקבוצת הבקרה הריקה, הוסף 50 מ"ל מים נטולי כלור לנפח כולל של 100 מ"ל וסמן אותם כבקרה ריקה.
    4. בקבוצת הביקורת החיובית יש להוסיף 50 מ"ל תמיסת דלטמטרין בריכוז של 0.1 מ"ג/מ"ל, לנער בעדינות ולערבב באופן שווה לנפח כולל של 100 מ"ל לריכוז סופי של 0.05 מ"ג/מ"ל ולסמן אותה כביקורת חיובית.
  3. תצפיות
    1. העבירו בעדינות את כוסות הפלסטיק המסומנות לחדר התצפית עם אותה סביבת האכלה, ותעדו את מותם של זחלי Ae. albopictus בכל קבוצת ניסוי וקבוצת ביקורת ב-12 שעות, 24 שעות, 36 שעות ו-48 שעות, בהתאמה. התבוננו בפרטים המתים תחת המיקרוסקופ והשוו אותם לזחלי Ae. albopictus הרגילים .
    2. בנקודת הזמן של התצפית לעיל, אם הזחלים היו מעורבבים עם מחט דקה חדה ולא יכלו לברוח או שלא הייתה להם תגובה, התייחסו אליהם כאל מתים. חזור על הבדיקה שלוש פעמים.
      הערה: אם תמותת הזחלים בקבוצת הביקורת עלתה על 20%, תוצאות הבדיקה לא היו תקפות והיה צורך לחזור עליהן. הגישה הכוללת מסוכמת באיור 2.

4. ניסוי סימולציה חיצונית

  1. החל את שלושת הריכוזים של מרתח C. abrotanoides L. על זחלי Ae. albopictus בתנאים חיצוניים כדי לצפות במוות הזחלים. השווה אם יש הבדל בין ההשפעה הרעילה לזו במעבדה.
  2. החל את שלושת הריכוזים של מרתח מים מזוקק C . abrotanoides L. על קרפיון קרוסיאני בר בתנאים חיצוניים כדי לראות אם זה השפיע על צמיחת קרפיון קרוסיאני. זאת כדי לשפוט מראש אם C. abrotanoides L.מרתח מים מזוקק גורם נזק לסביבה האקולוגית.
    הערה: הריכוזים היו דומים לריכוזים שהוזכרו בשלב 3.2.2. נקודות הזמן המשמשות הן 12 שעות, 24 שעות, 36 שעות ו-48 שעות, בהתאמה. השפעת ניסוי הדמיית השדה נשפטה על ידי השוואת התמותה של Ae. albopictus שטופלו במרתח C. abrotanoides L. בתנאי הזנה במעבדה ובתנאים טבעיים חיצוניים.

5. ניתוח סטטיסטי

  1. מבטאים את הנתונים הכמותיים בממוצע ± SD ואת נתוני הספירה כאחוזים (%).
    הערה: שיטת ההסקה הסטטיסטית ששימשה כאן הייתה p < 0.05, וההבדל היה מובהק סטטיסטית.
  2. השתמש בתוכנה מתאימה לניתוח סטטיסטי של הנתונים והרעילות של שלושה ריכוזים שונים של מרתח C. abrotanoides L. ל-Ae. albopictus זחלים שימשו כדי לקבוע מראש לאיזה ריכוז מרתח יש את הרעילות הטובה ביותר לזחלי Ae. albopictus .

תוצאות

כאן, עשב שלם של C. abrotanoides L. במחקר הזה נאסף מהטבע (איור 1). לאחר הזיהוי של C. abrotanoides L., המרתח של C. abrotanoides L. התקבל בשיטת המרתח (איור 2) והוכן בריכוזים שונים (60 מ"ג/מ"ל, 120 מ"ג/מ"ל ו-180 מ"ג/מ"ל). הוא יושם על זחלי Ae. albopictus בשיטת טבילת הזחלים. נמצא כי טיפול במרתח L. 24 שעות עם 120 מ"ג/מ"ל C. abrotanoides L. טיפול במרתח יכול להפוך זחלים מתים לשחורים, ונוקשות נצפתה באמצעות הערכה מורפולוגית (איור 3). לאחר מכן, התמותה של הזחלים התגלתה לאחר טיפול בריכוזים שונים (60 מ"ג/מ"ל, 120 מ"ג/מ"ל ו-180 מ"ג/מ"ל) של מרתח בסדרה של נקודות זמן (12 שעות, 24 שעות, 36 שעות ו-48 שעות). נמצא כי 36 שעות של חשיפה ל-120 מ"ג/מ"ל עלולות להרוג יותר מ-90% מהיתושים. אוכלוסיות Carassius auratus נחשפו למרתח של 120 מ"ג/מ"ל C. abrotanoides L. במשך 36 שעות, והם לא מתו. הערכת התמותה הצביעה על כך שריכוז זה אינו רמה מזיקה של זיהום סביבתי אקולוגי (איור 4). הריכוזים הקטלניים החציוניים (LC50) של זחלי Ae. albopictus שטופלו במרתח C. abrotanoides L. במשך 24 שעות, 36 שעות ו-48 שעות היו 117.49 מ"ג/מ"ל, 83.09 מ"ג/מ"ל ו-73.34 מ"ג/מ"ל, בהתאמה. יתר על כן, ה-LC50 ירד עם זמן טיפול ממושך (טבלה 1).

figure-results-1499
איור 1: התמונות מאתר האיסוף של C. abrotanoides L.. כל הדשא של C. abrotanoides L. במחקר זה נאסף מהמחוז האוטונומי סנדו שואי, מחוז גוויג'ואו (N: 25.95, E: 107.87) באפריל 2021. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

figure-results-2045
איור 2: תרשים זרימה של מרתח C. abrotanoides L. הפועל על זחלי Ae. albopictus . (A) קטיף וזיהוי של C. abrotanoides L. והמרתח של C. abrotanoides L. הושגו בשיטת המרתח. (B) ריכוזים של מרתח C. abrotanoides L. (120 מ"ג/מ"ל, 240 מ"ג/מ"ל ו-360 מ"ג/מ"ל). (C) זחלי Ae. albopictus טופלו בשיטת טבילת הזחלים והוגדרו כקבוצת ביקורת ריקה. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

figure-results-2827
איור 3: מורפולוגיות זחלים רגילות ומתות של Ae. albopictus. C. abrotanoides L. מרתח (120 מ"ג/מ"ל) שימש לפעולה על זחלי Ae. albopictus במשך 24 שעות. נצפה באמצעות הערכה מורפולוגית, הזחלים המתים היו שחורים ונראו נוקשים. הוגדר בקרה ריקה, שלא נוספה לה מרתח C. abrotanoides L. בר = פי 10. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

figure-results-3506
איור 4: ההשפעה הרעילה של מרתח C. abrotanoides L. על זחלי Ae. albopictus . ההשפעה הרעילה על זחל Ae. albopictus נבדקה בנוכחות מרתח C. abrotanoides L. (60 מ"ג/מ"ל, 120 מ"ג/מ"ל ו-180 מ"ג/מ"ל) ב-12 שעות, 24 שעות, 36 שעות ו-48 שעות. כל ניסוי בוצע בשלוש עותקים, והתוצאות מייצגות את הממוצע של שלושה ניסויים בודדים. הנתונים מייצגים ניסוי אחד עם לפחות שלושה שכפולים ביולוגיים בלתי תלויים. הנתונים מיוצגים כממוצע ± SEM, n = 6. ציר ה-x מראה את הזמן (h) שבו נבדקו זחלי Ae. albopictus בנוכחות מרתח C. abrotanoides L. , וציר ה-y מראה את התמותה (%) של Ae. albopictus. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

זן יתושיםקוטל חרקים צמחינקודת זמן פעולה (h)LC50 (מ"ג/ליטר)
א. אלבופיקטוסC. abrotanoides L. מרתח24117.49
3683.09
4873.34

טבלה 1: הריכוזים הקטלניים החציוניים (LC50) של זחלי Ae. albopictus שטופלו במרתח C. abrotanoides L. הריכוזים הקטלניים החציוניים (LC50) של זחלי Aedes albopictus שטופלו במרתח C. abrotanoides L. במשך 24 שעות, 36 שעות ו-48 שעות היו 117.49 מ"ג/מ"ל, 83.09 מ"ג/מ"ל ו-73.34 מ"ג/מ"ל, בהתאמה. יתר על כן, ה-LC50 ירד עם זמן טיפול ממושך.

Discussion

נכון לעכשיו, Ae. albopictus הפך לאחד מ-100 המינים הפולשים ביותר בעולם. על פי נתוני ארגון הבריאות העולמי (WHO), בשנת 2020, האזורים המושפעים ביותר מ-Ae. albopictus באסיה יהוו כ-70% מנטל המחלות העולמי12. כווקטור חיוני של קדחת דנגי, קדחת צהובה ומחלות אחרות המועברות על ידי יתושים, Ae. albopictus יכול להיות מופץ ברחבי העולם ולגרום לאיום חמור על בריאות הציבור. כאן, פיתוח קוטלי חרקים בוטניים חדשים להדברה והפחתת Ae. albopictus יכול לספק אפשרויות בטוחות וידידותיות לסביבה. לכן, פותחה שיטה חדשה לייצור קוטלי חרקים בוטניים כדי לחקור את השפעת ההרעלה של C. abrotanoides L. על זחלי Ae. albopictus כדי לספק מועמד אפשרי לצמח שיכול לשמש לתכנון קוטלי חרקים שמקורם בצמחים.

כתרופה צמחית סינית מסורתית, ניתן להשתמש ב- C. abrotanoides L. לטיפול בחבורות וחום. חומר התמצית שלו גם ידידותי לסביבה ויכול לשמש כקוטל חרקים שמקורו בצמחים בבטיחות טובה. הוכח כי הרעילות של תמצית C. abrotanoides L. לבני אדם הייתה נמוכה13,14. הסיבה לבחירה במרתח C. abrotanoides L. היא ששלושת השלבים הראשונים של מרתח Ae. albopictus חייבים להיות במים לצורך צמיחה והתפתחות, מה שקשור קשר הדוק למחזור החיים שלו. תוצאות הניסוי מראות כי למרתח C. abrotanoides L. יש אפקט הרעלה טוב. שיטת יישום זו יכולה להרעיל את זחלי Ae. albopictus ולשלוט ביעילות באוכלוסיית יתושי Ae. albopictus. לכן, זחלי Ae. albopictus נבחרו למטרת המחקר, שהיא מין מייצג. C. abrotanoides מרתח L. נבחר להדברת זחלי יתושים כדי לדמות טוב יותר את הסביבה האקולוגית. שנית, ניתן לשמר את יעילות החומר עצמו באופן טבעי וללא שינויים נוספים. יתר על כן, קבוצת הביקורת הראתה כי מרתח C. abrotanoides L. עבור אוכלוסיות Carassius auratus אינו רעיל והיה ידידותי לסביבה.

לבחירת השיטה, נקבעו מספר ריכוזים מריכוז נמוך לריכוז גבוה (60 מ"ג/מ"ל, 120 מ"ג/מ"ל ו-180 מ"ג/מ"ל) על ידי הכפלת הריכוז הראשוני שנבחר. ריכוז רעל מתאים יותר ניתן למצוא בניסויים בשטח. בנוסף, על פי הספרות הרלוונטית, נבחרה סדרה של נקודות זמן (12 שעות, 24 שעות, 36 שעות ו-48 שעות). עם זאת, עבור הרעלת זחלי Ae. albopictus בטבע, ייתכן שיהיה צורך להאריך את הזמן כדי להתבונן טוב יותר בהשפעת ההרעלה. ניתן לשפוט את השפעת ההרעלה של C. abrotanoides L. על התמותה על ידי זחלי יתושים ומספר האקלוזיות הבוגרות.

בנוסף למרתח C. abrotanoides L., ניתן להשתמש במתנול, אתיל אצטט ואתר נפט כדי לחלץ את התרכובות הפעילות של C. abrotanoides L. מתנול הוא ממס אורגני הידרופילי, ואתיל אצטט ואתר נפט הם ממיסים אורגניים ליפופיליים. סוגי התרכובות היעילות המופקות על ידי כל אחד מהממיסים הללו שונים. מתנול מחלץ בעיקר אלקלואידים, תמציות אתיל אצטט, פלבנואידים ותמציות אתר נפט, שמנים נדיפים וססקיטרפנים. לדוגמה, ספרות רלוונטית מדווחת כי לססקיטרפנואידים שמקורם בצמחים יש פעילויות אנטי דלקתיות, אנטי טפיליות, אנטי גידוליות ותרופות אחרות 15,16,17,18. לססקיטרפנואידים שבודדו מ-C. abrotanoides L. יש פעילות אנטי-מלרית חזקה כנגד זן Plasmodium falciparum D10, ופעילותם נגד טפילים היא יותר מפי עשרה מזו של קווי תאי יונקים, כך שיש להם פוטנציאל ליישומים אנטי-טפיליים גדולים וסיכויי יישום רחבים19. לטרפנואידים יש סוגים מבניים עשירים ופעילויות ביולוגיות מגוונות ויש להם ערך יישומי חשוב למחקר ופיתוח של תרופות חדשות20,21. המחקר האחרון מצא כי שמן אתרי Carpesium abrotanoides ומרכיביו העיקריים יכולים להגן מפני וקטור דנגי, Ae. aegypti (Diptera: Culicidae). לשמן האתרי (EO) ולמרכיביו העיקריים יש פוטנציאל דוחה יתושים22. מחקר אחר מצא גם כי ל-EOs הייתה השפעה קוטלת זחלים תלוית ריכוז על זחלי Ae. aegypti. תרכובות ארומטיות שנמצאו ב-EO עוררו תגובה משמעותית לתמותה. EOs יכולים לשמש כחומר הדברה ירוק לשליטה יעילה במחלות הנישאות על ידי וקטור23. ממצאים אלה מספקים רעיונות חדשים למחקר המשך.

כאן, התוצאות מספקות מועמד אפשרי לצמח שיכול לשמש לתכנון קוטלי חרקים שמקורם בצמחים. באשר למגבלות של שיטה זו, ראשית, אומתה רק השפעת ההרג הרעילה של מיצוי מים על Ae. albopictus , שניתן להשתמש בה כדי לשלוט במספר הזחלים של Ae. albopictus . תידרש עבודה נוספת לפיתוח מוצרים מסחריים להדברת יתושים. שנית, בתהליך ההכנה של מרתח תמצית C. abrotanoides L., חלק מהרכיבים הפעילים ב-C. abrotanoides L. עלולים לאבד עם נידוף אדי המים, וזו אולי הסיבה לכך שהתמותה שנצפתה בניסוי זה הייתה נמוכה יותר מאשר במצב בפועל. לבסוף, הפופולריות והיישום של שיטה זו עדיין נמצאים בשלב של ניסויים בקנה מידה קטן. אם ניתן להוכיח ששיטה זו של הדברת Ae. albopictus היא אמינה ביותר; הוא יוחל על מגוון רחב יותר ועל מיני יתושים אחרים.

Disclosures

למחברים אין ניגודי אינטרסים להצהיר עליהם.

Acknowledgements

אנו מודים לד"ר שין-רו וואנג מאוניברסיטת מינסוטה, על הצעות והדרכה מלאות תובנות. עבודה זו נתמכה על ידי קרן המחקר המדעי של המכללה הרפואית Qiannan ללאומים (Qnyz202112, QNYZ202205), וקרן המדע והטכנולוגיה של ועדת הבריאות המחוזית של גוויג'ואו (qwjh [2022] מס' 101, פרויקט gzwkj2023-251).

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
Acetone (analytical purity)Shanghai Shenbo Chemical Co., Ltd
Crucian carpGuangzhou Yunfeng aquaculture Co., Ltd
Chicken liver powderself made
Dechlorinated waterself madeThe tap water standing for more than 24 hours
Deltamethrin technicalNanjing Lesheng Biotechnology Co., LtdPurity: 94.62%
Disposable plastic cupGuizhou Fuqiang technology Packaging Co., Ltd220ML-A1
Egg collecting cupself made
Electric blast drying ovenHangzhou Aipu Instrument Equipment Co., LtdWGLL-230BE
Electric water distillerBeijing Xinrun Kono Instrument Co., LtdTT-98-II
GraphPad PrismGraphPad SoftwareData processing and graphics software
Integrated digital microscopeChongqing Aote Optical Instrument Co., LtdSMARTe-500
Mosquito feeding cageNanjing Lesheng Biotechnology Co., Ltdcustom made
Multifunctional induction cookerGuangdong Midea living appliance manufacturing Co., LtdC21-WK2102custom made
Qualitative filter paperHangzhou Fuyang Beimu pulp and Paper Co., Ltd15cm-102
Rotary evaporatorHenan Jingbang Instrument Equipment Co., LtdR-1010
Small crusherJinhua Mofei household appliances Co., LtdCHY-6001
SPSS Version 25.0IBMstatistical software
Standard sample sieveHebei Hengshui Anping lvruo wire mesh products Co., Ltd100-30custom made
Sugar water,10%self made

References

  1. Hou, J., Liu, Q., Wang, J., Gong, Z. Insecticide resistance of Aedes albopictus in Zhejiang Province, China. Bioscience Trends. 14 (4), 248-254 (2020).
  2. Deng, J., Guo, Y., Su, X., Liu, S., Chen, X. G. Impact of deltamethrin- resistance in Aedes albopictus on its fitness cost and vector competence. PLoS Neglected Tropical Diseases. 15 (4), 0009391 (2021).
  3. Chebabi, A. G., David, R., Raimon, G., Salvador, Q., Nuria, G. Control of the asian tiger mosquito (Aedes albopictus) in a firmLy established area in spain: risk factors and people's involvement. Transactions of the Royal Society of Tropical Medicine and Hygiene. 107 (11), 706-714 (2013).
  4. Li, M. T., et al. The driving force for 2014 dengue outbreak in Guangdong, China. Plos One. 11 (11), 0166211 (2016).
  5. Wu, H. B., et al. Insecticidal activity of sesquiterpene lactones and monoterpenoid from the fruits of carpesium abrotanoides. JIndustrial Crops and Products. 92, 77-83 (2016).
  6. Mayur, B., Sandesh, S., Shruti, S., Sung-Yum, S. Antioxidant and α-glucosidase inhibitory properties of Carpesium abrotanoides L. Journal of Medicinal Plant Research. 4 (15), 1547-1553 (2010).
  7. Zhang, J. P., et al. The genus carpesium: a review of its ethnopharmacology, phytochemistry and pharmacology. Journal of Ethnopharmacology. 163, 173-191 (2015).
  8. Liu, X. Y., Guo, G. W., Wang, H. Killing effect of Carpesium abrotanoides on Taenia asiatica Cysticercus. Chinese Journal of Parasitology & Parasitic Disease. 33 (3), 237-238 (2015).
  9. Feng, X. Insecticidal activities of ethanol extracts from thirty chinese medicinal plants against spodoptera exigua (lepidoptera: noctuidae). Journal of Medicinal Plants Research. 6 (7), 1263-1267 (2012).
  10. Ma, Z., Zhang, X., Li, X., He, J. Activity evaluation of extracts from 99 plants against sitophilus zeamais. Journal of the Chinese Cereals & Oils Association. 28 (9), 103-108 (2013).
  11. Li, X. J., He, J., Feng, J. T., Ma, Z. Q., Zhang, X. Screening of the insecticidal activity of extracts from 106 plants in northwest area of China. Journal of Northwest A & F University (Natural Science Edition). 40 (11), 120-126 (2012).
  12. Jayarajah, U., Dissanayake, U., Edirisinghe, K., Seneviratne, P. The world health organization dengue case classifications). Galle Medical Journal. 25 (3), 74-79 (2020).
  13. Zhang, Z. L., Yang, T., Zhang, Y. K., Wang, L. H., Xie, Y. J. Fumigant toxicity of monoterpenes against fruitfly, drosophila melanogaster. Industrial Crops and Products. 81, 147-151 (2016).
  14. Roman, P. Essential oils for the development of eco-friendly mosquito larvicides: A review. Industrial Crops and Products. 76 (4), 174-187 (2015).
  15. Yang, Y. X., Shan, L., Liu, Q. X., Shen, Y. H., Zhang, W. D. Cheminform abstract: carpedilactones a-d, four new isomeric sesquiterpene lactone dimers with potent cytotoxicity from carpesium faberi. Organic Letters. 46 (7), 4216-4219 (2015).
  16. Chen, D. L., Li, X., Zhou, X. J. Research progress on sesquiterpenes and its pharmacological activities in genus carpesium. China Journal of Chinese Materia Medica. 45 (1), 37-51 (2020).
  17. Xu, D. D., et al. Sesquiterpenes and diterpenes with cytotoxic activities from the aerial parts of Carpesium humile. Fitoterapia. 128, 50-56 (2018).
  18. Tian, L., et al. Cle-10 from Carpesium abrotanoides L. suppresses the growth of human breast cancer cells (mda-mb-231) in vitro by inducing apoptosis and pro-death autophagy via the pi3k/akt/mtor signaling pathway. Molecules. 24 (6), 1091-1102 (2019).
  19. Kim, J. -. J., Chung, I. -. M., Jung, J. -. C. In vivo antiplasmodial activity of 11(13)-dehydroivaxillin from Carpesium ceruum. Journal of Enzyme Inhibition & Medicinal Chemistry. 24 (1), 247-250 (2009).
  20. He, Y. Q., Cai, L., Qian, Q. G., Yang, S. H., Zhou, X. J. Anti-influenza A (H1N1) viral and cytotoxic sesquiterpenes from Carpesium abrotanoides. Phytochemistry Letters. 35, 41-45 (2020).
  21. Zhang, L., Chen, F., Wang, J. Review on structural modifications, biological activities and structure-activity relationships of Parthenolide. Natural Product Research. 29, 1617-1620 (2017).
  22. Haris, A., Azeem, M., Binyameen, M. Mosquito repellent potential of carpesium abrotanoides essential oil and its main components against a dengue vector, Aedes aegypti (diptera: culicidae). Journal of Medical Entomology. 59 (3), 801-809 (2022).
  23. Hazarika, H., Tyagi, V., Kishor, S., Karmakar, S., Chattopadhyay, P. Toxicity of essential oils on Aedes aegypti: a vector of chikungunya and dengue fever. International Journal of Mosquito Research. 5 (3), 51-57 (2018).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

Aedes albopictusCarpesium abrotanoides

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Contact Us

Recommend to library

JoVE NEWSLETTERS

Research

Education

Authors

Librarians

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved