Terima kasih telah mengunjungi Nature.com. Versi browser yang Anda gunakan memiliki dukungan CSS yang terbatas. Untuk hasil terbaik, kami menyarankan Anda menggunakan versi browser yang lebih baru (atau menonaktifkan Mode Kompatibilitas di Internet Explorer). Sementara itu, untuk memastikan dukungan berkelanjutan, kami menampilkan situs tanpa gaya atau JavaScript.
Kombinasi senyawa insektisida yang berasal dari tumbuhan mungkin menunjukkan interaksi sinergis atau antagonis terhadap hama. Mengingat cepatnya penyebaran penyakit yang dibawa oleh nyamuk Aedes dan meningkatnya resistensi populasi nyamuk Aedes terhadap insektisida tradisional, dua puluh delapan kombinasi senyawa terpene berdasarkan minyak atsiri tumbuhan diformulasikan dan diuji terhadap tahap larva dan dewasa Aedes aegypti. Lima minyak atsiri tanaman (EO) pada awalnya dievaluasi kemanjurannya sebagai larvasida dan untuk penggunaan orang dewasa, dan dua senyawa utama diidentifikasi di setiap EO berdasarkan hasil GC-MS. Senyawa utama teridentifikasi yang dibeli yaitu diallyl disulfide, diallyl trisulfide, carvone, limonene, eugenol, methyl eugenol, eucalyptol, eudesmol dan nyamuk alpha-pinene. Kombinasi biner dari senyawa-senyawa ini kemudian dibuat menggunakan dosis subletal dan efek sinergis dan antagonisnya diuji dan ditentukan. Komposisi larvasida terbaik diperoleh dengan mencampurkan limonena dengan diallyl disulfida, dan komposisi pembasmi hama terbaik diperoleh dengan mencampurkan karvon dengan limonena. Larvisida sintetik Temphos yang digunakan secara komersial dan obat dewasa Malathion diuji secara terpisah dan dalam kombinasi biner dengan terpenoid. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kombinasi temephos dan diallyl disulfide serta malathion dan eudesmol merupakan kombinasi yang paling efektif. Kombinasi ampuh ini mempunyai potensi untuk digunakan melawan Aedes aegypti.
Minyak atsiri tumbuhan (EOs) merupakan metabolit sekunder yang mengandung berbagai senyawa bioaktif dan menjadi semakin penting sebagai alternatif pengganti pestisida sintetik. Bahan-bahan tersebut tidak hanya ramah lingkungan dan mudah digunakan, tetapi juga merupakan campuran dari berbagai senyawa bioaktif, yang juga mengurangi kemungkinan berkembangnya resistensi obat1. Dengan menggunakan teknologi GC-MS, para peneliti memeriksa kandungan berbagai minyak esensial tanaman dan mengidentifikasi lebih dari 3.000 senyawa dari 17.500 tanaman aromatik2, yang sebagian besar diuji sifat insektisidanya dan dilaporkan memiliki efek insektisida3,4. Beberapa penelitian menyoroti bahwa toksisitas komponen utama senyawa tersebut sama atau lebih besar dibandingkan dengan etilen oksida mentahnya. Namun penggunaan senyawa tertentu mungkin masih memberikan ruang bagi berkembangnya resistensi, seperti halnya insektisida kimia5,6. Oleh karena itu, fokus saat ini adalah menyiapkan campuran senyawa berbasis etilen oksida untuk meningkatkan efektivitas insektisida dan mengurangi kemungkinan resistensi pada populasi hama sasaran. Senyawa aktif individu yang ada dalam EO mungkin menunjukkan efek sinergis atau antagonis dalam kombinasi yang mencerminkan aktivitas EO secara keseluruhan, sebuah fakta yang telah ditekankan dengan baik dalam penelitian yang dilakukan oleh peneliti sebelumnya7,8. Program pengendalian vektor juga mencakup EO dan komponen-komponennya. Aktivitas pembunuh nyamuk dari minyak atsiri telah dipelajari secara ekstensif pada nyamuk Culex dan Anopheles. Beberapa penelitian telah berupaya mengembangkan pestisida yang efektif dengan menggabungkan berbagai tanaman dengan pestisida sintetis yang digunakan secara komersial untuk meningkatkan toksisitas secara keseluruhan dan meminimalkan efek samping9. Namun penelitian mengenai senyawa tersebut terhadap Aedes aegypti masih jarang. Kemajuan dalam ilmu kedokteran dan pengembangan obat-obatan serta vaksin telah membantu memerangi beberapa penyakit yang ditularkan melalui vektor. Namun adanya perbedaan serotipe virus yang ditularkan oleh nyamuk Aedes aegypti menyebabkan kegagalan program vaksinasi. Oleh karena itu, ketika penyakit tersebut terjadi, program pengendalian vektor merupakan satu-satunya pilihan untuk mencegah penyebaran penyakit tersebut. Dalam skenario saat ini, pengendalian Aedes aegypti sangat penting karena merupakan vektor kunci dari berbagai virus dan serotipe penyebab demam berdarah, Zika, demam berdarah dengue, demam kuning, dan lain-lain. kasus hampir semua penyakit yang ditularkan melalui vektor Aedes meningkat setiap tahun di Mesir dan meningkat di seluruh dunia. Oleh karena itu, dalam konteks ini, terdapat kebutuhan mendesak untuk mengembangkan langkah-langkah pengendalian populasi Aedes aegypti yang ramah lingkungan dan efektif. Kandidat potensial dalam hal ini adalah EO, senyawa penyusunnya, dan kombinasinya. Oleh karena itu, penelitian ini berusaha untuk mengidentifikasi kombinasi sinergis yang efektif dari senyawa EO tanaman utama dari lima tanaman dengan sifat insektisida (yaitu mint, basil suci, Eucalyptus tutul, Allium sulfur dan melaleuca) terhadap Aedes aegypti.
Semua EO terpilih menunjukkan potensi aktivitas larvasida terhadap Aedes aegypti dengan LC50 24 jam berkisar antara 0,42 hingga 163,65 ppm. Aktivitas larvasida tertinggi tercatat pada tanaman peppermint (Mp) EO dengan nilai LC50 sebesar 0,42 ppm pada 24 jam, diikuti oleh bawang putih (As) dengan nilai LC50 sebesar 16,19 ppm pada 24 jam (Tabel 1).
Dengan pengecualian Ocimum Sainttum, Os EO, keempat EO lainnya yang disaring menunjukkan efek alergi yang jelas, dengan nilai LC50 berkisar antara 23,37 hingga 120,16 ppm selama periode pemaparan 24 jam. Thymophilus striata (Cl) EO paling efektif membunuh orang dewasa dengan nilai LC50 sebesar 23,37 ppm dalam waktu 24 jam setelah paparan, disusul Eucalyptus maculata (Em) yang memiliki nilai LC50 sebesar 101,91 ppm (Tabel 1). Di sisi lain, nilai LC50 untuk Os belum ditentukan karena angka kematian tertinggi sebesar 53% tercatat pada dosis tertinggi (Gambar Tambahan 3).
Dua senyawa penyusun utama pada masing-masing EO diidentifikasi dan dipilih berdasarkan hasil database perpustakaan NIST, persentase luas kromatogram GC, dan hasil spektrum MS (Tabel 2). Untuk EO As, senyawa utama yang diidentifikasi adalah diallyl disulfide dan diallyl trisulfide; untuk EO Mp senyawa utama yang teridentifikasi adalah carvone dan limonene, untuk EO Em senyawa utama yang teridentifikasi adalah eudesmol dan eucalyptol; Untuk EO Os, senyawa utama yang diidentifikasi adalah eugenol dan metil eugenol, dan untuk EO Cl, senyawa utama yang diidentifikasi adalah eugenol dan α-pinene (Gambar 1, Gambar Tambahan 5–8, Tabel Tambahan 1–5).
Hasil spektrometri massa terpenoid utama minyak atsiri terpilih (A-diallyl disulfide; B-diallyl trisulfide; C-eugenol; D-methyl eugenol; E-limonene; F-aromatic ceperone; G-α-pinene; H-cineole ;
Sebanyak sembilan senyawa (diallyl disulfide, diallyl trisulfide, eugenol, methyl eugenol, carvone, limonene, eucalyptol, eudesmol, α-pinene) diidentifikasi sebagai senyawa efektif yang merupakan komponen utama EO dan dilakukan bioassay secara individual terhadap Aedes aegypti pada tahap larva. tahapan. . Senyawa eudesmol mempunyai aktivitas larvasida tertinggi dengan nilai LC50 sebesar 2,25 ppm setelah pemaparan 24 jam. Senyawa diallyl disulfide dan diallyl trisulfide juga diketahui mempunyai efek larvasida yang potensial, dengan dosis subletal rata-rata berkisar antara 10–20 ppm. Aktivitas larvasida sedang kembali teramati untuk senyawa eugenol, limonene dan eucalyptol dengan nilai LC50 sebesar 63,35 ppm, 139,29 ppm. dan 181,33 ppm setelah 24 jam (Tabel 3). Namun, tidak ditemukan potensi larvasida yang signifikan dari metil eugenol dan karvon bahkan pada dosis tertinggi, sehingga nilai LC50 tidak dihitung (Tabel 3). Larvisida sintetis Temephos memiliki rata-rata konsentrasi mematikan sebesar 0,43 ppm terhadap Aedes aegypti selama 24 jam setelah paparan (Tabel 3, Tabel Tambahan 6).
Tujuh senyawa (diallyl disulfide, diallyl trisulfide, eucalyptol, α-pinene, eudesmol, limonene dan carvone) diidentifikasi sebagai senyawa utama EO yang efektif dan diuji secara individual terhadap nyamuk Aedes Mesir dewasa. Berdasarkan analisis regresi Probit, ditemukan potensi tertinggi Eudesmol dengan nilai LC50 sebesar 1,82 ppm, disusul Eucalyptol dengan nilai LC50 sebesar 17,60 ppm pada waktu pemaparan 24 jam. Lima senyawa sisanya yang diuji cukup berbahaya bagi orang dewasa dengan LC50 berkisar antara 140,79 hingga 737,01 ppm (Tabel 3). Malathion organofosfat sintetik kurang kuat dibandingkan eudesmol dan lebih tinggi dibandingkan enam senyawa lainnya, dengan nilai LC50 sebesar 5,44 ppm selama periode paparan 24 jam (Tabel 3, Tabel Tambahan 6).
Tujuh senyawa timbal kuat dan tamephosate organofosfat dipilih untuk memformulasi kombinasi biner dosis LC50 mereka dalam rasio 1:1. Sebanyak 28 kombinasi biner disiapkan dan diuji kemanjuran larvasidanya terhadap Aedes aegypti. Sembilan kombinasi bersifat sinergis, 14 kombinasi bersifat antagonis, dan lima kombinasi tidak bersifat larvasida. Di antara kombinasi sinergis, kombinasi diallyl disulfide dan temofol adalah yang paling efektif, dengan 100% mortalitas diamati setelah 24 jam (Tabel 4). Demikian pula, campuran limonene dengan diallyl disulfide dan eugenol dengan thymetphos menunjukkan potensi yang baik dengan kematian larva sebesar 98,3% (Tabel 5). Empat kombinasi sisanya, yaitu eudesmol plus eucalyptol, eudesmol plus limonene, eucalyptol plus alpha-pinene, alpha-pinene plus temephos, juga menunjukkan kemanjuran larvasida yang signifikan, dengan tingkat kematian yang diamati melebihi 90%. Angka kematian yang diperkirakan mendekati 60-75%. (Tabel 4). Namun kombinasi limonene dengan α-pinene atau eucalyptus menunjukkan reaksi antagonis. Demikian pula, campuran Temephos dengan eugenol atau eucalyptus atau eudesmol atau diallyl trisulfide diketahui memiliki efek antagonis. Demikian pula, kombinasi diallyl disulfide dan diallyl trisulfide serta kombinasi salah satu senyawa ini dengan eudesmol atau eugenol bersifat antagonis dalam tindakan larvasidanya. Antagonisme juga telah dilaporkan dengan kombinasi eudesmol dengan eugenol atau α-pinene.
Dari 28 campuran biner yang diuji aktivitas asamnya, 7 kombinasi bersifat sinergis, 6 tidak berpengaruh, dan 15 bersifat antagonis. Campuran eudesmol dengan eucalyptus dan limonene dengan carvone ditemukan lebih efektif dibandingkan kombinasi sinergis lainnya, dengan tingkat kematian dalam 24 jam masing-masing sebesar 76% dan 100% (Tabel 5). Malathion telah diamati menunjukkan efek sinergis dengan semua kombinasi senyawa kecuali limonena dan dialil trisulfida. Di sisi lain, antagonisme telah ditemukan antara diallyl disulfide dan diallyl trisulfide dan kombinasi keduanya dengan eucalyptus, atau eucalyptol, atau carvone, atau limonene. Demikian pula, kombinasi α-pinene dengan eudesmol atau limonene, eucalyptol dengan carvone atau limonene, dan limonene dengan eudesmol atau malathion menunjukkan efek larvasida antagonis. Untuk enam kombinasi lainnya, tidak terdapat perbedaan yang signifikan antara mortalitas yang diharapkan dan yang diamati (Tabel 5).
Berdasarkan efek sinergis dan dosis subletal, toksisitas larvasida terhadap sejumlah besar nyamuk Aedes aegypti akhirnya dipilih dan diuji lebih lanjut. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kematian larva yang diamati menggunakan kombinasi biner eugenol-limonene, diallyl disulfide-limonene dan diallyl disulfide-timephos adalah 100%, sedangkan kematian larva yang diharapkan masing-masing adalah 76,48%, 72,16% dan 63,4% (Tabel 6). . Kombinasi limonene dan eudesmol relatif kurang efektif, dengan 88% kematian larva diamati selama periode paparan 24 jam (Tabel 6). Singkatnya, empat kombinasi biner yang dipilih juga menunjukkan efek larvisidal yang sinergis terhadap Aedes aegypti ketika diterapkan dalam skala besar (Tabel 6).
Tiga kombinasi sinergis dipilih untuk bioassay dewasa untuk mengendalikan populasi besar Aedes aegypti dewasa. Untuk memilih kombinasi yang akan diuji pada koloni serangga besar, pertama-tama kami fokus pada dua kombinasi terpen sinergis terbaik, yaitu carvone plus limonene dan eucalyptol plus eudesmol. Kedua, dipilih kombinasi sinergis terbaik dari kombinasi malathion organofosfat sintetik dan terpenoid. Kami percaya bahwa kombinasi malathion dan eudesmol adalah kombinasi terbaik untuk pengujian pada koloni serangga besar karena tingkat kematian tertinggi yang diamati dan nilai LC50 yang sangat rendah dari bahan kandidat. Malathion menunjukkan sinergisme dalam kombinasi dengan α-pinene, diallyl disulfide, eucalyptus, carvone dan eudesmol. Namun jika dilihat dari nilai LC50, Eudesmol memiliki nilai paling rendah (2,25 ppm). Nilai LC50 perhitungan malathion, α-pinene, diallyl disulfide, eucalyptol dan carvone adalah 5.4, 716.55, 166.02, 17.6 dan 140.79 ppm. masing-masing. Nilai tersebut menunjukkan bahwa kombinasi malathion dan eudesmol merupakan kombinasi optimal dari segi dosis. Hasilnya menunjukkan bahwa kombinasi carvone plus limonene dan eudesmol plus malathion memiliki 100% angka kematian yang diamati dibandingkan dengan perkiraan angka kematian sebesar 61% hingga 65%. Kombinasi lainnya, eudesmol plus eucalyptol, menunjukkan angka kematian sebesar 78,66% setelah paparan 24 jam, dibandingkan dengan angka kematian yang diperkirakan sebesar 60%. Ketiga kombinasi yang dipilih menunjukkan efek sinergis bahkan ketika diterapkan dalam skala besar terhadap Aedes aegypti dewasa (Tabel 6).
Dalam penelitian ini, EO tanaman terpilih seperti Mp, As, Os, Em dan Cl menunjukkan efek mematikan yang menjanjikan pada tahap larva dan dewasa Aedes aegypti. Mp EO memiliki aktivitas larvasida tertinggi dengan nilai LC50 sebesar 0,42 ppm, diikuti oleh As, Os dan Em EOs dengan nilai LC50 kurang dari 50 ppm setelah 24 jam. Hasil ini konsisten dengan penelitian sebelumnya terhadap nyamuk dan lalat dipterous lainnya10,11,12,13,14. Meskipun potensi larvasida Cl lebih rendah dibandingkan minyak atsiri lainnya, dengan nilai LC50 sebesar 163,65 ppm setelah 24 jam, namun potensi dewasanya paling tinggi dengan nilai LC50 sebesar 23,37 ppm setelah 24 jam. Mp, As dan Em EO juga menunjukkan potensi alergi yang baik dengan nilai LC50 pada kisaran 100–120 ppm pada 24 jam paparan, namun relatif lebih rendah dibandingkan efikasi larvasidanya. Di sisi lain, EO Os menunjukkan efek alergi yang dapat diabaikan bahkan pada dosis terapi tertinggi. Oleh karena itu, hasil penelitian menunjukkan bahwa toksisitas etilen oksida terhadap tanaman dapat bervariasi tergantung pada tahap perkembangan nyamuk15. Hal ini juga tergantung pada tingkat penetrasi EO ke dalam tubuh serangga, interaksinya dengan enzim target tertentu, dan kapasitas detoksifikasi nyamuk pada setiap tahap perkembangan16. Sejumlah besar penelitian menunjukkan bahwa senyawa komponen utama merupakan faktor penting dalam aktivitas biologis etilen oksida, karena senyawa ini merupakan mayoritas dari total senyawa3,12,17,18. Oleh karena itu, kami mempertimbangkan dua senyawa utama di setiap EO. Berdasarkan hasil GC-MS, diallyl disulfide dan diallyl trisulfide diidentifikasi sebagai senyawa utama EO As, yang konsisten dengan laporan sebelumnya19,20,21. Meskipun laporan sebelumnya mengindikasikan bahwa mentol adalah salah satu senyawa utamanya, carvone dan limonene kembali diidentifikasi sebagai senyawa utama Mp EO22,23. Profil komposisi Os EO menunjukkan bahwa eugenol dan metil eugenol merupakan senyawa utama, serupa dengan temuan peneliti sebelumnya16,24. Eucalyptol dan eucalyptol telah dilaporkan sebagai senyawa utama yang terdapat dalam minyak daun Em, yang konsisten dengan temuan beberapa peneliti25,26 namun bertentangan dengan temuan Olalade dkk.27. Dominasi cineole dan α-pinene diamati pada minyak atsiri melaleuca, serupa dengan penelitian sebelumnya28,29. Perbedaan intraspesifik dalam komposisi dan konsentrasi minyak atsiri yang diekstraksi dari spesies tanaman yang sama di lokasi berbeda telah dilaporkan dan juga diamati dalam penelitian ini, yang dipengaruhi oleh kondisi geografis pertumbuhan tanaman, waktu panen, tahap perkembangan, atau umur tanaman. munculnya kemotipe, dll.22,30,31,32. Senyawa kunci yang teridentifikasi kemudian dibeli dan diuji efek larvasidanya serta efeknya terhadap nyamuk Aedes aegypti dewasa. Hasil penelitian menunjukkan bahwa aktivitas larvasida diallyl disulfide sebanding dengan EO As mentah. Namun aktivitas diallyl trisulfide lebih tinggi dibandingkan EO As. Hasil ini serupa dengan yang diperoleh Kimbaris dkk. 33 di Culex filipina. Namun kedua senyawa ini tidak menunjukkan aktivitas autosida yang baik terhadap nyamuk sasaran, hal ini sejalan dengan hasil Plata-Rueda dkk 34 pada Tenebrio molitor. Os EO efektif melawan stadium larva Aedes aegypti, namun tidak efektif melawan stadium dewasa. Telah ditetapkan bahwa aktivitas larvasida dari senyawa individu utama lebih rendah dibandingkan dengan minyak mentah Os EO. Hal ini menyiratkan peran senyawa lain dan interaksinya dalam etilen oksida mentah. Metil eugenol saja mempunyai aktivitas yang dapat diabaikan, sedangkan eugenol saja mempunyai aktivitas larvasida sedang. Kesimpulan ini menegaskan, di satu sisi,35,36, dan di sisi lain, bertentangan dengan kesimpulan peneliti sebelumnya37,38. Perbedaan gugus fungsi eugenol dan metileeugenol dapat mengakibatkan toksisitas yang berbeda terhadap serangga target yang sama39. Limonene ditemukan memiliki aktivitas larvasida sedang, sedangkan efek carvone tidak signifikan. Demikian pula, toksisitas limonene yang relatif rendah terhadap serangga dewasa dan toksisitas carvone yang tinggi mendukung hasil beberapa penelitian sebelumnya40 namun bertentangan dengan penelitian lain41. Adanya ikatan rangkap pada posisi intrasiklik dan eksosiklik dapat meningkatkan manfaat senyawa ini sebagai larvasida3,41, sedangkan carvone, yang merupakan keton dengan karbon alfa dan beta tak jenuh, mungkin menunjukkan potensi toksisitas yang lebih tinggi pada orang dewasa42. Namun karakteristik individu limonene dan carvone jauh lebih rendah dibandingkan total EO Mp (Tabel 1, Tabel 3). Di antara terpenoid yang diuji, eudesmol ditemukan memiliki aktivitas larvasida dan dewasa terbesar dengan nilai LC50 di bawah 2,5 ppm, menjadikannya senyawa yang menjanjikan untuk pengendalian nyamuk Aedes. Kinerjanya lebih baik dibandingkan seluruh EO Em, meskipun hal ini tidak konsisten dengan temuan Cheng dkk.40. Eudesmol adalah seskuiterpen dengan dua unit isoprena yang kurang mudah menguap dibandingkan monoterpen teroksigenasi seperti kayu putih dan oleh karena itu memiliki potensi lebih besar sebagai pestisida. Eucalyptol sendiri memiliki aktivitas dewasa yang lebih besar dibandingkan dengan aktivitas larvasida, dan hasil dari penelitian sebelumnya mendukung dan menyangkal hal ini37,43,44. Aktivitasnya sendiri hampir sebanding dengan aktivitas seluruh EO Cl. Monoterpen bisiklik lainnya, α-pinene, memiliki efek yang lebih kecil terhadap Aedes aegypti dibandingkan efek larvasida, yang merupakan kebalikan dari efek EO Cl penuh. Aktivitas insektisida terpenoid secara keseluruhan dipengaruhi oleh lipofilisitas, volatilitas, percabangan karbon, luas proyeksi, luas permukaan, gugus fungsi dan posisinya45,46. Senyawa ini dapat bekerja dengan menghancurkan akumulasi sel, menghalangi aktivitas pernapasan, mengganggu transmisi impuls saraf, dll.47 Organofosfat sintetik Temephos ditemukan memiliki aktivitas larvasida tertinggi dengan nilai LC50 sebesar 0,43 ppm, yang konsisten dengan data Lek - Utah48. Aktivitas dewasa malathion organofosfat sintetik dilaporkan pada 5,44 ppm. Meskipun kedua organofosfat ini menunjukkan respon yang baik terhadap strain Aedes aegypti di laboratorium, resistensi nyamuk terhadap senyawa ini telah dilaporkan di berbagai belahan dunia49. Namun, tidak ditemukan laporan serupa mengenai perkembangan resistensi terhadap obat-obatan herbal50. Oleh karena itu, tumbuhan dianggap sebagai alternatif potensial pengganti pestisida kimia dalam program pengendalian vektor.
Efek larvasida diuji pada 28 kombinasi biner (1:1) yang dibuat dari terpenoid kuat dan terpenoid dengan timetfos, dan 9 kombinasi ditemukan sinergis, 14 antagonis, dan 5 antagonis. Tidak berpengaruh. Sebaliknya pada bioassay potensi dewasa ditemukan 7 kombinasi bersifat sinergis, 15 kombinasi bersifat antagonis, dan 6 kombinasi dilaporkan tidak memberikan pengaruh. Alasan mengapa kombinasi tertentu menghasilkan efek sinergis mungkin disebabkan oleh kandidat senyawa yang berinteraksi secara simultan pada jalur penting yang berbeda, atau karena penghambatan berurutan terhadap enzim kunci yang berbeda pada jalur biologis tertentu51. Kombinasi limonene dengan diallyl disulfide, eucalyptus atau eugenol ditemukan bersifat sinergis baik dalam aplikasi skala kecil maupun besar (Tabel 6), sedangkan kombinasinya dengan eucalyptus atau α-pinene ditemukan memiliki efek antagonis pada larva. Rata-rata, limonene nampaknya merupakan sinergis yang baik, kemungkinan karena adanya gugus metil, penetrasi yang baik ke dalam stratum korneum, dan mekanisme aksi yang berbeda52,53. Sebelumnya telah dilaporkan bahwa limonene dapat menyebabkan efek toksik dengan menembus kutikula serangga (toksisitas kontak), mempengaruhi sistem pencernaan (antifeedant), atau mempengaruhi sistem pernafasan (aktivitas fumigasi), 54 sedangkan fenilpropanoid seperti eugenol dapat mempengaruhi enzim metabolik 55. Oleh karena itu, kombinasi senyawa dengan mekanisme kerja berbeda dapat meningkatkan efek mematikan keseluruhan dari campuran tersebut. Eucalyptol ditemukan sinergis dengan diallyl disulfide, eucalyptus atau α-pinene, namun kombinasi lain dengan senyawa lain bersifat non-larvisida atau antagonis. Studi awal menunjukkan bahwa eucalyptol memiliki aktivitas penghambatan pada asetilkolinesterase (AChE), serta reseptor octaamine dan GABA56. Karena monoterpen siklik, eucalyptol, eugenol, dll. mungkin memiliki mekanisme kerja yang sama dengan aktivitas neurotoksiknya,57 sehingga meminimalkan efek gabungannya melalui penghambatan timbal balik. Demikian pula, kombinasi Temephos dengan diallyl disulfide, α-pinene dan limonene ditemukan bersifat sinergis, mendukung laporan sebelumnya mengenai efek sinergis antara produk herbal dan organofosfat sintetis58.
Kombinasi eudesmol dan eucalyptol ditemukan memiliki efek sinergis pada tahap larva dan dewasa Aedes aegypti, kemungkinan karena cara kerjanya yang berbeda karena struktur kimianya yang berbeda. Eudesmol (suatu seskuiterpen) dapat mempengaruhi sistem pernapasan 59 dan eucalyptol (suatu monoterpen) dapat mempengaruhi asetilkolinesterase 60 . Pemaparan bahan secara bersamaan pada dua atau lebih lokasi target dapat meningkatkan efek mematikan secara keseluruhan dari kombinasi tersebut. Dalam bioassay zat dewasa, malathion ditemukan sinergis dengan carvone atau eucalyptol atau eucalyptol atau diallyl disulfide atau α-pinene, menunjukkan bahwa ia sinergis dengan penambahan limonene dan di. Kandidat alergisida sinergis yang baik untuk seluruh portofolio senyawa terpena, kecuali alil trisulfida. Thangam dan Kathiresan61 juga melaporkan hasil serupa mengenai efek sinergis malathion dengan ekstrak herbal. Respon sinergis ini mungkin disebabkan oleh kombinasi efek toksik malathion dan fitokimia pada enzim detoksifikasi serangga. Organofosfat seperti malathion umumnya bekerja dengan menghambat sitokrom P450 esterase dan monooksigenase62,63,64. Oleh karena itu, menggabungkan malathion dengan mekanisme aksi ini dan terpen dengan mekanisme aksi berbeda dapat meningkatkan efek mematikan secara keseluruhan pada nyamuk.
Di sisi lain, antagonisme menunjukkan bahwa senyawa yang dipilih kurang aktif dalam kombinasi dibandingkan masing-masing senyawa saja. Alasan terjadinya antagonisme pada beberapa kombinasi mungkin karena salah satu senyawa memodifikasi perilaku senyawa lain dengan mengubah laju penyerapan, distribusi, metabolisme, atau ekskresi. Peneliti awal menganggap hal ini sebagai penyebab antagonisme dalam kombinasi obat. Molekul Kemungkinan mekanisme 65. Demikian pula, kemungkinan penyebab antagonisme mungkin terkait dengan mekanisme kerja yang serupa, persaingan senyawa penyusun untuk reseptor atau lokasi target yang sama. Dalam beberapa kasus, penghambatan non-kompetitif terhadap protein target juga dapat terjadi. Dalam penelitian ini, dua senyawa organosulfur, diallyl disulfide dan diallyl trisulfide, menunjukkan efek antagonis, kemungkinan karena persaingan untuk mendapatkan lokasi target yang sama. Demikian pula kedua senyawa belerang ini menunjukkan efek antagonis dan tidak berpengaruh bila dikombinasikan dengan eudesmol dan α-pinena. Eudesmol dan alfa-pinena bersifat siklik, sedangkan diallyl disulfide dan diallyl trisulfide bersifat alifatik. Berdasarkan struktur kimianya, kombinasi senyawa-senyawa ini seharusnya meningkatkan aktivitas mematikan secara keseluruhan karena lokasi targetnya biasanya berbeda34,47, namun secara eksperimental kami menemukan antagonisme, yang mungkin disebabkan oleh peran senyawa-senyawa ini pada beberapa organisme yang tidak diketahui secara in vivo. sistem sebagai hasil interaksi. Demikian pula, kombinasi cineole dan α-pinene menghasilkan respons antagonis, meskipun peneliti sebelumnya melaporkan bahwa kedua senyawa tersebut memiliki target tindakan yang berbeda47,60. Karena kedua senyawa tersebut adalah monoterpen siklik, mungkin ada beberapa situs target umum yang mungkin bersaing untuk mengikat dan mempengaruhi toksisitas keseluruhan dari pasangan kombinatorial yang diteliti.
Berdasarkan nilai LC50 dan mortalitas yang diamati, dipilih dua kombinasi terpen sinergis terbaik, yaitu pasangan karvon + limonena dan eucalyptol + eudesmol, serta malathion organofosfor sintetik dengan terpen. Kombinasi sinergis optimal senyawa malathion + Eudesmol diuji dalam bioassay insektisida dewasa. Targetkan koloni serangga besar untuk memastikan apakah kombinasi efektif ini dapat bekerja melawan sejumlah besar individu di ruang paparan yang relatif luas. Semua kombinasi ini menunjukkan efek sinergis terhadap kawanan serangga dalam jumlah besar. Hasil serupa diperoleh untuk kombinasi larvasida sinergis optimal yang diuji terhadap populasi besar larva Aedes aegypti. Dengan demikian, dapat dikatakan bahwa kombinasi larvisida dan pembasmi hama yang efektif dari senyawa EO tanaman merupakan kandidat kuat terhadap bahan kimia sintetis yang ada dan selanjutnya dapat digunakan untuk mengendalikan populasi Aedes aegypti. Demikian pula, kombinasi efektif larvasida sintetik atau pembunuh dewasa dengan terpen juga dapat digunakan untuk mengurangi dosis thymetphos atau malathion yang diberikan kepada nyamuk. Kombinasi sinergis yang kuat ini dapat memberikan solusi untuk penelitian masa depan mengenai evolusi resistensi obat pada nyamuk Aedes.
Telur Aedes aegypti dikumpulkan dari Pusat Penelitian Medis Regional, Dibrugarh, Dewan Penelitian Medis India dan disimpan pada suhu terkendali (28 ± 1 °C) dan kelembapan (85 ± 5%) di Departemen Zoologi, Universitas Gauhati di bawah naungan kondisi berikut: Arivoli dijelaskan dkk. Setelah menetas, larva diberi pakan larva (bubuk biskuit anjing dan ragi dengan perbandingan 3:1) dan larva dewasa diberi larutan glukosa 10%. Mulai hari ke 3 setelah kemunculannya, nyamuk betina dewasa diperbolehkan menghisap darah tikus albino. Rendam kertas saring dalam air dalam gelas dan letakkan di dalam kandang bertelur.
Sampel tanaman terpilih yaitu daun kayu putih (Myrtaceae), kemangi (Lamiaceae), daun mint (Lamiaceae), melaleuca (Myrtaceae) dan umbi allium (Amaryllidaceae). Dikumpulkan dari Guwahati dan diidentifikasi oleh Departemen Botani, Universitas Gauhati. Sampel tanaman yang dikumpulkan (500 g) dilakukan hidrodistilasi menggunakan alat Clevenger selama 6 jam. EO yang diekstraksi dikumpulkan dalam botol kaca bersih dan disimpan pada suhu 4°C untuk penelitian lebih lanjut.
Toksisitas larvasida dipelajari dengan menggunakan prosedur standar Organisasi Kesehatan Dunia yang sedikit dimodifikasi 67 . Gunakan DMSO sebagai pengemulsi. Setiap konsentrasi EO awalnya diuji pada 100 dan 1000 ppm, memperlihatkan 20 larva di setiap ulangan. Berdasarkan hasil, rentang konsentrasi diterapkan dan kematian dicatat dari 1 jam hingga 6 jam (dengan interval 1 jam), dan pada 24 jam, 48 jam, dan 72 jam setelah pengobatan. Konsentrasi sublethal (LC50) ditentukan setelah 24, 48 dan 72 jam paparan. Setiap konsentrasi diuji dalam rangkap tiga bersama dengan satu kontrol negatif (hanya air) dan satu kontrol positif (air yang diberi perlakuan DMSO). Jika terjadi kepompong dan lebih dari 10% larva kelompok kontrol mati, percobaan diulangi. Jika angka kematian pada kelompok kontrol antara 5-10%, gunakan rumus koreksi Abbott 68.
Metode yang dijelaskan oleh Ramar et al. 69 digunakan untuk bioassay dewasa terhadap Aedes aegypti menggunakan aseton sebagai pelarut. Setiap EO awalnya diuji terhadap nyamuk Aedes aegypti dewasa pada konsentrasi 100 dan 1000 ppm. Oleskan 2 ml setiap larutan yang telah disiapkan ke nomor Whatman. 1 lembar kertas saring (ukuran 12 x 15 cm2) dan biarkan aseton menguap selama 10 menit. Kertas saring yang diberi hanya 2 ml aseton digunakan sebagai kontrol. Setelah aseton menguap, kertas saring yang telah diberi perlakuan dan kertas saring kontrol ditempatkan dalam tabung silinder (kedalaman 10 cm). Sepuluh nyamuk berumur 3 hingga 4 hari yang tidak menghisap darah dipindahkan ke rangkap tiga dari setiap konsentrasi. Berdasarkan hasil pengujian pendahuluan, dilakukan pengujian berbagai konsentrasi minyak terpilih. Kematian tercatat pada 1 jam, 2 jam, 3 jam, 4 jam, 5 jam, 6 jam, 24 jam, 48 jam dan 72 jam setelah pelepasan nyamuk. Hitung nilai LC50 untuk waktu pemaparan 24 jam, 48 jam dan 72 jam. Jika tingkat kematian pada kelompok kontrol melebihi 20%, ulangi seluruh pengujian. Demikian pula, jika angka kematian pada kelompok kontrol lebih besar dari 5%, sesuaikan hasil untuk sampel yang diberi perlakuan menggunakan rumus Abbott68.
Kromatografi gas (Agilent 7890A) dan spektrometri massa (Accu TOF GCv, Jeol) dilakukan untuk menganalisis senyawa penyusun minyak atsiri terpilih. GC dilengkapi dengan detektor FID dan kolom kapiler (HP5-MS). Gas pembawanya adalah helium, laju alirannya 1 ml/menit. Program GC menetapkan Allium sativum menjadi 10:80-1M-8-220-5M-8-270-9M dan Ocimum Sainttum menjadi 10:80-3M-8-200-3M-10-275-1M-5 – 280, untuk mint 10:80-1M-8-200-5M-8-275-1M-5-280, untuk kayu putih 20.60-1M-10-200-3M-30-280, dan untuk merah Untuk seribu lapisan ada 10: 60-1M-8-220-5M-8-270-3M.
Senyawa utama dari masing-masing EO diidentifikasi berdasarkan persentase luas yang dihitung dari hasil kromatogram GC dan spektrometri massa (mengacu pada database standar NIST 70).
Dua senyawa utama di setiap EO dipilih berdasarkan hasil GC-MS dan dibeli dari Sigma-Aldrich dengan kemurnian 98–99% untuk bioassay lebih lanjut. Senyawa tersebut diuji kemanjurannya sebagai larvasida dan dewasa terhadap Aedes aegypti seperti dijelaskan di atas. Larvisida sintetik tamephosate (Sigma Aldrich) dan obat malathion dewasa (Sigma Aldrich) yang paling umum digunakan dianalisis untuk membandingkan efektivitasnya dengan senyawa EO terpilih, mengikuti prosedur yang sama.
Campuran biner senyawa terpene terpilih dan senyawa terpene ditambah organofosfat komersial (tilephos dan malathion) dibuat dengan mencampurkan dosis LC50 dari masing-masing kandidat senyawa dalam perbandingan 1:1. Kombinasi yang telah disiapkan diuji pada stadium larva dan dewasa Aedes aegypti seperti dijelaskan di atas. Setiap bioassay dilakukan rangkap tiga untuk setiap kombinasi dan rangkap tiga untuk masing-masing senyawa yang ada dalam setiap kombinasi. Kematian serangga target dicatat setelah 24 jam. Hitung tingkat kematian yang diharapkan untuk campuran biner menggunakan rumus berikut.
dimana E = angka kematian yang diharapkan dari nyamuk Aedes aegypti sebagai respon terhadap kombinasi biner, yaitu koneksi (A + B).
Efek dari setiap campuran biner diberi label sebagai efek sinergis, antagonis, atau tidak ada berdasarkan nilai χ2 yang dihitung dengan metode yang dijelaskan oleh Pavla52. Hitung nilai χ2 untuk setiap kombinasi menggunakan rumus berikut.
Efek kombinasi didefinisikan sebagai sinergis ketika nilai χ2 yang dihitung lebih besar dari nilai tabel untuk derajat kebebasan yang sesuai (interval kepercayaan 95%) dan jika angka kematian yang diamati ternyata melebihi angka kematian yang diharapkan. Demikian pula, jika nilai χ2 yang dihitung untuk kombinasi apa pun melebihi nilai tabel dengan beberapa derajat kebebasan, namun angka kematian yang diamati lebih rendah dari angka kematian yang diharapkan, pengobatan dianggap antagonis. Dan jika dalam suatu kombinasi nilai χ2 yang dihitung lebih kecil dari nilai tabel dalam derajat kebebasan yang bersangkutan, maka kombinasi tersebut dianggap tidak berpengaruh.
Tiga hingga empat kombinasi yang berpotensi sinergis (100 larva dan 50 aktivitas larvasida dan serangga dewasa) dipilih untuk pengujian terhadap sejumlah besar serangga. Dewasa) lanjutkan seperti di atas. Selain campuran tersebut, senyawa individu yang ada dalam campuran terpilih juga diuji pada larva dan nyamuk Aedes aegypti dewasa dalam jumlah yang sama. Rasio kombinasinya adalah satu bagian dosis LC50 dari satu kandidat senyawa dan sebagian dosis LC50 dari senyawa penyusun lainnya. Dalam bioassay aktivitas dewasa, senyawa terpilih dilarutkan dalam pelarut aseton dan diaplikasikan pada kertas saring yang dibungkus dalam wadah plastik silinder berukuran 1300 cm3. Aseton diuapkan selama 10 menit dan orang dewasa dilepaskan. Demikian pula dalam bioassay larvasida, dosis senyawa kandidat LC50 terlebih dahulu dilarutkan dalam DMSO dengan volume yang sama dan kemudian dicampur dengan 1 liter air yang disimpan dalam wadah plastik 1300 cc, dan larva dilepaskan.
Analisis probabilistik terhadap 71 data kematian yang tercatat dilakukan dengan menggunakan SPSS (versi 16) dan perangkat lunak Minitab untuk menghitung nilai LC50.
Waktu posting: 01-Jul-2024