Terima kasih telah mengunjungi Nature.com. Versi peramban yang Anda gunakan memiliki dukungan CSS yang terbatas. Untuk hasil terbaik, sebaiknya gunakan versi peramban yang lebih baru (atau nonaktifkan Mode Kompatibilitas di Internet Explorer). Sementara itu, untuk memastikan dukungan yang berkelanjutan, kami menampilkan situs ini tanpa gaya atau JavaScript.
Kombinasi senyawa insektisida turunan tumbuhan dapat menunjukkan interaksi sinergis atau antagonis terhadap hama. Mengingat penyebaran penyakit yang cepat yang dibawa oleh nyamuk Aedes dan meningkatnya resistensi populasi nyamuk Aedes terhadap insektisida konvensional, dua puluh delapan kombinasi senyawa terpena berbasis minyak atsiri tumbuhan diformulasikan dan diuji terhadap stadium larva dan dewasa Aedes aegypti. Lima minyak atsiri tumbuhan (EO) awalnya dievaluasi untuk efikasi larvasida dan penggunaan dewasanya, dan dua senyawa utama diidentifikasi dalam setiap EO berdasarkan hasil GC-MS. Senyawa-senyawa utama yang teridentifikasi dibeli, yaitu dialil disulfida, dialil trisulfida, karvon, limonen, eugenol, metil eugenol, eukaliptol, eudesmol, dan alfa-pinena nyamuk. Kombinasi biner senyawa-senyawa ini kemudian dibuat menggunakan dosis subletal dan efek sinergis serta antagonisnya diuji dan ditentukan. Komposisi larvasida terbaik diperoleh dengan mencampurkan limonen dengan dialil disulfida, dan komposisi larvasida dewasa terbaik diperoleh dengan mencampurkan karvon dengan limonen. Larvisida sintetis yang digunakan secara komersial, Temphos, dan obat dewasa Malathion, diuji secara terpisah dan dalam kombinasi biner dengan terpenoid. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kombinasi temefos dan dialil disulfida serta malathion dan eudesmol merupakan kombinasi yang paling efektif. Kombinasi ampuh ini berpotensi untuk digunakan melawan Aedes aegypti.
Minyak atsiri tumbuhan (EO) merupakan metabolit sekunder yang mengandung berbagai senyawa bioaktif dan semakin penting sebagai alternatif pestisida sintetis. Minyak atsiri tidak hanya ramah lingkungan dan mudah digunakan, tetapi juga merupakan campuran berbagai senyawa bioaktif, yang juga mengurangi kemungkinan berkembangnya resistensi obat.1 Dengan menggunakan teknologi GC-MS, para peneliti memeriksa komponen-komponen dari berbagai minyak atsiri tumbuhan dan mengidentifikasi lebih dari 3.000 senyawa dari 17.500 tanaman aromatik.2 Sebagian besar senyawa tersebut telah diuji sifat insektisidanya dan dilaporkan memiliki efek insektisida.3,4 Beberapa penelitian menunjukkan bahwa toksisitas komponen utama senyawa tersebut sama atau lebih tinggi daripada etilen oksida mentahnya. Namun, penggunaan senyawa individual dapat kembali menimbulkan resistensi, seperti halnya insektisida kimia.5,6 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 individual yang ada dalam EO dapat menunjukkan efek sinergis atau antagonis dalam kombinasi yang mencerminkan aktivitas keseluruhan EO, sebuah fakta yang telah ditekankan dengan baik dalam studi yang dilakukan oleh peneliti sebelumnya7,8. Program pengendalian vektor juga mencakup EO dan komponen-komponennya. Aktivitas mosquitocidal dari minyak esensial 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 keseluruhan dan meminimalkan efek samping9. Namun, studi tentang senyawa tersebut terhadap Aedes aegypti masih jarang. Kemajuan dalam ilmu kedokteran dan pengembangan obat-obatan dan vaksin telah membantu memerangi beberapa penyakit yang ditularkan melalui vektor. Tetapi keberadaan serotipe virus yang berbeda, yang ditularkan oleh nyamuk Aedes aegypti, telah menyebabkan kegagalan program vaksinasi. Oleh karena itu, ketika penyakit tersebut terjadi, program pengendalian vektor adalah satu-satunya pilihan untuk mencegah penyebaran penyakit. Dalam skenario saat ini, pengendalian Aedes aegypti sangat penting karena merupakan vektor utama berbagai virus dan serotipe yang menyebabkan demam berdarah, Zika, demam berdarah dengue, demam kuning, dll. Hal yang paling penting adalah kenyataan bahwa jumlah 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, ada kebutuhan mendesak untuk mengembangkan langkah-langkah pengendalian yang ramah lingkungan dan efektif untuk populasi Aedes aegypti. Kandidat potensial dalam hal ini adalah EO, senyawa penyusunnya, dan kombinasinya. Oleh karena itu, penelitian ini berupaya mengidentifikasi kombinasi sinergis yang efektif dari senyawa EO tanaman utama dari lima tanaman dengan sifat insektisida (yaitu, mint, kemangi suci, Eucalyptus spotted, 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 EO pepermin (Mp) dengan nilai LC50 0,42 ppm pada 24 jam, diikuti oleh bawang putih (As) dengan nilai LC50 16,19 ppm pada 24 jam (Tabel 1).
Kecuali Ocimum Sainttum (Os), keempat EO lain yang diskrining menunjukkan efek alersidal yang nyata, dengan nilai LC50 berkisar antara 23,37 hingga 120,16 ppm selama periode paparan 24 jam. EO Thymophilus striata (Cl) paling efektif membunuh serangga dewasa dengan nilai LC50 23,37 ppm dalam 24 jam setelah paparan, diikuti oleh Eucalyptus maculata (Em) yang memiliki nilai LC50 101,91 ppm (Tabel 1). Di sisi lain, nilai LC50 untuk Os belum ditentukan karena tingkat kematian tertinggi, yaitu 53%, tercatat pada dosis tertinggi (Gambar Tambahan 3).
Dua senyawa penyusun utama dalam setiap EO diidentifikasi dan dipilih berdasarkan hasil basis data perpustakaan NIST, persentase area kromatogram GC, dan hasil spektra MS (Tabel 2). Untuk EO As, senyawa utama yang teridentifikasi adalah dialil disulfida dan dialil trisulfida; untuk EO Mp, senyawa utama yang teridentifikasi adalah karvon dan limonen; untuk EO Em, senyawa utama yang teridentifikasi adalah eudesmol dan eukaliptol; Untuk EO Os, senyawa utama yang teridentifikasi adalah eugenol dan metil eugenol, dan untuk EO Cl, senyawa utama yang teridentifikasi adalah eugenol dan α-pinena (Gambar 1, Gambar Tambahan 5–8, Tabel Tambahan 1–5).
Hasil spektrometri massa terpenoid utama dari minyak esensial terpilih (A-dialil disulfida; B-dialil trisulfida; C-eugenol; D-metil eugenol; E-limonene; F-aromatik ceperone; G-α-pinene; H-cineole; R-eudamol).
Sebanyak sembilan senyawa (dialil disulfida, dialil trisulfida, eugenol, metil eugenol, karvon, limonen, eukaliptol, eudesmol, α-pinena) diidentifikasi sebagai senyawa efektif yang merupakan komponen utama EO dan secara individual diuji secara hayati terhadap Aedes aegypti pada stadium larva. Senyawa eudesmol memiliki aktivitas larvasida tertinggi dengan nilai LC50 sebesar 2,25 ppm setelah 24 jam paparan. Senyawa dialil disulfida dan dialil trisulfida juga ditemukan memiliki efek larvasida potensial, dengan dosis subletal rata-rata dalam kisaran 10–20 ppm. Aktivitas larvasida sedang kembali diamati untuk senyawa eugenol, limonen, dan eukaliptol dengan nilai LC50 sebesar 63,35 ppm, 139,29 ppm. dan 181,33 ppm setelah 24 jam, masing-masing (Tabel 3). Namun, potensi larvasida metil eugenol dan karvon yang signifikan tidak ditemukan bahkan pada dosis tertinggi, sehingga nilai LC50 tidak dihitung (Tabel 3). Larvisida sintetis Temephos memiliki konsentrasi letal rata-rata 0,43 ppm terhadap Aedes aegypti selama 24 jam paparan (Tabel 3, Tabel Tambahan 6).
Tujuh senyawa (dialil disulfida, dialil trisulfida, eukaliptol, α-pinena, eudesmol, limonena, dan karvon) diidentifikasi sebagai senyawa utama EO yang efektif dan diuji secara individual terhadap nyamuk Aedes dewasa Mesir. Berdasarkan analisis regresi Probit, Eudesmol ditemukan memiliki potensi tertinggi dengan nilai LC50 1,82 ppm, diikuti oleh Eukaliptol dengan nilai LC50 17,60 ppm pada waktu paparan 24 jam. Lima senyawa lainnya yang diuji cukup berbahaya bagi orang dewasa dengan LC50 berkisar antara 140,79 hingga 737,01 ppm (Tabel 3). Malation organofosfor sintetik kurang poten dibandingkan eudesmol dan lebih tinggi dibandingkan enam senyawa lainnya, dengan nilai LC50 5,44 ppm selama periode paparan 24 jam (Tabel 3, Tabel Tambahan 6).
Tujuh senyawa timbal poten dan organofosfor tamefosat dipilih untuk memformulasi kombinasi biner dosis LC50-nya dengan rasio 1:1. Sebanyak 28 kombinasi biner disiapkan dan diuji efikasi larvasidanya terhadap Aedes aegypti. Sembilan kombinasi ditemukan bersifat sinergis, 14 kombinasi bersifat antagonis, dan lima kombinasi tidak bersifat larvasida. Di antara kombinasi sinergis tersebut, kombinasi dialil disulfida dan temofol merupakan yang paling efektif, dengan mortalitas 100% teramati setelah 24 jam (Tabel 4). Demikian pula, campuran limonene dengan dialil disulfida dan eugenol dengan timofos menunjukkan potensi yang baik dengan mortalitas larva teramati sebesar 98,3% (Tabel 5). Keempat kombinasi yang tersisa, yaitu eudesmol plus eukaliptol, eudesmol plus limonene, eukaliptol plus alfa-pinena, alfa-pinena plus temefos, juga menunjukkan efikasi larvasida yang signifikan, dengan tingkat mortalitas yang teramati melebihi 90%. Tingkat mortalitas yang diharapkan mendekati 60-75%. (Tabel 4). Namun, kombinasi limonene dengan α-pinena atau eukaliptus menunjukkan reaksi antagonis. Demikian pula, campuran Temefos dengan eugenol atau eukaliptus atau eudesmol atau dialil trisulfida telah ditemukan memiliki efek antagonis. Demikian pula, kombinasi dialil disulfida dan dialil trisulfida dan kombinasi salah satu senyawa ini dengan eudesmol atau eugenol bersifat antagonis dalam aksi larvasidanya. Antagonisme juga telah dilaporkan dengan kombinasi eudesmol dengan eugenol atau α-pinena.
Dari 28 campuran biner yang diuji aktivitas asamnya pada dewasa, 7 kombinasi bersifat sinergis, 6 tidak berpengaruh, dan 15 bersifat antagonis. Campuran eudesmol dengan eukaliptus dan limonen dengan karvon ditemukan lebih efektif daripada kombinasi sinergis lainnya, dengan tingkat mortalitas pada 24 jam masing-masing sebesar 76% dan 100% (Tabel 5). Malathion telah diamati menunjukkan efek sinergis dengan semua kombinasi senyawa kecuali limonen dan dialil trisulfida. Di sisi lain, antagonisme telah ditemukan antara dialil disulfida dan dialil trisulfida serta kombinasi keduanya dengan eukaliptus, eukaliptol, karvon, atau limonen. Demikian pula, kombinasi α-pinena dengan eudesmol atau limonena, eukaliptol dengan karvon atau limonena, dan limonena dengan eudesmol atau malathion menunjukkan efek larvasida antagonis. Untuk enam kombinasi lainnya, tidak terdapat perbedaan signifikan antara mortalitas yang diharapkan dan yang diamati (Tabel 5).
Berdasarkan efek sinergis dan dosis subletal, toksisitas larvasida mereka terhadap sejumlah besar nyamuk Aedes aegypti akhirnya dipilih dan diuji lebih lanjut. Hasilnya menunjukkan bahwa mortalitas larva yang diamati menggunakan kombinasi biner eugenol-limonene, diallyl disulfide-limonene dan diallyl disulfide-timephos adalah 100%, sedangkan mortalitas larva yang diharapkan adalah 76,48%, 72,16% dan 63,4%, berturut-turut (Tabel 6). . Kombinasi limonene dan eudesmol relatif kurang efektif, dengan mortalitas larva 88% diamati selama periode paparan 24 jam (Tabel 6). Singkatnya, keempat kombinasi biner yang dipilih juga menunjukkan efek larvasida sinergis terhadap Aedes aegypti ketika diterapkan dalam skala besar (Tabel 6).
Tiga kombinasi sinergis dipilih untuk bioassay adultocidal untuk mengendalikan populasi besar Aedes aegypti dewasa. Untuk memilih kombinasi untuk diuji pada koloni serangga besar, pertama-tama kami fokus pada dua kombinasi terpena sinergis terbaik, yaitu karvon plus limonene dan eucalyptol plus eudesmol. Kedua, kombinasi sinergis terbaik dipilih dari kombinasi malathion organofosfat sintetis dan terpenoid. Kami percaya bahwa kombinasi malathion dan eudesmol adalah kombinasi terbaik untuk pengujian pada koloni serangga besar karena mortalitas tertinggi yang diamati dan nilai LC50 yang sangat rendah dari bahan-bahan kandidat. Malathion menunjukkan sinergisme dalam kombinasi dengan α-pinene, diallyl disulfide, eucalyptus, karvon dan eudesmol. Tetapi jika kita melihat nilai LC50, Eudesmol memiliki nilai terendah (2,25 ppm). Nilai LC50 terhitung dari malathion, α-pinene, diallyl disulfide, eucalyptol dan carvone masing-masing adalah 5,4, 716,55, 166,02, 17,6 dan 140,79 ppm. Nilai-nilai ini menunjukkan bahwa kombinasi malathion dan eudesmol adalah kombinasi optimal dalam hal dosis. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kombinasi carvone plus limonene dan eudesmol plus malathion memiliki mortalitas teramati 100% dibandingkan dengan mortalitas yang diharapkan sebesar 61% hingga 65%. Kombinasi lain, eudesmol plus eucalyptol, menunjukkan tingkat mortalitas 78,66% setelah 24 jam paparan, dibandingkan dengan tingkat mortalitas yang diharapkan sebesar 60%. Ketiga kombinasi yang dipilih menunjukkan efek sinergis bahkan ketika diterapkan dalam skala besar terhadap Aedes aegypti dewasa (Tabel 6).
Dalam penelitian ini, minyak atsiri tanaman terpilih seperti Mp, As, Os, Em, dan Cl menunjukkan efek mematikan yang menjanjikan pada tahap larva dan dewasa Aedes aegypti. Minyak atsiri Mp memiliki aktivitas larvasida tertinggi dengan nilai LC50 0,42 ppm, diikuti oleh minyak atsiri As, Os, dan Em dengan nilai LC50 kurang dari 50 ppm setelah 24 jam. Hasil ini konsisten dengan penelitian sebelumnya pada nyamuk dan lalat diptera lainnya10,11,12,13,14. Meskipun potensi larvasida Cl lebih rendah daripada minyak atsiri lainnya, dengan nilai LC50 163,65 ppm setelah 24 jam, potensi dewasanya adalah yang tertinggi dengan nilai LC50 23,37 ppm setelah 24 jam. Mp, As dan Em EO juga menunjukkan potensi alersidal yang baik dengan nilai LC50 dalam kisaran 100–120 ppm pada 24 jam paparan, tetapi relatif lebih rendah daripada efikasi larvasidanya. Di sisi lain, EO Os menunjukkan efek alersidal yang dapat diabaikan bahkan pada dosis terapi tertinggi. Dengan demikian, hasil menunjukkan bahwa toksisitas etilen oksida terhadap tanaman dapat bervariasi tergantung pada tahap perkembangan nyamuk15. Itu juga tergantung pada laju penetrasi EO ke dalam tubuh serangga, interaksinya dengan enzim target spesifik, dan kapasitas detoksifikasi nyamuk pada setiap tahap perkembangan16. Sejumlah besar penelitian telah menunjukkan bahwa senyawa komponen utama merupakan faktor penting dalam aktivitas biologis etilen oksida, karena ia mencakup sebagian besar dari total senyawa3,12,17,18. Oleh karena itu, kami mempertimbangkan dua senyawa utama di setiap EO. Berdasarkan hasil GC-MS, dialil disulfida dan dialil trisulfida diidentifikasi sebagai senyawa utama EO As, yang konsisten dengan laporan sebelumnya19,20,21. Meskipun laporan sebelumnya menunjukkan bahwa mentol adalah salah satu senyawa utamanya, karvon dan limonena kembali diidentifikasi sebagai senyawa utama Mp EO22,23. Profil komposisi Os EO menunjukkan bahwa eugenol dan metil eugenol adalah senyawa utama, yang serupa dengan temuan peneliti sebelumnya16,24. Eukaliptol dan eukaliptol telah dilaporkan sebagai senyawa utama yang terdapat dalam minyak daun Em, yang konsisten dengan temuan beberapa peneliti25,26 tetapi bertentangan dengan temuan Olalade dkk.27. Dominasi sineol dan α-pinena diamati dalam minyak esensial melaleuca, yang serupa dengan penelitian sebelumnya28,29. Perbedaan intraspesifik dalam komposisi dan konsentrasi minyak atsiri yang diekstrak dari spesies tanaman yang sama di lokasi yang berbeda telah dilaporkan dan juga diamati dalam penelitian ini, yang dipengaruhi oleh kondisi pertumbuhan tanaman geografis, waktu panen, tahap perkembangan, atau umur tanaman. penampilan kemotipe, dll.22,30,31,32. Senyawa-senyawa kunci yang diidentifikasi kemudian dibeli dan diuji untuk efek larvasida dan efeknya pada nyamuk Aedes aegypti dewasa. Hasilnya menunjukkan bahwa aktivitas larvasida dialil disulfida sebanding dengan EO As mentah. Tetapi aktivitas dialil trisulfida lebih tinggi daripada EO As. Hasil ini serupa dengan yang diperoleh oleh Kimbaris et al. 33 pada Culex philippines. Namun, kedua senyawa ini tidak menunjukkan aktivitas autosidal yang baik terhadap nyamuk target, yang konsisten dengan hasil Plata-Rueda et al 34 pada Tenebrio molitor. Os EO efektif melawan tahap larva Aedes aegypti, tetapi tidak melawan tahap dewasa. Telah ditetapkan bahwa aktivitas larvasida senyawa-senyawa utama individual lebih rendah daripada Os EO mentah. Hal ini menyiratkan peran senyawa lain dan interaksinya dalam etilen oksida mentah. Metil eugenol sendiri memiliki aktivitas yang dapat diabaikan, sedangkan eugenol sendiri memiliki aktivitas larvasida sedang. Kesimpulan ini, di satu sisi, menegaskan35,36, dan di sisi lain, bertentangan dengan kesimpulan para peneliti sebelumnya37,38. Perbedaan gugus fungsi eugenol dan metil eugenol dapat mengakibatkan toksisitas yang berbeda terhadap serangga target yang sama39. Limonene ditemukan memiliki aktivitas larvasida sedang, sementara efek karvon tidak signifikan. Demikian pula, toksisitas limonene yang relatif rendah terhadap serangga dewasa dan toksisitas karvon yang tinggi mendukung hasil beberapa penelitian sebelumnya40 tetapi bertentangan dengan yang lain41. Kehadiran ikatan rangkap pada posisi intrasiklik dan eksosiklik dapat meningkatkan manfaat senyawa-senyawa ini sebagai larvasida3,41, sementara karvon, yang merupakan keton dengan karbon alfa dan beta tak jenuh, dapat menunjukkan potensi toksisitas yang lebih tinggi pada orang dewasa42. Namun, karakteristik individu limonene dan karvon jauh lebih rendah daripada total EO Mp (Tabel 1, Tabel 3). Di antara terpenoid yang diuji, eudesmol ditemukan memiliki aktivitas larvasida dan aktivitas dewasa terbesar dengan nilai LC50 di bawah 2,5 ppm, menjadikannya senyawa yang menjanjikan untuk pengendalian nyamuk Aedes. Kinerjanya lebih baik daripada seluruh EO Em, meskipun ini tidak konsisten dengan temuan Cheng et al.40. Eudesmol adalah seskuiterpena dengan dua unit isoprena yang kurang volatil daripada monoterpena teroksigenasi seperti eukaliptus dan oleh karena itu memiliki potensi yang lebih besar sebagai pestisida. Eucalyptol sendiri memiliki aktivitas dewasa yang lebih besar daripada aktivitas larvasida, dan hasil dari studi sebelumnya mendukung dan membantah hal ini37,43,44. Aktivitasnya sendiri hampir sebanding dengan seluruh EO Cl. Monoterpena bisiklik lainnya, α-pinena, memiliki efek dewasa yang lebih kecil pada Aedes aegypti daripada efek larvasida, yang merupakan kebalikan dari efek EO Cl penuh. Aktivitas insektisida terpenoid secara keseluruhan dipengaruhi oleh lipofilisitas, volatilitas, percabangan karbon, area proyeksi, luas permukaan, gugus fungsi dan posisi mereka45,46. Senyawa-senyawa ini dapat bertindak dengan menghancurkan akumulasi sel, menghalangi aktivitas pernapasan, mengganggu transmisi impuls saraf, dll.47 Organofosfat sintetis Temephos ditemukan memiliki aktivitas larvasida tertinggi dengan nilai LC50 sebesar 0,43 ppm, yang konsisten dengan data Lek-Utala48. Aktivitas malathion organofosfor sintetis pada dewasa dilaporkan sebesar 5,44 ppm. Meskipun kedua organofosfat ini telah menunjukkan respons yang baik terhadap strain Aedes aegypti di laboratorium, resistensi nyamuk terhadap senyawa ini telah dilaporkan di berbagai belahan dunia49. Namun, belum ditemukan laporan serupa mengenai perkembangan resistensi terhadap obat-obatan herbal50. Dengan demikian, bahan botani dianggap sebagai alternatif potensial untuk pestisida kimia dalam program pengendalian vektor.
Efek larvasida diuji pada 28 kombinasi biner (1:1) yang dibuat dari terpenoid poten dan terpenoid dengan timofos, dan 9 kombinasi ditemukan bersifat sinergis, 14 antagonis, dan 5 antagonis. Tidak ada efek. Di sisi lain, dalam bioassay potensi dewasa, 7 kombinasi ditemukan bersifat sinergis, 15 kombinasi bersifat antagonis, dan 6 kombinasi dilaporkan tidak memiliki efek. Alasan mengapa kombinasi tertentu menghasilkan efek sinergis mungkin karena senyawa kandidat berinteraksi secara simultan dalam jalur penting yang berbeda, atau karena penghambatan berurutan dari enzim kunci yang berbeda dari jalur biologis tertentu51. Kombinasi limonene dengan dialil disulfida, eukaliptus atau eugenol ditemukan bersifat sinergis dalam aplikasi skala kecil dan besar (Tabel 6), sementara kombinasinya dengan eukaliptus atau α-pinene ditemukan memiliki efek antagonis pada larva. Rata-rata, limonene tampak sebagai sinergis yang baik, mungkin 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), memengaruhi sistem pencernaan (antifeedant), atau memengaruhi sistem pernapasan (aktivitas fumigasi),54 sementara fenilpropanoid seperti eugenol dapat memengaruhi enzim metabolik55. Oleh karena itu, kombinasi senyawa dengan mekanisme aksi yang berbeda dapat meningkatkan efek mematikan keseluruhan dari campuran tersebut. Eucalyptol ditemukan bersinergi dengan dialil disulfida, eucalyptus atau α-pinene, tetapi kombinasi lain dengan senyawa lain bersifat non-larvisida atau antagonis. Studi awal menunjukkan bahwa eucalyptol memiliki aktivitas penghambatan pada asetilkolinesterase (AChE), serta oktaamine dan reseptor GABA56. Karena monoterpen siklik, eukaliptol, 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 dialil disulfida, α-pinena, dan limonena ditemukan bersifat sinergis, mendukung laporan sebelumnya tentang efek sinergis antara produk herbal dan organofosfat sintetis58.
Kombinasi eudesmol dan eukaliptol ditemukan memiliki efek sinergis pada tahap larva dan dewasa Aedes aegypti, mungkin karena cara kerjanya yang berbeda karena struktur kimianya yang berbeda. Eudesmol (seskuiterpena) dapat memengaruhi sistem pernapasan 59 dan eukaliptol (monoterpena) dapat memengaruhi asetilkolinesterase 60 . Paparan bersama bahan-bahan tersebut ke dua atau lebih lokasi target dapat meningkatkan efek mematikan keseluruhan dari kombinasi tersebut. Dalam bioassay zat dewasa, malathion ditemukan bersinergi dengan karvon atau eukaliptol atau eukaliptol atau dialil disulfida atau α-pinena, yang menunjukkan bahwa malathion bersinergi dengan penambahan limonena dan di. Kandida alersida sinergis yang baik untuk seluruh portofolio senyawa terpena, dengan pengecualian alil trisulfida. Thangam dan Kathiresan61 juga melaporkan hasil serupa mengenai efek sinergis malathion dengan ekstrak herbal. Respons sinergis ini kemungkinan disebabkan oleh efek toksik gabungan malathion dan fitokimia terhadap enzim detoksifikasi serangga. Organofosfat seperti malathion umumnya bekerja dengan menghambat esterase sitokrom P450 dan monooksigenase62,63,64. Oleh karena itu, menggabungkan malathion dengan mekanisme kerja ini dan terpena dengan mekanisme kerja yang berbeda dapat meningkatkan efek mematikan secara keseluruhan pada nyamuk.
Di sisi lain, antagonisme menunjukkan bahwa senyawa-senyawa terpilih kurang aktif jika dikombinasikan dibandingkan masing-masing senyawa jika digunakan sendiri. Antagonisme dalam beberapa kombinasi mungkin disebabkan oleh fakta bahwa satu senyawa mengubah perilaku senyawa lain dengan mengubah laju absorpsi, distribusi, metabolisme, atau ekskresi. Para 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, yaitu kompetisi senyawa penyusun untuk reseptor atau situs target yang sama. Dalam beberapa kasus, penghambatan non-kompetitif terhadap protein target juga dapat terjadi. Dalam penelitian ini, dua senyawa organosulfur, dialil disulfida dan dialil trisulfida, menunjukkan efek antagonis, kemungkinan karena kompetisi untuk situs target yang sama. Demikian pula, kedua senyawa sulfur ini menunjukkan efek antagonis dan tidak berpengaruh ketika dikombinasikan dengan eudesmol dan α-pinena. Eudesmol dan α-pinena bersifat siklik, sedangkan dialil disulfida dan dialil trisulfida bersifat alifatik. Berdasarkan struktur kimianya, kombinasi senyawa-senyawa ini seharusnya meningkatkan aktivitas mematikan secara keseluruhan karena situs targetnya biasanya berbeda34,47, tetapi secara eksperimental kami menemukan antagonisme, yang mungkin disebabkan oleh peran senyawa-senyawa ini dalam beberapa organisme yang belum diketahui secara in vivo, sebagai akibat interaksi. Demikian pula, kombinasi sineol dan α-pinena menghasilkan respons antagonis, meskipun para peneliti sebelumnya melaporkan bahwa kedua senyawa tersebut memiliki target aksi yang berbeda47,60. Karena kedua senyawa tersebut merupakan monoterpen siklik, mungkin terdapat beberapa situs target umum yang dapat bersaing untuk mengikat dan memengaruhi toksisitas keseluruhan dari pasangan senyawa kombinasi yang diteliti.
Berdasarkan nilai LC50 dan mortalitas yang diamati, dua kombinasi terpena sinergis terbaik dipilih, yaitu pasangan karvon + limonen dan eukaliptol + eudesmol, serta malathion organofosfor sintetis dengan terpena. Kombinasi sinergis optimal dari 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 besar. Semua kombinasi ini menunjukkan efek sinergis terhadap kawanan besar serangga. Hasil serupa diperoleh untuk kombinasi larvasida sinergis optimal yang diuji terhadap populasi besar larva Aedes aegypti. Dengan demikian, dapat dikatakan bahwa kombinasi larvasida sinergis dan adultisidal yang efektif dari senyawa EO tanaman merupakan kandidat kuat terhadap bahan kimia sintetis yang ada dan dapat digunakan lebih lanjut untuk mengendalikan populasi Aedes aegypti. Demikian pula, kombinasi efektif larvasida sintetis atau adultisida dengan terpena juga dapat digunakan untuk mengurangi dosis timofos atau malathion yang diberikan kepada nyamuk. Kombinasi sinergis yang ampuh ini dapat memberikan solusi untuk studi selanjutnya tentang evolusi resistensi obat pada nyamuk Aedes.
Telur Aedes aegypti dikumpulkan dari Pusat Penelitian Medis Regional, Dibrugarh, Dewan Penelitian Medis India, dan dipelihara pada suhu terkontrol (28 ± 1 °C) dan kelembapan (85 ± 5%) di Departemen Zoologi, Universitas Gauhati dengan kondisi berikut: Arivoli dideskripsikan dkk. Setelah menetas, larva diberi pakan larva (bubuk biskuit anjing dan ragi dengan rasio 3:1) dan nyamuk dewasa diberi larutan glukosa 10%. Mulai hari ke-3 setelah kemunculan, nyamuk betina dewasa dibiarkan menghisap darah tikus albino. Rendam kertas saring dalam air dalam gelas dan letakkan di kandang bertelur.
Sampel tanaman terpilih, yaitu daun eukaliptus (Myrtaceae), kemangi (Lamiaceae), mint (Lamiaceae), melaleuca (Myrtaceae), dan umbi allium (Amaryllidaceae), dikumpulkan dari Guwahati dan diidentifikasi oleh Departemen Botani, Universitas Gauhati. Sampel tanaman yang terkumpul (500 g) mengalami hidrodistilasi menggunakan alat Clevenger selama 6 jam. Minyak atsiri yang diekstraksi dikumpulkan dalam botol kaca bersih dan disimpan pada suhu 4°C untuk penelitian lebih lanjut.
Toksisitas larvasida dipelajari menggunakan prosedur standar Organisasi Kesehatan Dunia yang sedikit dimodifikasi 67 . Gunakan DMSO sebagai pengemulsi. Setiap konsentrasi EO awalnya diuji pada 100 dan 1000 ppm, dengan memaparkan 20 larva dalam setiap ulangan. Berdasarkan hasil, rentang konsentrasi diterapkan dan mortalitas dicatat dari 1 jam hingga 6 jam (dengan interval 1 jam), dan pada 24 jam, 48 jam dan 72 jam setelah perlakuan. Konsentrasi subletal (LC50) ditentukan setelah 24, 48 dan 72 jam pemaparan. Setiap konsentrasi diuji dalam rangkap tiga bersama dengan satu kontrol negatif (hanya air) dan satu kontrol positif (air yang diolah dengan DMSO). Jika terjadi pupasi dan lebih dari 10% larva kelompok kontrol mati, percobaan diulang. Jika tingkat mortalitas pada kelompok kontrol antara 5-10%, gunakan rumus koreksi Abbott 68.
Metode yang dijelaskan oleh Ramar dkk. 69 digunakan untuk bioassay dewasa terhadap nyamuk 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 diperlakukan dengan hanya 2 ml aseton digunakan sebagai kontrol. Setelah aseton menguap, kertas saring yang diperlakukan dan kertas saring kontrol ditempatkan dalam tabung silinder (kedalaman 10 cm). Sepuluh nyamuk berusia 3 hingga 4 hari yang tidak menghisap darah dipindahkan ke triplikat setiap konsentrasi. Berdasarkan hasil uji pendahuluan, berbagai konsentrasi minyak terpilih diuji. Mortalitas dicatat pada 1 jam, 2 jam, 3 jam, 4 jam, 5 jam, 6 jam, 24 jam, 48 jam, dan 72 jam setelah nyamuk dilepaskan. Hitung nilai LC50 untuk waktu paparan 24 jam, 48 jam, dan 72 jam. Jika tingkat mortalitas pada kelompok kontrol melebihi 20%, ulangi seluruh pengujian. Demikian pula, jika tingkat mortalitas 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 pembawa yang digunakan adalah helium, dengan laju alir 1 ml/menit. Program GC menetapkan Allium sativum pada 10:80-1M-8-220-5M-8-270-9M dan Ocimum Sainttum pada 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 eucalyptus 20:60-1M-10-200-3M-30-280, dan untuk merah Untuk seribu lapisan mereka adalah 10: 60-1M-8-220-5M-8-270-3M.
Senyawa utama setiap EO diidentifikasi berdasarkan persentase area yang dihitung dari kromatogram GC dan hasil spektrometri massa (dirujuk ke basis data standar NIST 70).
Dua senyawa utama dalam setiap EO dipilih berdasarkan hasil GC-MS dan dibeli dari Sigma-Aldrich dengan kemurnian 98–99% untuk uji hayati lebih lanjut. Senyawa-senyawa tersebut diuji untuk larvasida dan efikasinya terhadap Aedes aegypti dewasa sebagaimana dijelaskan di atas. Larvisida sintetis yang paling umum digunakan, tamefosat (Sigma Aldrich), dan obat dewasa malathion (Sigma Aldrich), dianalisis untuk membandingkan efektivitasnya dengan senyawa EO terpilih, dengan mengikuti prosedur yang sama.
Campuran biner senyawa terpena terpilih dan senyawa terpena ditambah organofosfat komersial (tilephos dan malation) disiapkan dengan mencampurkan dosis LC50 masing-masing senyawa kandidat dengan rasio 1:1. Kombinasi yang telah disiapkan diuji pada stadium larva dan dewasa Aedes aegypti sebagaimana dijelaskan di atas. Setiap bioassay dilakukan rangkap tiga untuk setiap kombinasi dan rangkap tiga untuk senyawa individual yang terdapat dalam setiap kombinasi. Kematian serangga target dicatat setelah 24 jam. Hitunglah laju mortalitas ekspektasi untuk campuran biner menggunakan rumus berikut.
di mana E = tingkat kematian yang diharapkan dari nyamuk Aedes aegypti sebagai respons terhadap kombinasi biner, yaitu koneksi (A + B).
Efek setiap campuran biner diberi label sinergis, antagonis, atau tidak berpengaruh berdasarkan nilai χ2 yang dihitung dengan metode yang dijelaskan oleh Pavla52. Hitung nilai χ2 untuk setiap kombinasi menggunakan rumus berikut.
Efek suatu kombinasi didefinisikan sebagai sinergis ketika nilai χ2 yang dihitung lebih besar daripada nilai tabel untuk derajat kebebasan yang sesuai (interval kepercayaan 95%) dan jika mortalitas yang teramati ternyata melebihi mortalitas yang diharapkan. Demikian pula, jika nilai χ2 yang dihitung untuk setiap kombinasi melebihi nilai tabel dengan beberapa derajat kebebasan, tetapi mortalitas yang teramati lebih rendah daripada mortalitas yang diharapkan, perlakuan tersebut dianggap antagonis. Dan jika dalam setiap kombinasi nilai χ2 yang dihitung lebih kecil daripada nilai tabel pada derajat kebebasan yang sesuai, 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. Bersamaan dengan campuran, senyawa individual yang ada dalam campuran yang dipilih juga diuji pada larva dan dewasa Aedes aegypti dalam jumlah yang sama. Rasio kombinasi adalah satu bagian dosis LC50 dari satu senyawa kandidat dan bagian dosis LC50 dari senyawa penyusun lainnya. Dalam bioassay aktivitas dewasa, senyawa yang dipilih dilarutkan dalam pelarut aseton dan dioleskan ke kertas saring yang dibungkus dalam wadah plastik silinder 1300 cm3. Aseton diuapkan selama 10 menit dan dewasa dilepaskan. Demikian pula, dalam bioassay larvasida, dosis senyawa kandidat LC50 pertama-tama dilarutkan dalam volume yang sama dari DMSO dan kemudian dicampur dengan 1 liter air yang disimpan dalam wadah plastik 1300 cc, dan larva dilepaskan.
Analisis probabilistik dari 71 data mortalitas yang tercatat dilakukan menggunakan SPSS (versi 16) dan perangkat lunak Minitab untuk menghitung nilai LC50.
Waktu posting: 01-Jul-2024