Ad efficaciterculices coercereEt ad incidentiam morborum quos portant minuendam, alternativae strategicae, sustinabiles et ecologicae pesticidis chemicis necessariae sunt. Farinam seminum ex quibusdam Brassicaceae (familia Brassicarum) tamquam fontem isothiocyanatorum e plantis derivatorum, per hydrolysin enzymaticam glucosinolatorum biologice inactivorum productorum, ad usum in dominatione Aedis Aegyptiacae (L., 1762) evaluavimus. Farina seminum quinque-deacetata (Brassica juncea (L) Czern., 1859, Lepidium sativum L., 1753, Sinapis alba L., 1753, Thlaspi arvense L., 1753 et Thlaspi arvense – tres genera praecipua inactivationis thermalis et degradationis enzymaticae. Producta chemica. Ad determinandam toxicitatem (LC50) allyl isothiocyanatis, benzylis isothiocyanatis et 4-hydroxybenzylisothiocyanatis larvis Aedes aegypti post expositionem 24 horarum = 0.04 g/120 ml dH2O). Valores LC50 pro sinapi, sinapi alba et equiseto. Farina seminis erat 0.05, 0.08 et 0.05 respective comparata cum allyl isothiocyanato (LC50 = 19.35 ppm) et 4. Hydroxybenzylisothiocyanatum (LC50 = 55.41 ppm) magis toxicum erat larvis per 24 horas post curationem quam 0.1 g/120 ml dH2O respective. Haec eventa congruunt cum productione farinae seminis medicae sativae. Maior efficacia esterum benzylicorum valoribus LC50 calculatis respondet. Usus farinae seminis potest praebere modum efficax coercendi culices. Efficacia pulveris seminum cruciferarum et eius principalium componentium chemicorum contra larvas culicum demonstrat et demonstrat quomodo composita naturalia in pulvere seminum cruciferarum possint esse larvicida promittente et ecologica ad coercendos culices.
Morbi vectoribus a culicebus *Aedes* effecti magnum problema salutis publicae globalis manent. Incidentia morborum a culicebus latorum geographice diffunditur1,2,3 et iterum emergit, eruptiones gravium morborum ducens4,5,6,7. Propagatio morborum inter homines et animalia (e.g., chikungunya, dengue, febris Vallis Rift, febris flava et virus Zika) inaudita est. Sola febris dengue circiter 3.6 miliarda hominum periculo infectionis in tropicis exponit, cum aestimatione 390 milionum infectionum quotannis occurrentium, quae 6,100-24,300 mortes per annum efficiunt8. Reapparitio et eruptio virus Zika in America Meridionali attentionem toto orbe terrarum attraxit propter damnum cerebri quod in pueris mulieribus infectis natis infert2. Kremer et al.3 praedicunt distributionem geographicam culicum *Aedes* pergere expandere et, anno 2050, dimidiam partem populationis mundi periculo infectionis ab arboviris a culice latis obnoxiam fore.
Exceptis vaccinis nuper elaboratis contra denguem et febrem flavam, vaccina contra plerosque morbos a culice latos nondum elaborata sunt9,10,11. Vaccina adhuc in quantitatibus limitatis praesto sunt et tantum in experimentis clinicis adhibentur. Coercitio vectorum culicum insecticidis syntheticis per culices necandi consilium clavis fuit ad propagationem morborum a culice latorum coercendam12,13. Quamquam pesticida synthetica efficacia sunt in culices necandis, usus continuus pesticidarum syntheticorum organismis non destinatis negative afficit et ambitum polluit14,15,16. Etiam magis alarmans est inclinatio ad crescentem resistentiam culicum ad insecticida chemica17,18,19. Hae difficultates cum pesticidis coniunctae investigationem acceleraverunt pro alternativis efficacibus et environmentaliter amicabilibus ad vectores morborum coercendos.
Variae plantae ut fontes phytopesticidarum ad pestes coercendas elaboratae sunt20,21. Substantiae plantarum plerumque amicae sunt ambienti quia biodegradabiles sunt et toxicitatem humilem vel neglegendam habent organismis non destinatis, ut mammalibus, piscibus et amphibiis20,22. Praeparationes herbarum notae sunt varietatem compositorum bioactivorum cum diversis mechanismis actionis producere ad varios vitae gradus culicum efficaciter coercendos23,24,25,26. Composita a plantis derivata, ut olea essentialia et alia ingredientia activa plantarum, attentionem attraxerunt et viam straverunt instrumentis novis ad vectores culicum coercendos. Olea essentialia, monoterpena et sesquiterpena agunt ut repellentia, deterrentia pabuli et ovicida27,28,29,30,31,32,33. Multa olea vegetabilia mortem larvarum, puparum et adultorum culicum34,35,36 causant, systemata nervosa, respiratoria, endocrina et alia systemata insectorum magni momenti afficientes37.
Studia recentiora perspicuitatem in usum potentialem plantarum sinapis et seminum earum ut fontem compositorum bioactivorum praebuerunt. Farina seminum sinapis ut biofumigans38,39,40,41 probata est et ut emendatio soli ad suppressionem herbarum inutilium42,43,44 et moderationem pathogenorum plantarum e solo ortorum45,46,47,48,49,50, nutritionem plantarum, nematoda41,51,52,53,54 et pestes55,56,57,58,59,60 adhibita est. Actio fungicida horum pulverum seminum compositis plantarum protectoriis, quae isothiocyanata appellantur38,42,60, attribuitur. In plantis, haec composita protectora in cellulis plantarum in forma glucosinolatorum non bioactivorum servantur. Attamen, cum plantae ab insectis cibum capientibus vel infectione pathogenorum laeduntur, glucosinolata a myrosinasi in isothiocyanata bioactiva55,61 hydrolyzantur. Isothiocyanata sunt composita volatilia quae nota sunt ob latam activitatem antimicrobialem et insecticidam, quarum structura, activitas biologica et contenta inter species Brassicaceae late variant [42,59,62,63].
Quamquam isothiocyanata e farina seminis sinapis derivata nota sunt ad vim insecticidam habere, notitia de activitate biologica contra vectores arthropoda medicinae momenti desunt. Studium nostrum activitatem larvicidam quattuor pulverum seminum exadipe detractorum contra culices *Aedes* examinavit. Larvae *Aedes aegypti*. Propositum studii erat usum earum potentialem ut biopesticida ecologica ad culicum exterminandum aestimare. Tres componentes chemici maiores farinae seminis, allyl isothiocyanas (AITC), benzylis isothiocyanas (BITC), et 4-hydroxybenzylisothiocyanas (4-HBITC), etiam probatae sunt ad activitatem biologicam harum componentium chemicarum in larvis culicum explorandam. Haec est prima relatio ad efficaciam quattuor pulverum seminum brassicae et principalium componentium chemicorum eorum contra larvas culicum aestimandam.
Coloniae Aedes aegypti (stirpis Rockefeller) in laboratorio ad 26°C, humiditatem relativam 70% (RH), et horam 10:14 (photoperiodum L:D) conservatae sunt. Feminae copulatae in caveis plasticis (altitudine 11 cm et diametro 9.5 cm) collocatae et per systema alimentationis in ampulla, sanguine bovino citrato (HemoStat Laboratories Inc., Dixon, CA, USA) utens, pascebantur. Alimentatio sanguinis more solito peracta est, utens membrana multivitrea alimentatore (Chemglass, Life Sciences LLC, Vineland, NJ, USA) connexo tubo aquae circulantis (HAAKE S7, Thermo-Scientific, Waltham, MA, USA) cum temperatura 37°C moderanda. Pellicula Parafilm M in fundum cuiusque camerae vitreae alimentatoriae (area 154 mm2) extendebatur. Deinde quaeque alimentator in summo craticulo caveam feminam copulantem continentem tegente collocatus est. Circiter 350-400 μl sanguinis bovini in infundibulum vitreum ad cibum aptandum, pipetta Pasteur (Fisherbrand, Fisher Scientific, Waltham, MA, USA) adhibita, additum est, et vermes adulti saltem per horam unam exsiccari permissum est. Deinde feminis gravidis solutio saccharosi 10% data est et ova in charta filtratoria humida, in singulis poculis soufflé perlucidis (1.25 fl oz magnitudinis, Dart Container Corp., Mason, MI, USA) stratis, parere permissa est. Chartam filtratoriam ova continentem in sacculo sigillato (SC Johnsons, Racine, WI) pone et ad 26°C serva. Ova exclusa sunt, et circiter 200-250 larvae in alveolis plasticis, mixturam cibi leporini (ZuPreem, Premium Natural Products, Inc., Mission, KS, USA) et pulveris hepatis (MP Biomedicals, LLC, Solon, OH, USA), et fileti piscium (TetraMin, Tetra GMPH, Meer, Germania) proportione 2:1:1 continentibus, creverunt. Larvae ex posteriore parte tertii stadis in nostris bioexperimentis adhibitae sunt.
Materia seminum plantarum in hoc studio adhibita ex sequentibus fontibus commercialibus et publicis obtenta est: *Brassica juncea* (sinapis fusca - *Pacific Gold*) et *Brassica juncea* (sinapis alba - *Ida Gold*) a *Pacific Northwest Farmers' Cooperative*, statu Washington, USA; *Garden Cress* a *Kelly Seed and Hardware Co.*, Peoria, IL, USA; et *Thlaspi arvense* (Field Pennycress - *Elisabeth*) ab *USDA-ARS*, Peoria, IL, USA; nulla semina in studio adhibita pesticidis tractata sunt. Omnis materia seminum in hoc studio secundum ordinationes locales et nationales et secundum omnes ordinationes locales, estatales et nationales pertinentes processa et adhibita est. Hoc studium varietates plantarum transgenicas non examinavit.
Semina *Brassicae junceae* (PG), *Alfalfae* (Ls), *Sinapis albae* (IG), et *Thlaspi arvense* (DFP) in pulverem tenuem contrita sunt utens mola ultracentrifuga Retsch ZM200 (Retsch, Haan, Germania) instructa reticulo 0.75 mm et rotore chalybeo inoxidabili, 12 dentibus, 10,000 rpm (Tabula 1). Pulvis seminum contritus in digitabulum chartaceum translatus est et hexano exadipe detractus in apparatu Soxhlet per 24 horas. Pars exemplaris sinapis agrestis exadipe detractae calore tractata est ad 100°C per 1 horam ad myrosinasem denaturandam et hydrolysim glucosinolatorum ad isothiocyanata biologice activa formanda impediendam. Pulvis seminum equiseti calore tractatus (DFP-HT) ut testis negativus adhibitus est per denaturationem myrosinasem.
Glucosinolati contentum farinae seminum deadipatae tripliciter determinatum est per chromatographiam liquidam altae efficaciae (HPLC) secundum protocollum antea publicatum 64. Breviter, 3 mL methanoli additi sunt ad exemplum 250 mg pulveris seminum deadipatae. Quodque exemplum in balneo aquae per 30 minuta sonicatum est et in tenebris ad 23°C per 16 horas relictum est. Aliquota 1 mL strati organici deinde per filtrum 0.45 μm in autosampler filtrata est. In systemate Shimadzu HPLC (duabus antliis LC 20AD; autosampler SIL 20A; degassator DGU 20As; detector UV-VIS SPD-20A ad monitorationem ad 237 nm; et modulo communicationis CBM-20A) operante, glucosinolati contentum farinae seminum tripliciter determinatum est per programmatum Shimadzu LC Solution versione 1.25 (Shimadzu Corporation, Columbia, MD, USA). Columna erat columna C18 Inertsil phasis inversae (250 mm × 4.6 mm; RP C-18, ODS-3, 5u; GL Sciences, Torrance, CA, USA). Conditiones initiales phasis mobilis ad 12% methanolum/88% 0.01 M tetrabutylammonium hydroxidum in aqua (TBAH; Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA) cum fluxu 1 mL/min constitutae sunt. Post iniectionem 15 μl exempli, condiciones initiales per 20 minuta conservatae sunt, deinde proportio solventis ad 100% methanolum accommodata est, cum tempore totali analysis exempli 65 minutarum. Curva norma (nM/mAb fundata) generata est per dilutiones seriales normarum sinapini, glucosinolati et myrosini recens praeparatarum (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA) ad aestimandum contentum sulphuris farinae seminum deadipatae. Concentrationes glucosinolati in exemplaribus in Agilent 1100 HPLC (Agilent, Santa Clara, CA, USA) utens versione OpenLAB CDS ChemStation (C.01.07 SR2 [255]) eadem columna instructa et methodo antea descripta adhibita examinatae sunt. Concentrationes glucosinolati determinatae sunt; ut comparabiles inter systemata HPLC sint.
Allyl isothiocyanas (94%, stabilis) et benzylisothiocyanas (98%) a Fisher Scientific (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA) empti sunt. 4-Hydroxybenzylisothiocyanas a ChemCruz (Santa Cruz Biotechnology, CA, USA) emptum est. Cum enzymatice a myrosinasi hydrolyzantur, glucosinolata, glucosinolata, et glucosinolata allyl isothiocyanatum, benzylisothiocyanatum, et 4-hydroxybenzylisothiocyanatum respective formant.
Experimenta biologica in laboratorio secundum methodum Muturi et al. 32 cum modificationibus peracta sunt. Quinque pabula seminum pinguiore carentia in studio adhibita sunt: DFP, DFP-HT, IG, PG et Ls. Viginti larvae in poculo triduiali 400 mL capacitatis (VWR International, LLC, Radnor, PA, USA) continenti 120 mL aquae deionizatae (dH2O) positae sunt. Septem concentrationes farinae seminum ad toxicitatem larvalem in culices examinatae sunt: 0.01, 0.02, 0.04, 0.06, 0.08, 0.1 et 0.12 g farinae seminum/120 ml dH2O pro farina seminum DFP, DFP-HT, IG et PG. Experimenta biologica praeliminaria indicant farinam seminum Ls pinguiore carentem toxiciorem esse quam quattuor alias farinas seminum examinatas. Quapropter, septem concentrationes curationum farinae seminum Ls ad sequentes concentrationes accommodavimus: 0.015, 0.025, 0.035, 0.045, 0.055, 0.065, et 0.075 g/120 mL dH2O.
Grex testigo non tractatus (dH20, sine supplemento farinae seminum) inclusus est ad mortalitatem normalem insectorum sub condicionibus experimenti aestimandam. Experimenta biologica toxicologica pro singulis farinis seminum tria pocula replicata triclinia (viginti larvae ultimi stadii tertii per poculum) comprehenderunt, in summa 108 phialarum. Vasa tractata temperatura ambiente (20-21°C) conservata sunt et mortalitas larvalis per 24 et 72 horas expositionis continuae concentrationibus curationis notata est. Si corpus et appendices culicis non moventur cum perforantur vel spatula tenui chalybea tanguntur, larvae culicis mortuae habentur. Larvae mortuae plerumque immobiles manent in positione dorsali vel ventrali in fundo vasis vel in superficie aquae. Experimentum ter diebus diversis repetitum est utens diversis gregibus larvarum, in summa 180 larvarum cuique concentrationi curationis expositarum.
Noxia AITC, BITC, et 4-HBITC in larvas culicum eadem ratione bioexperimenti sed cum diversis curationibus aestimata est. Solutiones 100 000 ppm pro singulis chemicis para, addendo 100 µL chemici ad 900 µL ethanoli absoluti in tubo centrifugae 2 mL et agitando per 30 secunda ut bene misceantur. Concentrationes curationum determinatae sunt secundum bioexperimenta nostra praeliminaria, quae BITC multo toxiciorem quam AITC et 4-HBITC invenerunt. Ad toxicitatem determinandam, quinque concentrationes BITC (1, 3, 6, 9 et 12 ppm), septem concentrationes AITC (5, 10, 15, 20, 25, 30 et 35 ppm) et sex concentrationes 4-HBITC (15, 15, 20, 25, 30 et 35 ppm) adhibitae sunt. (30, 45, 60, 75 et 90 ppm). Curationi comparationis iniecta est 108 μL ethanoli absoluti, quod aequivalet volumini maximo curationis chemicae. Experimenta biologica sicut supra repetita sunt, exponentes in summa 180 larvas per concentrationem curationis. Mortalitas larvalis notata est pro qualibet concentratione AITC, BITC, et 4-HBITC post 24 horas expositionis continuae.
Analysis probit 65 datorum mortalitatis dosi-relatarum peracta est programmate Polo (Polo Plus, LeOra Software, versione 1.0) ad calculandas concentrationem lethalem 50% (LC50), concentrationem lethalem 90% (LC90), inclinationem, coefficientem dosis lethalis, et concentrationem lethalem 95%, fundata in intervallis fiduciae pro rationibus dosis lethalis pro concentratione log-transformata et curvis dosis-mortalitatis. Data mortalitatis fundantur in datis replicatis compositis 180 larvarum quae singulis concentrationibus tractationis expositae sunt. Analyses probabilisticae separatim peractae sunt pro singulis farina seminis et singulis componentibus chemicis. Fundata in intervallo fiduciae 95% rationis dosis lethalis, toxicitas farinae seminis et constituentium chemicorum ad larvas culicum significanter differre considerata est, ergo intervallum fiduciae valorem 1 continens non significanter differebat, P = 0.0566.
Resultata HPLC ad determinationem glucosinolatarum praecipuarum in farinis seminum deadipatis DFP, IG, PG et Ls in Tabula 1 enumerantur. Glucosinolata praecipua in farinis seminum probatis variabant, excepto DFP et PG, quae ambae glucosinolata myrosinasis continebant. Contentum myrosinini in PG maius erat quam in DFP, 33.3 ± 1.5 et 26.5 ± 0.9 mg/g respective. Pulvis seminum Ls 36.6 ± 1.2 mg/g glucoglyconi continebat, dum pulvis seminum IG 38.0 ± 0.5 mg/g sinapini continebat.
Larvae culices *Aedes aegypti* necatae sunt cum farina seminis exadipata tractatae sunt, quamquam efficacia curationis secundum speciem plantae variabat. Solum DFP-NT larvis culicum post 24 et 72 horas expositionis non toxicum erat (Tabula 2). Toxicitas pulveris seminum activi cum crescente concentratione aucta est (Fig. 1A, B). Toxicitas farinae seminum larvis culicum significanter variabat secundum intervallum confidentiae 95% rationis dosis letalis valorum LC50 post 24 et 72 horas (Tabula 3). Post 24 horas, effectus toxicus farinae seminum Ls maior erat quam aliarum curationum farinae seminum, cum maxima activitate et maxima toxicitate larvis (LC50 = 0.04 g/120 ml dH2O). Larvae minus sensibiles ad DFP post horas 24 erant comparatae cum tractationibus pulveris seminum cum IG, Ls et PG, cum valoribus LC50 0.115, 0.04 et 0.08 g/120 ml dH₂O respective, qui statistica ratione altiores erant quam valor LC50 0.211 g/120 ml dH₂O (Tabula 3). Valores LC90 DFP, IG, PG et Ls erant 0.376, 0.275, 0.137 et 0.074 g/120 ml dH₂O, respective (Tabula 2). Maxima concentratio DPP erat 0.12 g/120 ml dH₂O. Post horas 24 aestimationis, mortalitas larvalis media tantum 12% erat, dum mortalitas larvarum IG et PG media 51% et 82%, respective, attigit. Post viginti quattuor horas aestimationis, media mortalitas larvalis pro maxima concentratione tractationis farinae seminis Ls (0.075 g/120 ml dH₂O) erat 99% (Fig. 1A).
Curvae mortalitatis ex responsione ad dosem (Probit) larvarum Ae. Aegyptiacae (larvarum tertii stadii) ad concentrationem farinae seminis 24 horas (A) et 72 horas (B) post curationem aestimatae sunt. Linea punctata LC50 curationis farinae seminis repraesentat. DFP *Thlaspi arvense*, DFP-HT *Thlaspi arvense* calore inactivata, IG *Sinapsis alba* (Ida Gold), PG *Brassica juncea* (Pacific Gold), Ls *Lepidium sativum*.
In aestimatione horarum 72, valores LC50 farinae seminum DFP, IG et PG erant 0.111, 0.085 et 0.051 g/120 ml dH₂O respective. Fere omnes larvae farinae seminum Ls expositae post horas 72 expositionis mortuae sunt, ergo data mortalitatis cum analysi Probit discrepabant. Comparatae cum aliis farinis seminum, larvae minus sensibiles erant curationi farinae seminum DFP et valores LC50 statistice altiores habebant (Tabulae 2 et 3). Post horas 72, valores LC50 pro curationibus farinae seminum DFP, IG et PG aestimati sunt esse 0.111, 0.085 et 0.05 g/120 ml dH₂O respective. Post horas 72 aestimationis, valores LC90 pulverum seminum DFP, IG et PG erant 0.215, 0.254 et 0.138 g/120 ml dH₂O respective. Post 72 horas aestimationis, media mortalitas larvalis pro curationibus farinae seminum DFP, IG, et PG ad maximam concentrationem 0.12 g/120 ml dH₂O erat 58%, 66%, et 96% respective (Fig. 1B). Post 72 horas aestimationis, farina seminum PG toxicior quam farina seminum IG et DFP inventa est.
Isothiocyanata synthetica, allyl isothiocyanas (AITC), benzylisothiocyanas (BITC) et 4-hydroxybenzylisothiocyanas (4-HBITC), larvas culicum efficaciter necare possunt. Post horas XXIV a curatione, BITC larvis toxicior erat, cum valore LC50 5.29 ppm comparato cum 19.35 ppm pro AITC et 55.41 ppm pro 4-HBITC (Tabula 4). Comparatum cum AITC et BITC, 4-HBITC toxicitatem minorem et valorem LC50 maiorem habet. Differentiae significantes in toxicitate larvali culicum duorum isothiocyanatorum principalium (Ls et PG) in farina seminis potentissima existunt. Toxicitas secundum rationem dosis lethalis LC50 inter AITC, BITC, et 4-HBITC differentiam statisticam ostendit, ita ut intervallum confidentiae 95% rationis dosis lethalis LC50 valorem 1 non includeret (P = 0.05, Tabula 4). Maximae concentrationes tam BITC quam AITC 100% larvarum examinatarum necare aestimatae sunt (Figura 2).
Curvae mortalitatis ex responsione ad dosem (Probit) Ae aestimatae sunt. Horis XXIV post curationem, larvae Aegyptiacae (larvae tertii stadis) concentrationes isothiocyanatis synthetici attigerunt. Linea punctata LC50 pro curatione isothiocyanato repraesentat. Benzylis isothiocyanas BITC, allylisothiocyanas AITC et 4-HBITC.
Usus biopesticidarum plantarum ut agentes vectores culicum coercendorum diu investigatus est. Multae plantae chemica naturalia producunt quae vim insecticidam habent37. Composita earum bioactiva alternativam attractivam insecticidis syntheticis praebent, cum magno potentiale in pestes, inter quas culices, coercendas.
Plantae sinapis propter semina sua coluntur, quae tamquam condimentum et fons olei adhibentur. Cum oleum sinapis ex seminibus extrahitur vel cum sinapis ad usum ut biocombustibile extrahitur,69 productum secundarium est farina seminum deadipata. Haec farina seminum multas partes suas naturales biochemicas et enzyma hydrolytica retinet. Toxicitas huius farinae seminum productioni isothiocyanatorum attribuitur55,60,61. Isothiocyanata formantur per hydrolysim glucosinolatorum ab enzymo myrosinasi durante hydratione farinae seminum38,55,70 et nota sunt habere effectus fungicidas, bactericidas, nematicidas et insecticidas, necnon alias proprietates, inter quas effectus sensorii chemici et proprietates chemotherapeuticae61,62,70. Plura studia demonstraverunt plantas sinapis et farinam seminum efficaciter agere ut fumigantes contra pestes soli et ciborum conditorum57,59,71,72. In hoc studio, toxicitatem farinae quattuor seminum et trium productorum bioactivorum eius, AITC, BITC, et 4-HBITC, in larvas culicum *Aedes* investigavimus. Additio farinae seminum directe aquae larvas culicum continentis exspectatur ut processus enzymaticos activet, qui isothiocyanata producunt, quae larvis culicum toxica sunt. Haec biotransformatio partim demonstrata est per activitatem larvicidam farinae seminum observatam et iacturam activitatis insecticidae cum farina sinapis pumilae ante usum calore tractata est. Tractatio calore exspectatur ut enzyma hydrolytica, quae glucosinolata activant, destruat, ita formationem isothiocyanatorum bioactivorum impediens. Hoc est primum studium quod proprietates insecticidas pulveris seminum brassicae contra culices in ambitu aquatico confirmat.
Inter pulveres seminum examinatos, pulvis seminum nasturtii aquatici (Ls) maxime toxicus erat, magnam mortalitatem Aedis albopicti causans. Larvae Aedis aegypti continue per 24 horas tractatae sunt. Reliquae tres pulveres seminum (PG, IG et DFP) lentiorem actionem habebant et tamen significantem mortalitatem post 72 horas curationis continuae causabant. Sola farina seminum Ls significantes quantitates glucosinolatarum continebat, dum PG et DFP myrosinasem et IG glucosinolatum ut glucosinolatum principale continebant (Tabula 1). Glucotropaeolinum ad BITC et sinalbinum ad 4-HBITC hydrolyzatur61,62. Nostrae eventus bio-experimenti indicant et farinam seminum Ls et BITC syntheticum valde toxicos esse larvis culicum. Pars principalis farinae seminum PG et DFP est glucosinolatum myrosinasicum, quod ad AITC hydrolyzatur. AITC efficax est in necandis larvis culicum cum valore LC50 19.35 ppm. Comparatum cum AITC et BITC, isothiocyanatum 4-HBITC minime toxicum est larvis. Quamquam AITC minus toxicum est quam BITC, valores LC50 eorum inferiores sunt multis oleis essentialibus in larvis culicum probatis32,73,74,75.
Pulvis noster seminum cruciferarum, ad usum contra larvas culicum, unum glucosinolatum principale continet, quod plus quam 98-99% glucosinolatarum totalium, ut per HPLC determinatum est, constituit. Vestigia aliorum glucosinolatarum detecta sunt, sed eorum gradus minus quam 0.3% glucosinolatarum totalium erant. Pulvis seminum nasturtii aquatici (L. sativum) glucosinolata secundaria (sinigrinum) continet, sed eorum proportio 1% glucosinolatarum totalium est, et eorum contentum adhuc parvum est (circa 0.4 mg/g pulveris seminum). Quamquam PG et DFP idem glucosinolatum principale (myrosinum) continent, activitas larvicida farinarum seminum eorum significanter differt propter valores LC50. Variat in toxicitate ad oidium pulverulentum. Emergentia larvarum Aedes aegypti fortasse ob differentias in activitate myrosinasis vel stabilitate inter duo nutrimenta seminum oritur. Actio myrosinasis magnum momentum habet in biodisponibilitate productorum hydrolysis, ut isothiocyanatorum, in plantis Brassicaceae76. Relationes priores a Pocock et al.77 et Wilkinson et al.78 factae demonstraverunt mutationes in activitate et stabilitate myrosinasis etiam cum factoribus geneticis et environmentalibus coniungi posse.
Contentum isothiocyanati bioactivi expectatum computatum est secundum valores LC50 cuiusque farinae seminum post horas 24 et 72 (Tabula 5) ad comparationem cum applicationibus chemicis correspondentibus. Post horas 24, isothiocyanata in farina seminum toxiciora erant quam composita pura. Valores LC50 computati secundum partes per million (ppm) tractationum isothiocyanati seminum inferiores erant quam valores LC50 pro applicationibus BITC, AITC, et 4-HBITC. Observavimus larvas granula farinae seminum consumentes (Figura 3A). Proinde, larvae expositionem concentratiorem isothiocyanatis toxicis accipere possunt per ingestionem granulorum farinae seminum. Hoc maxime manifestum erat in tractationibus farinae seminum IG et PG post expositionem 24 horarum, ubi concentrationes LC50 75% et 72% inferiores erant quam tractationes purae AITC et 4-HBITC, respective. Tractationes Ls et DFP toxiciores erant quam isothiocyanatum purum, cum valoribus LC50 24% et 41% inferioribus, respective. Larvae in curatione comparativa feliciter pupaverunt (Fig. 3B), dum pleraeque larvae in curatione farinae seminis non pupaverunt et incrementum larvalis significanter retardatum est (Fig. 3B,D). In Spodopteralitura, isothiocyanata cum retardatione incrementi et mora evolutionis coniunguntur79.
Larvae culicum *Aedes aegypti* pulveri seminis *Brassicae* per horas 24-72 continenter expositae sunt. (A) Larvae mortuae cum particulis farinae seminis in apparatu oris (circulatis); (B) Curatio comparativa (dH20 sine farina seminis addita) ostendit larvas normaliter crescere et post horas 72 pupare incipere. (C, D) Larvae farina seminis tractatae; farina seminis differentias in evolutione ostendit et non pupavit.
Mechanismum effectuum toxicorum isothiocyanatorum in larvas culicum non investigavimus. Attamen, studia priora in formicis rubris igniferis (Solenopsis invicta) demonstraverunt inhibitionem glutathion S-transferasis (GST) et esterasis (EST) esse principalem mechanismum bioactivitatis isothiocyanati, et AITC, etiam parva activitate, etiam activitatem GST inhibere posse. Formicae rubrae igniferae importatae in parvis concentrationibus. Dosis est 0.5 µg/ml80. Contra, AITC acetylcholinesterasis in adultis curculionibus frumenti (Sitophilus zeamais)81 inhibet. Similia studia peragenda sunt ad elucidandum mechanismum activitatis isothiocyanati in larvis culicum.
Ad confirmandam propositionem, hydrolysin glucosinolatarum plantarum ad isothiocyanata reactiva formanda mechanismum esse ad larvas culicum per farinam seminum sinapis moderandas, curationem DFP calore inactivatam adhibemus. Farina seminum DFP-HT non toxica erat ad probatas applicationis rates. Lafarga et al. 82 rettulerunt glucosinolata degradationi ad altas temperaturas sensibilia esse. Curatio caloris etiam enzymum myrosinasicum in farina seminum denaturare et hydrolysin glucosinolatarum ad isothiocyanata reactiva formanda impedire expectatur. Hoc etiam ab Okunade et al. 75 confirmatum est, qui demonstraverunt myrosinasem temperaturae sensibilem esse, ostendentes activitatem myrosinasicum omnino inactivatam esse cum semina sinapis, sinapis nigrae, et sanguinaria temperaturis supra 80°C exposita essent. Hi mechanismi ad iacturam activitatis insecticidalis farinae seminum DFP calore tractatae ducere possunt.
Itaque farina seminum sinapis et tria eius isothiocyanata principalia larvis culicum toxica sunt. His differentiis inter farinam seminum et curationes chemicas datis, usus farinae seminum methodus efficax ad culicum coercendum esse potest. Necesse est formulas idoneas et systemata administrationis efficacia invenire ad efficaciam et stabilitatem usus pulverum seminum augendam. Nostrae conclusiones usum potentialem farinae seminum sinapis ut alternativam pesticidis syntheticis indicant. Haec technologia instrumentum novum ad vectores culicum coercendos fieri potest. Quia larvae culicum in ambitu aquatico vigent et glucosinolata farinae seminum enzymatice in isothiocyanata activa post hydratationem convertuntur, usus farinae seminum sinapis in aqua culibus infestata potentiam coercendi significantem offert. Quamquam activitas larvicida isothiocyanatorum variat (BITC > AITC > 4-HBITC), plus investigationis necessaria est ad determinandum utrum combinatio farinae seminum cum glucosinolatis multiplicibus synergistice toxicitatem augeat. Hoc est primum studium quod effectus insecticidas farinae seminum cruciferorum exadipatae et trium isothiocyanatorum bioactivorum in culices demonstrat. Ex his studiis eventus nova fundamenta afferunt, demonstrando farinam seminis brassicae exadipatam, quae ex extractione olei e seminibus orta est, pro agente larvicidali promittente ad culices coercendos esse posse. Haec informatio inventionem agentium biocoercendi plantarum et eorum progressionem ut biopesticida viliora, practica et ecologica adiuvare potest.
Collectiones datorum pro hoc studio generatae et analyses inde ortae ab auctore correspondenti, si rationabile petitionem faciunt, praesto sunt. Fine studii, omnia materia in studio adhibita (insecta et farina seminum) destructa sunt.
Tempus publicationis: Iul-XXIX-MMXXIV