ฤทธิ์ทางชีวภาพของผงเมล็ดกะหล่ำปลีและสารประกอบของมันในฐานะสารกำจัดยุงลายที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม

ให้มีประสิทธิภาพควบคุมยุงและลดอุบัติการณ์ของโรคที่พวกมันเป็นพาหะ จำเป็นต้องมีทางเลือกเชิงกลยุทธ์ ยั่งยืน และเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมแทนยาฆ่าแมลงที่เป็นสารเคมีเราประเมินกากเมล็ดจาก Brassicaceae (ตระกูล Brassica) บางชนิดในฐานะแหล่งที่มาของไอโซไทโอไซยาเนตที่ได้จากพืชที่ผลิตโดยเอนไซม์ไฮโดรไลซิสของกลูโคซิโนเลตที่ไม่ใช้งานทางชีวภาพเพื่อใช้ในการควบคุมยุงลายอียิปต์ (L., 1762)เมล็ดพืชพร่องไขมันห้าชนิด (Brassica juncea (L) Czern., 1859, Lepidium sativum L., 1753, Sinapis alba L., 1753, Thlaspi arvense L., 1753 และ Thlaspi arvense – สารเคมีในการยับยั้งความร้อนและการย่อยสลายของเอนไซม์หลักสามประเภทหลัก ผลิตภัณฑ์ เพื่อตรวจสอบความเป็นพิษ (LC50) ของอัลลิล ไอโซไทโอไซยาเนต เบนซิล ไอโซไทโอไซยาเนต และ 4-ไฮดรอกซีเบนซิลโซไทโอไซยาเนต ต่อตัวอ่อนยุงลายที่การสัมผัสเป็นเวลา 24 ชั่วโมง = 0.04 กรัม/120 มล. dH2O)ค่า LC50 สำหรับมัสตาร์ด มัสตาร์ดขาว และหางม้าเมล็ดป่นมีค่าเท่ากับ 0.05, 0.08 และ 0.05 ตามลำดับ เมื่อเทียบกับอัลลิล ไอโซไทโอไซยาเนต (LC50 = 19.35 ppm) และ 4. -Hydroxybenzylisothiocyanate (LC50 = 55.41 ppm) มีพิษต่อตัวอ่อนมากกว่า 24 ชั่วโมงหลังการรักษา มากกว่า 0.1 กรัม/120 มล. dH2O ตามลำดับผลลัพธ์เหล่านี้สอดคล้องกับการผลิตเมล็ดอัลฟัลฟาป่นประสิทธิภาพที่สูงขึ้นของเบนซิลเอสเทอร์สอดคล้องกับค่า LC50 ที่คำนวณได้การใช้เมล็ดป่นสามารถเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการควบคุมยุงประสิทธิผลของผงเมล็ดตระกูลกะหล่ำและส่วนประกอบทางเคมีหลักต่อลูกน้ำยุงลาย และแสดงให้เห็นว่าสารประกอบธรรมชาติในผงเมล็ดตระกูลกะหล่ำสามารถทำหน้าที่เป็นยาฆ่าตัวอ่อนที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมในการควบคุมยุงได้อย่างไร
โรคที่เกิดจากพาหะนำโรคที่เกิดจากยุงลายยังคงเป็นปัญหาสาธารณสุขที่สำคัญทั่วโลกอุบัติการณ์ของโรคที่มียุงเป็นพาหะแพร่กระจายในทางภูมิศาสตร์1,2,3 และกลับมาอุบัติใหม่อีกครั้ง ส่งผลให้เกิดการระบาดของโรคร้ายแรง4,5,6,7การแพร่กระจายของโรคในมนุษย์และสัตว์ (เช่น ชิคุนกุนยา ไข้เลือดออก ไข้ริฟต์แวลลีย์ ไข้เหลือง และไวรัสซิกา) เป็นเรื่องที่ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อนไข้เลือดออกเพียงอย่างเดียวทำให้ผู้คนประมาณ 3.6 พันล้านคนเสี่ยงต่อการติดเชื้อในเขตร้อน โดยมีการติดเชื้อเกิดขึ้นประมาณ 390 ล้านรายต่อปี ส่งผลให้มีผู้เสียชีวิต 6,100–24,300 รายต่อปี8การกลับมาอีกครั้งและการระบาดของไวรัสซิกาในอเมริกาใต้ดึงดูดความสนใจไปทั่วโลก เนื่องจากสมองถูกทำลายในเด็กที่เกิดจากผู้หญิงที่ติดเชื้อ2Kremer และคณะ คาดการณ์ว่าขอบเขตทางภูมิศาสตร์ของยุงลาย Aedes จะยังคงขยายตัวต่อไป และภายในปี 2593 ประชากรครึ่งหนึ่งของโลกจะเสี่ยงต่อการติดเชื้อจากอาร์โบไวรัสที่มียุงเป็นพาหะ
ยกเว้นวัคซีนป้องกันไข้เลือดออกและไข้เหลืองที่พัฒนาขึ้นเมื่อเร็วๆ นี้ วัคซีนป้องกันโรคที่มียุงเป็นพาหะส่วนใหญ่ยังไม่ได้รับการพัฒนา9,10,11วัคซีนยังคงมีอยู่ในปริมาณจำกัดและใช้เฉพาะในการทดลองทางคลินิกเท่านั้นการควบคุมพาหะนำยุงโดยใช้ยาฆ่าแมลงสังเคราะห์เป็นกลยุทธ์สำคัญในการควบคุมการแพร่กระจายของโรคที่มียุงเป็นพาหะ12,13แม้ว่ายาฆ่าแมลงสังเคราะห์จะมีประสิทธิภาพในการฆ่ายุง แต่การใช้ยาฆ่าแมลงสังเคราะห์อย่างต่อเนื่องส่งผลเสียต่อสิ่งมีชีวิตที่ไม่ใช่เป้าหมายและก่อให้เกิดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อม14,15,16ที่น่าตกใจยิ่งกว่านั้นคือแนวโน้มของการต้านทานยุงต่อสารเคมีกำจัดแมลงที่เพิ่มขึ้น17,18,19ปัญหาที่เกี่ยวข้องกับสารกำจัดศัตรูพืชเหล่านี้ได้เร่งการค้นหาทางเลือกที่มีประสิทธิภาพและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมในการควบคุมพาหะนำโรค
พืชหลายชนิดได้รับการพัฒนาให้เป็นแหล่งของสารไฟโตเพสต์ยาฆ่าแมลงสำหรับการควบคุมศัตรูพืช20,21โดยทั่วไปสารจากพืชเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมเนื่องจากสามารถย่อยสลายทางชีวภาพได้และมีความเป็นพิษต่ำหรือเล็กน้อยต่อสิ่งมีชีวิตที่ไม่ใช่เป้าหมาย เช่น สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ปลา และสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ20,22เป็นที่ทราบกันดีว่าการเตรียมสมุนไพรสามารถผลิตสารประกอบออกฤทธิ์ทางชีวภาพได้หลากหลายพร้อมกลไกการออกฤทธิ์ที่แตกต่างกันเพื่อควบคุมช่วงชีวิตต่างๆ ของยุงได้อย่างมีประสิทธิภาพ23,24,25,26สารประกอบจากพืช เช่น น้ำมันหอมระเหยและส่วนผสมจากพืชออกฤทธิ์อื่นๆ ได้รับความสนใจและปูทางไปสู่เครื่องมือที่เป็นนวัตกรรมใหม่ในการควบคุมยุงพาหะน้ำมันหอมระเหย โมโนเทอร์พีน และเซสควิเทอร์พีน ทำหน้าที่เป็นสารขับไล่ สารยับยั้งการป้อนอาหารและยาฆ่าไข่27,28,29,30,31,32,33น้ำมันพืชหลายชนิดทำให้ลูกน้ำยุงลาย ดักแด้ และตัวเต็มวัยตาย34,35,36 ส่งผลต่อระบบประสาท ระบบทางเดินหายใจ ระบบต่อมไร้ท่อ และระบบที่สำคัญอื่นๆ ของแมลง37
การศึกษาล่าสุดได้ให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับศักยภาพในการใช้ต้นมัสตาร์ดและเมล็ดพืชเป็นแหล่งของสารประกอบออกฤทธิ์ทางชีวภาพเมล็ดมัสตาร์ดป่นได้รับการทดสอบว่าเป็นสารรมควันชีวภาพ38,39,40,41 และใช้เป็นสารปรับปรุงดินเพื่อกำจัดวัชพืช42,43,44 และควบคุมโรคพืชที่เกิดจากดิน45,46,47,48,49,50, ธาตุอาหารพืชไส้เดือนฝอย 41,51, 52, 53, 54 และศัตรูพืช 55, 56, 57, 58, 59, 60 กิจกรรมฆ่าเชื้อราของผงเมล็ดเหล่านี้มีสาเหตุมาจากสารประกอบป้องกันพืชที่เรียกว่าไอโซไทโอไซยาเนต38,42,60ในพืช สารป้องกันเหล่านี้จะถูกเก็บไว้ในเซลล์พืชในรูปของกลูโคซิโนเลตที่ไม่ออกฤทธิ์ทางชีวภาพอย่างไรก็ตาม เมื่อพืชได้รับความเสียหายจากการกินอาหารของแมลงหรือการติดเชื้อของเชื้อโรค กลูโคซิโนเลตจะถูกไฮโดรไลซ์โดยไมโรซิเนสให้เป็นไอโซไทโอไซยาเนตที่ออกฤทธิ์ทางชีวภาพ55,61ไอโซไทโอไซยาเนตเป็นสารประกอบระเหยที่ทราบกันว่ามีฤทธิ์ต้านจุลชีพและยาฆ่าแมลงในวงกว้าง และโครงสร้าง ฤทธิ์ทางชีวภาพ และปริมาณของพวกมันแตกต่างกันอย่างมากในสายพันธุ์ Brassicaceae
แม้ว่าไอโซไทโอไซยาเนตที่ได้มาจากเมล็ดมัสตาร์ดป่นเป็นที่รู้กันว่ามีฤทธิ์ฆ่าแมลง แต่ยังขาดข้อมูลเกี่ยวกับฤทธิ์ทางชีวภาพกับพาหะของสัตว์ขาปล้องที่มีความสำคัญทางการแพทย์การศึกษาของเราตรวจสอบการทำงานของลูกน้ำของผงเมล็ดสกัดไขมัน 4 ชนิดต่อยุงลายตัวอ่อนของยุงลาย.จุดมุ่งหมายของการศึกษาคือเพื่อประเมินศักยภาพในการใช้เป็นยาฆ่าแมลงที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมในการควบคุมยุงส่วนประกอบทางเคมีที่สำคัญสามประการของเมล็ดป่น ได้แก่ อัลลิลไอโซไทโอไซยาเนต (AITC) เบนซิลไอโซไทโอไซยาเนต (BITC) และ 4-ไฮดรอกซีเบนซิลโซไทโอไซยาเนต (4-HBITC) ได้รับการทดสอบเพื่อทดสอบฤทธิ์ทางชีวภาพของส่วนประกอบทางเคมีเหล่านี้กับลูกน้ำยุงลายนี่เป็นรายงานฉบับแรกในการประเมินประสิทธิภาพของผงเมล็ดกะหล่ำปลีสี่ชนิดและส่วนประกอบทางเคมีหลักต่อลูกน้ำยุง
อาณานิคมของยุงลายในห้องปฏิบัติการ (สายพันธุ์ร็อคกี้เฟลเลอร์) ถูกคงไว้ที่ 26°C ความชื้นสัมพัทธ์ 70% (RH) และ 10:14 ชั่วโมง (ช่วงแสง L:D)ตัวเมียที่ผสมพันธุ์แล้วจะถูกเลี้ยงในกรงพลาสติก (สูง 11 ซม. และเส้นผ่านศูนย์กลาง 9.5 ซม.) และเลี้ยงด้วยระบบป้อนขวดโดยใช้เลือดวัวซิเตรต (HemoStat Laboratories Inc., Dixon, CA, USA)การให้เลือดดำเนินการตามปกติโดยใช้เครื่องป้อนแก้วหลายแก้วแบบเมมเบรน (Chemglass, Life Sciences LLC, Vineland, NJ, USA) เชื่อมต่อกับท่ออาบน้ำหมุนเวียน (HAAKE S7, Thermo-Scientific, Waltham, MA, USA) ด้วยอุณหภูมิ ควบคุม 37 °C.ยืดฟิล์ม Parafilm M ไปที่ด้านล่างของช่องป้อนแก้วแต่ละช่อง (พื้นที่ 154 มม.2)จากนั้นเครื่องป้อนแต่ละตัวจะถูกวางไว้บนตะแกรงด้านบนซึ่งครอบคลุมกรงที่มีตัวเมียผสมพันธุ์อยู่เติมเลือดวัวประมาณ 350–400 μl ลงในช่องทางป้อนแก้วโดยใช้ปิเปตปาสเตอร์ (Fisherbrand, Fisher Scientific, Waltham, MA, USA) และหนอนตัวเต็มวัยได้รับอนุญาตให้ระบายเป็นเวลาอย่างน้อยหนึ่งชั่วโมงจากนั้น หญิงตั้งครรภ์จะได้รับสารละลายซูโครส 10% และอนุญาตให้วางไข่บนกระดาษกรองชื้นที่เรียงรายอยู่ในถ้วยซูเฟล่ใสพิเศษแต่ละใบ (ขนาด 1.25 ออนซ์, Dart Container Corp., Mason, MI, USA)กรงด้วยน้ำวางกระดาษกรองที่มีไข่ไว้ในถุงปิดผนึก (SC Johnsons, Racine, WI) และเก็บที่อุณหภูมิ 26°Cไข่ถูกฟักออกมาและเลี้ยงตัวอ่อนประมาณ 200–250 ตัวในถาดพลาสติกที่มีส่วนผสมของกระต่าย Chow (ZuPreem, Premium Natural Products, Inc., Mission, KS, USA) และผงตับ (MP Biomedicals, LLC, Solon, OH, สหรัฐอเมริกา).และเนื้อปลา (TetraMin, Tetra GMPH, Meer, Germany) ในอัตราส่วน 2:1:1ตัวอ่อนระยะที่สามตอนปลายถูกนำมาใช้ในการตรวจวิเคราะห์ทางชีวภาพของเรา
วัสดุเมล็ดพืชที่ใช้ในการศึกษานี้ได้มาจากแหล่งเชิงพาณิชย์และของรัฐบาลดังต่อไปนี้: Brassica juncea (มัสตาร์ดสีน้ำตาล-Pacific Gold) และ Brassica juncea (มัสตาร์ดขาว-Ida Gold) จากสหกรณ์เกษตรกรแปซิฟิกตะวันตกเฉียงเหนือ รัฐวอชิงตัน สหรัฐอเมริกา;(Garden Cress) จาก Kelly Seed and Hardware Co., Peoria, IL, USA และ Thlaspi arvense (Field Pennycress-Elisabeth) จาก USDA-ARS, Peoria, IL, USA;ไม่มีเมล็ดพืชใดที่ใช้ในการศึกษาที่ได้รับการบำบัดด้วยยาฆ่าแมลงวัสดุเมล็ดพันธุ์ทั้งหมดได้รับการประมวลผลและใช้ในการศึกษานี้ตามข้อบังคับของท้องถิ่นและระดับชาติ และสอดคล้องกับข้อบังคับของรัฐท้องถิ่นและระดับชาติที่เกี่ยวข้องทั้งหมดการศึกษานี้ไม่ได้ตรวจสอบพันธุ์พืชดัดแปรพันธุกรรม
เมล็ด Brassica juncea (PG), Alfalfa (Ls), มัสตาร์ดขาว (IG), เมล็ด Thlaspi arvense (DFP) บดเป็นผงละเอียดโดยใช้เครื่องบดแบบหมุนเหวี่ยงพิเศษ Retsch ZM200 (Retsch, Haan, เยอรมนี) ที่มีตาข่ายขนาด 0.75 มม. และสเตนเลส โรเตอร์เหล็ก 12 ฟัน 10,000 รอบต่อนาที (ตารางที่ 1)ผงเมล็ดบดถูกถ่ายโอนไปยังปลอกกระดาษและกำจัดไขมันด้วยเฮกเซนในเครื่อง Soxhlet เป็นเวลา 24 ชั่วโมงตัวอย่างย่อยของมัสตาร์ดสนามที่กำจัดไขมันออกได้รับการบำบัดความร้อนที่ 100 °C เป็นเวลา 1 ชั่วโมงเพื่อทำลายไมโรซิเนสและป้องกันการไฮโดรไลซิสของกลูโคซิโนเลตเพื่อสร้างไอโซไทโอไซยาเนตที่มีฤทธิ์ทางชีวภาพผงเมล็ดหางม้าที่ผ่านการอบด้วยความร้อน (DFP-HT) ถูกใช้เป็นตัวควบคุมเชิงลบโดยการทำให้ไมโรซิเนสเสียสภาพ
ปริมาณกลูโคซิโนเลตของเมล็ดพืชที่สกัดไขมันออกถูกกำหนดเป็นสามเท่าโดยใช้โครมาโตกราฟีของเหลวประสิทธิภาพสูง (HPLC) ตามระเบียบการที่เผยแพร่ก่อนหน้านี้ 64โดยสรุป เมทานอล 3 มิลลิลิตรถูกเติมลงในตัวอย่างผงเมล็ดสกัดไขมัน 250 มิลลิกรัมแต่ละตัวอย่างถูกโซนิกในอ่างน้ำเป็นเวลา 30 นาทีและปล่อยทิ้งไว้ในที่มืดที่ 23°C เป็นเวลา 16 ชั่วโมงจากนั้นส่วนลงตัว 1 มิลลิลิตรของชั้นอินทรีย์ถูกกรองผ่านตัวกรอง 0.45 ไมโครเมตรไปในตัวเก็บตัวอย่างอัตโนมัติทำงานบนระบบ Shimadzu HPLC (ปั๊ม LC 20AD สองตัว, เครื่องเก็บตัวอย่างอัตโนมัติ SIL 20A, เครื่องไล่แก๊ส DGU 20As, เครื่องตรวจจับ UV-VIS SPD-20A สำหรับการตรวจสอบที่ 237 นาโนเมตร และโมดูลบัสสื่อสาร CBM-20A) ปริมาณกลูโคซิโนเลตของเมล็ดป่นถูกกำหนด ในสามเท่าใช้ซอฟต์แวร์ Shimadzu LC Solution เวอร์ชัน 1.25 (Shimadzu Corporation, Columbia, MD, USA)คอลัมน์นี้เป็นคอลัมน์เฟสย้อนกลับ C18 Inertsil (250 มม. × 4.6 มม.; RP C-18, ODS-3, 5u; GL Sciences, Torrance, CA, USA)สภาวะของเฟสเคลื่อนที่เริ่มต้นถูกกำหนดไว้ที่ 12% เมทานอล/88% 0.01 โมลาร์เตตร้าบิวทิลแอมโมเนียมไฮดรอกไซด์ในน้ำ (TBAH; Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA) ด้วยอัตราการไหล 1 มล./นาทีหลังจากฉีดตัวอย่าง 15 ไมโครลิตร สภาวะเริ่มต้นจะถูกคงไว้เป็นเวลา 20 นาที จากนั้นอัตราส่วนตัวทำละลายจะถูกปรับเป็นเมทานอล 100% โดยมีเวลาวิเคราะห์ตัวอย่างทั้งหมด 65 นาทีเส้นโค้งมาตรฐาน (ตาม nM/mAb) ถูกสร้างขึ้นโดยการเจือจางแบบอนุกรมของมาตรฐานไซนาปีน กลูโคซิโนเลต และไมโรซินที่เตรียมสดใหม่ (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA) เพื่อประเมินปริมาณกำมะถันของเมล็ดพืชที่สกัดไขมันออกกลูโคซิโนเลตความเข้มข้นของกลูโคซิโนเลตในตัวอย่างได้รับการทดสอบบน Agilent 1100 HPLC (Agilent, Santa Clara, CA, USA) โดยใช้ OpenLAB CDS ChemStation เวอร์ชัน (C.01.07 SR2 [255]) ที่ติดตั้งคอลัมน์เดียวกันและใช้วิธีการที่อธิบายไว้ก่อนหน้าหาความเข้มข้นของกลูโคซิโนเลตสามารถเปรียบเทียบได้ระหว่างระบบ HPLC
Allyl isothiocyanate (94%, เสถียร) และ benzyl isothiocyanate (98%) ถูกซื้อจาก Fisher Scientific (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA)4-Hydroxybenzylisothiocyanate ซื้อจาก ChemCruz (เทคโนโลยีชีวภาพซานตาครูซ, แคลิฟอร์เนีย, สหรัฐอเมริกา)เมื่อไฮโดรไลซ์ด้วยเอนไซม์โดยไมโรซิเนส กลูโคซิโนเลต กลูโคซิโนเลต และกลูโคซิโนเลตจะเกิดอัลลิลไอโซไทโอไซยาเนต เบนซิลไอโซไทโอไซยาเนต และ 4-ไฮดรอกซีเบนซิลโซไทโอไซยาเนตตามลำดับ
การตรวจวิเคราะห์ทางชีวภาพในห้องปฏิบัติการดำเนินการตามวิธีการของ Muturi และคณะ32 พร้อมการแก้ไขมีการใช้อาหารเมล็ดพืชไขมันต่ำห้าชนิดในการศึกษา: DFP, DFP-HT, IG, PG และ Lsวางตัวอ่อนจำนวน 20 ตัวในบีกเกอร์สามทางแบบใช้แล้วทิ้งขนาด 400 มล. (VWR International, LLC, Radnor, PA, USA) ที่ประกอบด้วยน้ำปราศจากไอออน 120 มล. (dH2O)ความเข้มข้นของเมล็ดป่นเจ็ดชนิดได้รับการทดสอบความเป็นพิษของลูกน้ำยุงลาย: 0.01, 0.02, 0.04, 0.06, 0.08, 0.1 และ 0.12 กรัมของเมล็ดป่น/120 มล. dH2O สำหรับเมล็ดป่น DFP, DFP-HT, IG และ PGการวิเคราะห์ทางชีวภาพเบื้องต้นระบุว่าแป้งเมล็ด Ls ที่สกัดไขมันแล้วมีความเป็นพิษมากกว่าแป้งเมล็ดอื่นๆ อีก 4 ชนิดที่ทดสอบดังนั้นเราจึงปรับความเข้มข้นของการบำบัดทั้งเจ็ดของเมล็ดป่น Ls เป็นความเข้มข้นต่อไปนี้: 0.015, 0.025, 0.035, 0.045, 0.055, 0.065 และ 0.075 กรัม/120 มล. dH2O
กลุ่มควบคุมที่ไม่ได้รับการรักษา (dH20 ไม่มีอาหารเสริมจากเมล็ดพืช) ถูกรวมไว้เพื่อประเมินการตายของแมลงตามปกติภายใต้เงื่อนไขการทดสอบการตรวจวิเคราะห์ทางพิษวิทยาทางพิษวิทยาสำหรับเมล็ดพืชแต่ละมื้อประกอบด้วยบีกเกอร์สามทางลาดซ้ำสามตัว (ตัวอ่อนระยะสุดท้ายระยะที่สาม 20 ตัวต่อบีกเกอร์) รวมเป็น 108 ขวดภาชนะที่ได้รับการบำบัดจะถูกเก็บไว้ที่อุณหภูมิห้อง (20-21°C) และการตายของตัวอ่อนจะถูกบันทึกในระหว่าง 24 และ 72 ชั่วโมงของการสัมผัสกับความเข้มข้นของการบำบัดอย่างต่อเนื่องหากร่างกายและอวัยวะของยุงไม่ขยับเมื่อถูกแทงหรือสัมผัสด้วยไม้พายสแตนเลสบางๆ ลูกน้ำยุงจะถือว่าตายแล้วตัวอ่อนที่ตายแล้วมักจะไม่เคลื่อนไหวในตำแหน่งด้านหลังหรือหน้าท้องที่ด้านล่างของภาชนะหรือบนผิวน้ำการทดลองซ้ำสามครั้งในวันที่ต่างกันโดยใช้กลุ่มตัวอ่อนที่แตกต่างกัน โดยมีตัวอ่อนทั้งหมด 180 ตัวที่สัมผัสกับความเข้มข้นของการบำบัดแต่ละชนิด
ประเมินความเป็นพิษของ AITC, BITC และ 4-HBITC ต่อลูกน้ำยุงโดยใช้ขั้นตอนการตรวจวิเคราะห์ทางชีวภาพแบบเดียวกัน แต่มีการรักษาที่แตกต่างกันเตรียมสารละลายสต็อก 100,000 ppm สำหรับสารเคมีแต่ละชนิดโดยเติมสารเคมี 100 µL ลงในเอทานอลสัมบูรณ์ 900 µL ในหลอดสำหรับหมุนเหวี่ยงขนาด 2 มล. แล้วเขย่าเป็นเวลา 30 วินาทีเพื่อผสมให้เข้ากันความเข้มข้นของการรักษาถูกกำหนดโดยอาศัยการตรวจวิเคราะห์ทางชีวภาพเบื้องต้น ซึ่งพบว่า BITC มีความเป็นพิษมากกว่า AITC และ 4-HBITC มากเพื่อตรวจสอบความเป็นพิษ 5 ความเข้มข้นของ BITC (1, 3, 6, 9 และ 12 ppm), ความเข้มข้น 7 ของ AITC (5, 10, 15, 20, 25, 30 และ 35 ppm) และ 6 ความเข้มข้นของ 4-HBITC (15 , 15, 20, 25, 30 และ 35 ppm)30, 45, 60, 75 และ 90 ppm)การบำบัดแบบควบคุมถูกฉีดด้วยเอธานอลสัมบูรณ์ 108 ไมโครลิตร ซึ่งเทียบเท่ากับปริมาตรสูงสุดของการบำบัดทางเคมีการตรวจวิเคราะห์ทางชีวภาพถูกทำซ้ำตามข้างต้น โดยเผยให้เห็นตัวอ่อนทั้งหมด 180 ตัวต่อความเข้มข้นของการบำบัดการตายของตัวอ่อนถูกบันทึกสำหรับแต่ละความเข้มข้นของ AITC, BITC และ 4-HBITC หลังการสัมผัสอย่างต่อเนื่องเป็นเวลา 24 ชั่วโมง
การวิเคราะห์แบบโพรบิตของข้อมูลการเสียชีวิตที่เกี่ยวข้องกับขนาดยา 65 รายการดำเนินการโดยใช้ซอฟต์แวร์ Polo (Polo Plus, ซอฟต์แวร์ LeOra, เวอร์ชัน 1.0) เพื่อคำนวณความเข้มข้นที่ทำให้เสียชีวิตได้ 50% (LC50), ความเข้มข้นที่ทำให้ถึงตายได้ 90% (LC90), ความชัน, สัมประสิทธิ์ปริมาณรังสีที่ทำให้ถึงตาย และ 95 % ความเข้มข้นที่เป็นอันตรายถึงชีวิตขึ้นอยู่กับช่วงความเชื่อมั่นสำหรับอัตราส่วนปริมาณรังสีที่ทำให้ถึงตายสำหรับความเข้มข้นที่เปลี่ยนรูปเป็นล็อกและเส้นโค้งอัตราการตายของปริมาณรังสีข้อมูลอัตราการตายขึ้นอยู่กับข้อมูลการจำลองแบบรวมของตัวอ่อน 180 ตัวที่สัมผัสกับแต่ละความเข้มข้นของการบำบัดการวิเคราะห์ความน่าจะเป็นดำเนินการแยกกันสำหรับแต่ละเมล็ดป่นและส่วนประกอบทางเคมีแต่ละส่วนจากช่วงความเชื่อมั่น 95% ของอัตราส่วนปริมาณรังสีที่ทำให้ถึงตาย ความเป็นพิษของเมล็ดป่นและองค์ประกอบทางเคมีต่อลูกน้ำยุงลายถือว่าแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ ดังนั้น ช่วงความเชื่อมั่นที่มีค่า 1 จึงไม่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ P = 0.0566
ผลลัพธ์ของ HPLC สำหรับการกำหนดกลูโคซิโนเลตหลักในแป้งเมล็ดสกัดไขมัน DFP, IG, PG และ Ls แสดงอยู่ในตารางที่ 1 กลูโคซิโนเลตหลักในแป้งเมล็ดพืชที่ทดสอบจะแตกต่างกันไป ยกเว้น DFP และ PG ซึ่งทั้งคู่มีไมโรซิเนสกลูโคซิโนเลตปริมาณไมโรซินินใน PG สูงกว่าใน DFP, 33.3 ± 1.5 และ 26.5 ± 0.9 มก./กรัม ตามลำดับผงเมล็ด Ls มีกลูโคไกลโคน 36.6 ± 1.2 มก./กรัม ในขณะที่ผงเมล็ด IG มีไซนาพีน 38.0 ± 0.5 มก./กรัม
ตัวอ่อนของเอ๋ยุงลายลายถูกฆ่าตายเมื่อบำบัดด้วยเมล็ดพืชที่สลายไขมัน แม้ว่าประสิทธิผลของการรักษาจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับชนิดของพืชมีเพียง DFP-NT เท่านั้นที่ไม่เป็นพิษต่อลูกน้ำยุงหลังการสัมผัสเป็นเวลา 24 และ 72 ชั่วโมง (ตารางที่ 2)ความเป็นพิษของผงเมล็ดออกฤทธิ์เพิ่มขึ้นตามความเข้มข้นที่เพิ่มขึ้น (รูปที่ 1A, B)ความเป็นพิษของเมล็ดป่นต่อลูกน้ำยุงแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญขึ้นอยู่กับ 95% CI ของอัตราส่วนปริมาณรังสีที่ทำให้ถึงตายของค่า LC50 ที่การประเมิน 24 ชั่วโมงและ 72 ชั่วโมง (ตารางที่ 3)หลังจากผ่านไป 24 ชั่วโมง ความเป็นพิษของเมล็ดป่น Ls มีมากกว่าการบำบัดด้วยเมล็ดป่นอื่นๆ โดยมีการออกฤทธิ์สูงสุดและความเป็นพิษสูงสุดต่อตัวอ่อน (LC50 = 0.04 g/120 ml dH2O)ตัวอ่อนมีความไวต่อ DFP น้อยกว่าที่ 24 ชั่วโมงเมื่อเปรียบเทียบกับการรักษาด้วยผงเมล็ด IG, Ls และ PG โดยมีค่า LC50 0.115, 0.04 และ 0.08 กรัม/120 มล. dH2O ตามลำดับ ซึ่งสูงกว่าค่า LC50 ทางสถิติ0.211 ก./120 มล. dH2O (ตารางที่ 3)ค่า LC90 ของ DFP, IG, PG และ Ls คือ 0.376, 0.275, 0.137 และ 0.074 g/120 ml dH2O ตามลำดับ (ตารางที่ 2)ความเข้มข้นสูงสุดของ DPP คือ 0.12 กรัม/120 มล. dH2Oหลังจากการประเมิน 24 ชั่วโมง อัตราการตายของตัวอ่อนโดยเฉลี่ยเพียง 12% ในขณะที่อัตราการตายเฉลี่ยของตัวอ่อน IG และ PG สูงถึง 51% และ 82% ตามลำดับหลังจากการประเมิน 24 ชั่วโมง อัตราการตายของตัวอ่อนโดยเฉลี่ยสำหรับความเข้มข้นสูงสุดของการรักษาเมล็ด Ls (0.075 กรัม/120 มล. dH2O) อยู่ที่ 99% (รูปที่ 1A)
กราฟอัตราการตายถูกประมาณจากการตอบสนองต่อขนาดยา (Probit) ของ Aeตัวอ่อนของอียิปต์ (ตัวอ่อนระยะที่ 3) ให้เมล็ดป่นเข้มข้น 24 ชั่วโมง (A) และ 72 ชั่วโมง (B) หลังการรักษาเส้นประแสดงถึง LC50 ของการบำบัดเมล็ดป่นDFP Thlaspi arvense, DFP-HT ความร้อนปิดการใช้งาน Thlaspi arvense, IG Sinapsis alba (Ida Gold), PG Brassica juncea (Pacific Gold), Ls Lepidium sativum
ที่การประเมิน 72 ชั่วโมง ค่า LC50 ของกากเมล็ด DFP, IG และ PG เท่ากับ 0.111, 0.085 และ 0.051 กรัม/120 มล. dH2O ตามลำดับตัวอ่อนเกือบทั้งหมดที่สัมผัสกับอาหารเมล็ด Ls ตายหลังจากสัมผัสเป็นเวลา 72 ชั่วโมง ดังนั้นข้อมูลการตายจึงไม่สอดคล้องกับการวิเคราะห์ Probitเมื่อเปรียบเทียบกับเมล็ดป่นอื่นๆ ตัวอ่อนมีความไวน้อยกว่าต่อการรักษาเมล็ดป่น DFP และมีค่า LC50 สูงกว่าทางสถิติ (ตารางที่ 2 และ 3)หลังจากผ่านไป 72 ชั่วโมง ค่า LC50 สำหรับการบำบัดเมล็ดป่น DFP, IG และ PG อยู่ที่ประมาณ 0.111, 0.085 และ 0.05 กรัม/120 มล. dH2O ตามลำดับหลังจากการประเมิน 72 ชั่วโมง ค่า LC90 ของผงเมล็ด DFP, IG และ PG เท่ากับ 0.215, 0.254 และ 0.138 กรัม/120 มล. dH2O ตามลำดับหลังจากการประเมิน 72 ชั่วโมง อัตราการตายของตัวอ่อนโดยเฉลี่ยสำหรับการบำบัดเมล็ดป่น DFP, IG และ PG ที่ความเข้มข้นสูงสุด 0.12 กรัม/120 มล. dH2O คือ 58%, 66% และ 96% ตามลำดับ (รูปที่ 1B)หลังจากการประเมิน 72 ชั่วโมง พบว่าเมล็ดป่น PG มีพิษมากกว่าเมล็ดป่น IG และ DFP
ไอโซไทโอไซยาเนตสังเคราะห์, อัลลิลไอโซไทโอไซยาเนต (AITC), เบนซิลไอโซไทโอไซยาเนต (BITC) และ 4-ไฮดรอกซีเบนซิลโซไทโอไซยาเนต (4-HBITC) สามารถฆ่าลูกน้ำยุงลายได้อย่างมีประสิทธิภาพที่ 24 ชั่วโมงหลังการบำบัด BITC เป็นพิษต่อตัวอ่อนมากขึ้นโดยมีค่า LC50 อยู่ที่ 5.29 ppm เทียบกับ 19.35 ppm สำหรับ AITC และ 55.41 ppm สำหรับ 4-HBITC (ตารางที่ 4)เมื่อเปรียบเทียบกับ AITC และ BITC แล้ว 4-HBITC มีความเป็นพิษต่ำกว่าและมีค่า LC50 สูงกว่ามีความแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญในความเป็นพิษของลูกน้ำยุงลายของไอโซไทโอไซยาเนตหลัก 2 ชนิด (Ls และ PG) ในเมล็ดพืชที่มีศักยภาพมากที่สุดความเป็นพิษโดยพิจารณาจากอัตราส่วนปริมาณรังสีที่ทำให้ถึงตายของค่า LC50 ระหว่าง AITC, BITC และ 4-HBITC แสดงให้เห็นความแตกต่างทางสถิติ เช่น 95% CI ของอัตราส่วนปริมาณรังสีที่ทำให้ถึงตายของ LC50 ไม่ได้รวมค่า 1 (P = 0.05, ตาราง 4)ความเข้มข้นสูงสุดของทั้ง BITC และ AITC คาดว่าจะฆ่าตัวอ่อนที่ทดสอบได้ 100% (รูปที่ 2)
กราฟอัตราการตายถูกประมาณจากการตอบสนองต่อขนาดยา (Probit) ของ Ae24 ชั่วโมงหลังการรักษา ตัวอ่อนของอียิปต์ (ตัวอ่อนระยะที่ 3) มีความเข้มข้นของไอโซไทโอไซยาเนตสังเคราะห์เส้นประแสดงถึง LC50 สำหรับการบำบัดไอโซไทโอไซยาเนตเบนซิล ไอโซไทโอไซยาเนต BITC, อัลลิล ไอโซไทโอไซยาเนต AITC และ 4-HBITC
มีการศึกษาการใช้สารกำจัดศัตรูพืชทางชีวภาพจากพืชเป็นสารควบคุมยุงเป็นพาหะมานานแล้วพืชหลายชนิดผลิตสารเคมีธรรมชาติที่มีฤทธิ์ฆ่าแมลง37สารประกอบออกฤทธิ์ทางชีวภาพเป็นทางเลือกที่น่าสนใจแทนยาฆ่าแมลงสังเคราะห์ที่มีศักยภาพในการควบคุมสัตว์รบกวน รวมถึงยุงด้วย
ต้นมัสตาร์ดปลูกเป็นพืชสำหรับเพาะเมล็ด ใช้เป็นเครื่องเทศและแหล่งน้ำมันเมื่อสกัดน้ำมันมัสตาร์ดจากเมล็ดหรือเมื่อสกัดมัสตาร์ดเพื่อใช้เป็นเชื้อเพลิงชีวภาพ 69 ผลพลอยได้คือกากเมล็ดที่ขจัดไขมันออกเมล็ดป่นนี้ยังคงรักษาส่วนประกอบทางชีวเคมีตามธรรมชาติและเอนไซม์ไฮโดรไลติกไว้มากมายความเป็นพิษของเมล็ดป่นนี้มีสาเหตุมาจากการผลิตไอโซไทโอไซยาเนต55,60,61ไอโซไทโอไซยาเนตเกิดจากการไฮโดรไลซิสของกลูโคซิโนเลตโดยเอนไซม์ไมโรซิเนสในระหว่างการให้ความชุ่มชื้นของเมล็ดป่น38,55,70 และเป็นที่ทราบกันว่ามีฤทธิ์ในการฆ่าเชื้อรา ฆ่าเชื้อแบคทีเรีย nematicidal และฆ่าแมลง รวมถึงคุณสมบัติอื่นๆ รวมถึงผลกระทบทางประสาทสัมผัสทางเคมีและคุณสมบัติทางเคมีบำบัด61,62, 70.การศึกษาหลายชิ้นแสดงให้เห็นว่าต้นมัสตาร์ดและเมล็ดป่นทำหน้าที่รมควันกับดินและแมลงศัตรูพืชในอาหารที่เก็บไว้ได้อย่างมีประสิทธิผล57,59,71,72ในการศึกษานี้ เราประเมินความเป็นพิษของอาหารสี่เมล็ดและผลิตภัณฑ์ออกฤทธิ์ทางชีวภาพสามชนิด AITC, BITC และ 4-HBITC ต่อลูกน้ำยุงลายยุงลาย.การเติมเมล็ดป่นลงในน้ำที่มีลูกน้ำยุงลายโดยตรงนั้นคาดว่าจะกระตุ้นกระบวนการของเอนไซม์ที่ผลิตไอโซไทโอไซยาเนตที่เป็นพิษต่อลูกน้ำยุงลายการเปลี่ยนแปลงทางชีวภาพนี้แสดงให้เห็นบางส่วนจากการสังเกตการทำงานของตัวอ่อนของเมล็ดป่น และการสูญเสียฤทธิ์ฆ่าแมลงเมื่อเมล็ดมัสตาร์ดแคระได้รับการบำบัดด้วยความร้อนก่อนนำไปใช้การบำบัดด้วยความร้อนคาดว่าจะทำลายเอนไซม์ไฮโดรไลติกที่กระตุ้นกลูโคซิโนเลต ดังนั้นจึงป้องกันการก่อตัวของไอโซไทโอไซยาเนตที่ออกฤทธิ์ทางชีวภาพนี่เป็นการศึกษาครั้งแรกเพื่อยืนยันคุณสมบัติในการฆ่าแมลงของผงเมล็ดกะหล่ำปลีต่อยุงในสภาพแวดล้อมทางน้ำ
ในบรรดาผงเมล็ดที่ทดสอบ ผงเมล็ดแพงพวย (Ls) มีพิษมากที่สุด ส่งผลให้ยุงลาย Aedes albopictus เสียชีวิตสูงตัวอ่อนของยุงลายถูกประมวลผลอย่างต่อเนื่องเป็นเวลา 24 ชั่วโมงผงเมล็ดที่เหลืออีก 3 ชนิด (PG, IG และ DFP) มีฤทธิ์ช้าลงและยังคงทำให้เสียชีวิตอย่างมีนัยสำคัญหลังการรักษาต่อเนื่อง 72 ชั่วโมงเมล็ดพืช Ls เท่านั้นที่มีกลูโคซิโนเลตในปริมาณที่มีนัยสำคัญ ในขณะที่ PG และ DFP มีไมโรซิเนสและ IG มีกลูโคซิโนเลตเป็นกลูโคซิโนเลตหลัก (ตารางที่ 1)Glucotropaeolin ถูกไฮโดรไลซ์เป็น BITC และ sinalbine ถูกไฮโดรไลซ์เป็น 4-HBITC61,62ผลการวิเคราะห์ทางชีวภาพของเราระบุว่าทั้งเมล็ดป่น Ls และ BITC สังเคราะห์มีความเป็นพิษสูงต่อลูกน้ำยุงส่วนประกอบหลักของกากเมล็ด PG และ DFP คือไมโรซิเนสกลูโคซิโนเลต ซึ่งถูกไฮโดรไลซ์เป็น AITCAITC มีประสิทธิภาพในการฆ่าลูกน้ำยุงลายด้วยค่า LC50 19.35 ppmเมื่อเปรียบเทียบกับ AITC และ BITC แล้ว ไอโซไทโอไซยาเนต 4-HBITC มีความเป็นพิษต่อตัวอ่อนน้อยที่สุดแม้ว่า AITC จะเป็นพิษน้อยกว่า BITC แต่ค่า LC50 ยังต่ำกว่าน้ำมันหอมระเหยหลายชนิดที่ทดสอบกับลูกน้ำยุงลาย32,73,74,75
ผงเมล็ดตระกูลกะหล่ำของเราสำหรับใช้กับลูกน้ำยุงลายมีกลูโคซิโนเลตหลักหนึ่งชนิด ซึ่งคิดเป็นสัดส่วนมากกว่า 98-99% ของกลูโคซิโนเลตทั้งหมดตามที่กำหนดโดย HPLCตรวจพบปริมาณกลูโคซิโนเลตอื่นๆ เล็กน้อย แต่ระดับของพวกมันน้อยกว่า 0.3% ของกลูโคซิโนเลตทั้งหมดผงเมล็ดวอเตอร์เครส (L. sativum) มีกลูโคซิโนเลตรอง (ซินิกริน) แต่สัดส่วนของพวกมันคือ 1% ของกลูโคซิโนเลตทั้งหมด และปริมาณของมันยังไม่มีนัยสำคัญ (ประมาณ 0.4 มก./กรัมของผงเมล็ด)แม้ว่า PG และ DFP จะมีกลูโคซิโนเลตหลัก (ไมโรซิน) เหมือนกัน แต่กิจกรรมการฆ่าตัวอ่อนของเมล็ดพืชจะแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญเนื่องจากค่า LC50 ของพวกมันความเป็นพิษแตกต่างกันไปต่อโรคราแป้งการเกิดขึ้นของตัวอ่อนยุงลายอาจเนื่องมาจากความแตกต่างในกิจกรรมของไมโรซิเนสหรือความเสถียรระหว่างอาหารเมล็ดทั้งสองกิจกรรมของไมโรซิเนสมีบทบาทสำคัญในการดูดซึมของผลิตภัณฑ์ไฮโดรไลซิส เช่น ไอโซไทโอไซยาเนตในพืชตระกูลบราสซิกรายงานก่อนหน้านี้โดย Pocock และคณะ 77 และ Wilkinson และคณะ 78 แสดงให้เห็นว่าการเปลี่ยนแปลงในกิจกรรมของ myrosinase และความเสถียรอาจเกี่ยวข้องกับปัจจัยทางพันธุกรรมและสิ่งแวดล้อม
ปริมาณไอโซไทโอไซยาเนตที่ออกฤทธิ์ทางชีวภาพที่คาดหวังได้รับการคำนวณตามค่า LC50 ของเมล็ดป่นแต่ละมื้อที่ 24 และ 72 ชั่วโมง (ตารางที่ 5) เพื่อเปรียบเทียบกับการใช้สารเคมีที่เกี่ยวข้องหลังจากผ่านไป 24 ชั่วโมง ไอโซไทโอไซยาเนตในเมล็ดป่นจะเป็นพิษมากกว่าสารประกอบบริสุทธิ์ค่า LC50 ที่คำนวณตามส่วนต่อล้าน (ppm) ของการบำบัดเมล็ดไอโซไทโอไซยาเนตต่ำกว่าค่า LC50 สำหรับการใช้งาน BITC, AITC และ 4-HBITCเราสังเกตเห็นตัวอ่อนกินเมล็ดป่น (รูปที่ 3A)ผลที่ตามมาคือตัวอ่อนอาจได้รับไอโซไทโอไซยาเนตที่เป็นพิษเข้มข้นมากขึ้นโดยการกินเม็ดป่นเข้าไปสิ่งนี้เห็นได้ชัดเจนที่สุดในการบำบัดด้วยเมล็ด IG และ PG ที่การสัมผัส 24 ชั่วโมง โดยที่ความเข้มข้นของ LC50 ต่ำกว่าการบำบัดด้วย AITC และ 4-HBITC บริสุทธิ์ 75% และ 72% ตามลำดับการรักษาด้วย Ls และ DFP มีความเป็นพิษมากกว่าไอโซไทโอไซยาเนตบริสุทธิ์ โดยมีค่า LC50 ต่ำกว่า 24% และ 41% ตามลำดับตัวอ่อนในการรักษาแบบควบคุมทำให้ดักแด้ได้สำเร็จ (รูปที่ 3B) ในขณะที่ตัวอ่อนส่วนใหญ่ในการรักษาด้วยเมล็ดป่นไม่ได้เป็นดักแด้ และการพัฒนาของตัวอ่อนล่าช้าอย่างมีนัยสำคัญ (รูปที่ 3B,D)ใน Spodopteralitura ไอโซไทโอไซยาเนตมีความเกี่ยวข้องกับการชะลอการเจริญเติบโตและพัฒนาการล่าช้า79
ตัวอ่อนของเอ๋ยุงลายลายถูกสัมผัสผงเมล็ด Brassica อย่างต่อเนื่องเป็นเวลา 24–72 ชั่วโมง(A) ตัวอ่อนที่ตายแล้วโดยมีเศษเมล็ดป่นอยู่บริเวณปาก (วงกลม);(B) การควบคุมการรักษา (dH20 โดยไม่เติมเมล็ดป่น) แสดงให้เห็นว่าตัวอ่อนเจริญเติบโตตามปกติและเริ่มเป็นดักแด้หลังจาก 72 ชั่วโมง (C, D) ตัวอ่อนที่ได้รับการรักษาด้วยเมล็ดป่น;เมล็ดป่นมีการพัฒนาที่แตกต่างกันและไม่เป็นดักแด้
เราไม่ได้ศึกษากลไกของผลกระทบที่เป็นพิษของไอโซไทโอไซยาเนตต่อลูกน้ำยุงลายอย่างไรก็ตาม การศึกษาก่อนหน้านี้ในมดไฟแดง (Solenopsis invicta) แสดงให้เห็นว่าการยับยั้งกลูตาไธโอน S-transferase (GST) และเอสเทอเรส (EST) เป็นกลไกหลักของการออกฤทธิ์ทางชีวภาพของไอโซไทโอไซยาเนต และ AITC แม้ในระดับต่ำก็สามารถยับยั้งการทำงานของ GST ได้เช่นกัน .มดแดงนำเข้าที่มีความเข้มข้นต่ำขนาดยาคือ 0.5 ไมโครกรัม/มิลลิลิตร80ในทางตรงกันข้าม AITC ยับยั้ง acetylcholinesterase ในมอดข้าวโพดที่โตเต็มวัย (Sitophilus zeamais) 81ต้องมีการศึกษาที่คล้ายกันเพื่ออธิบายกลไกการออกฤทธิ์ของไอโซไทโอไซยาเนตในลูกน้ำยุงลาย
เราใช้การบำบัดด้วย DFP ที่ไม่ใช้ความร้อนเพื่อสนับสนุนข้อเสนอที่ว่าการไฮโดรไลซิสของกลูโคซิโนเลตของพืชเพื่อสร้างไอโซไทโอไซยาเนตที่ทำปฏิกิริยาทำหน้าที่เป็นกลไกในการควบคุมลูกน้ำยุงด้วยเมล็ดมัสตาร์ดป่นเมล็ดป่น DFP-HT ไม่เป็นพิษที่อัตราการใช้งานที่ทดสอบลาฟาร์กา และคณะ82 รายงานว่ากลูโคซิโนเลตไวต่อการย่อยสลายที่อุณหภูมิสูงการบำบัดด้วยความร้อนคาดว่าจะทำลายเอนไซม์ไมโรซิเนสในเมล็ดป่น และป้องกันการไฮโดรไลซิสของกลูโคซิโนเลตเพื่อสร้างไอโซไทโอไซยาเนตที่มีปฏิกิริยาสิ่งนี้ได้รับการยืนยันจาก Okunade และคณะด้วย75 แสดงให้เห็นว่าไมโรซิเนสไวต่ออุณหภูมิ ซึ่งแสดงให้เห็นว่ากิจกรรมของไมโรซิเนสถูกปิดใช้งานโดยสิ้นเชิงเมื่อมัสตาร์ด มัสตาร์ดดำ และเมล็ดเลือดรากสัมผัสกับอุณหภูมิสูงกว่า 80°C. กลไกเหล่านี้อาจส่งผลให้สูญเสียฤทธิ์ฆ่าแมลงในเมล็ดป่น DFP ที่ได้รับความร้อน
ดังนั้นเมล็ดมัสตาร์ดป่นและไอโซไทโอไซยาเนตหลักสามชนิดจึงเป็นพิษต่อลูกน้ำยุงเมื่อพิจารณาถึงความแตกต่างระหว่างเมล็ดป่นและการใช้สารเคมี การใช้เมล็ดป่นอาจเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการควบคุมยุงไม่จำเป็นต้องระบุสูตรที่เหมาะสมและระบบการนำส่งที่มีประสิทธิภาพเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพและความเสถียรของการใช้ผงเมล็ดพืชผลลัพธ์ของเราบ่งชี้ถึงความเป็นไปได้ในการใช้เมล็ดมัสตาร์ดป่นเป็นทางเลือกแทนยาฆ่าแมลงสังเคราะห์เทคโนโลยีนี้อาจกลายเป็นเครื่องมือที่เป็นนวัตกรรมใหม่ในการควบคุมพาหะของยุงเนื่องจากลูกน้ำยุงเจริญเติบโตได้ในสภาพแวดล้อมทางน้ำ และกลูโคซิโนเลตของเมล็ดป่นจะถูกแปลงด้วยเอนไซม์ไปเป็นไอโซไทโอไซยาเนตที่ออกฤทธิ์เมื่อมีการให้น้ำ การใช้เมล็ดมัสตาร์ดป่นในน้ำที่มียุงรบกวนจึงมีศักยภาพในการควบคุมที่สำคัญแม้ว่ากิจกรรมการฆ่าตัวอ่อนของไอโซไทโอไซยาเนตจะแตกต่างกันไป (BITC > AITC > 4-HBITC) แต่จำเป็นต้องมีการวิจัยเพิ่มเติมเพื่อตรวจสอบว่าการรวมเมล็ดป่นเข้ากับกลูโคซิโนเลตหลายชนิดเสริมฤทธิ์กันเพิ่มความเป็นพิษหรือไม่นี่เป็นการศึกษาครั้งแรกที่แสดงให้เห็นถึงผลในการฆ่าแมลงของเมล็ดพืชตระกูลกะหล่ำที่สกัดไขมันและไอโซไทโอไซยาเนตที่ออกฤทธิ์ทางชีวภาพ 3 ชนิดต่อยุงผลการศึกษาครั้งนี้เป็นจุดเริ่มต้นใหม่โดยแสดงให้เห็นว่ากากเมล็ดกะหล่ำปลีที่สกัดไขมันซึ่งเป็นผลพลอยได้จากการสกัดน้ำมันจากเมล็ดอาจทำหน้าที่เป็นสารกำจัดตัวอ่อนในการควบคุมยุงได้ข้อมูลนี้สามารถช่วยค้นพบสารควบคุมทางชีวภาพของพืชเพิ่มเติมและการพัฒนาสารดังกล่าวให้เป็นสารกำจัดศัตรูพืชทางชีวภาพราคาถูก ใช้งานได้จริง และเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม
ชุดข้อมูลที่สร้างขึ้นสำหรับการศึกษานี้และผลการวิเคราะห์สามารถหาได้จากผู้เขียนที่เกี่ยวข้องตามคำขอที่สมเหตุสมผลเมื่อสิ้นสุดการศึกษา วัสดุทั้งหมดที่ใช้ในการศึกษา (แมลงและเมล็ดป่น) จะถูกทำลาย