Кутикулярные свойства влияют на инсектицидное действие основных компонентов масла тимьяна против комнатных мух Musca Domestica.

Том 13 научных отчетов, номер статьи: 12654 (2023) Цитировать эту статью

205 Доступов

1 Альтметрика

Подробности о метриках

Эфирные масла растений представляют собой сложные смеси, состоящие преимущественно из монотерпенов и некоторых сесквитерпенов. Эти масла проявляют разнообразную биологическую активность против целевых организмов, часто возникающую в результате сложных взаимодействий между их составляющими, которые могут демонстрировать синергетический или антагонистический эффект. Несмотря на их широкое использование в качестве ботанических инсектицидов, механизмы этих взаимодействий и их влияние на биологическую активность плохо изучены. В этом исследовании изучалось синергетическое взаимодействие тимола и п-цимена, двух основных компонентов эфирного масла Thymus vulgaris, с личинками и взрослыми особями комнатной мухи Musca Domestica. Результаты показали, что п-цимен усиливает инсектицидную активность тимола у взрослых комнатных мух, но не у личинок. Анализы ГХ-МС и биоанализы показали, что повышенное проникновение тимола в кутикулу п-цимолом является механизмом синергии, который наблюдался только у взрослых. Было предложено два потенциальных пути: расширение области смачивания или нарушение целостности кутикулы за счет растворения воскового слоя. Результаты последовательного применения и биоанализа обработки больших объемов показали, что первый механизм является более вероятным. Кроме того, гидрофобность кутикулы оказалась решающей для синергии, специфичной для данной стадии. Взрослые особи, лишенные воска, не продемонстрировали синергетическую токсичность, тогда как личинки, искусственно покрытые воском, получили синергический эффект. В целом, полученные результаты дают представление о синергическом механизме инсектицидной активности растительных эфирных масел и предполагают потенциальное применение при разработке эффективных стратегий с использованием синергистов, усиливающих проникновение.

Растущая обеспокоенность по поводу воздействия синтетических инсектицидов на окружающую среду и здоровье вдохновила на поиск более безопасных стратегий борьбы с вредителями, а эфирные масла растений рассматриваются как альтернативные кандидаты. Они кажутся многообещающими для борьбы с различными насекомыми-вредителями, поскольку обычно считаются менее токсичными для человека и диких животных, чем обычные пестициды1. В настоящее время на рынке доступно множество коммерческих инсектицидов растительного происхождения2,3,4,5. Большинство эфирных масел извлекается из цветущих верхушек, коры, смолы и семян различных растительных источников путем дистилляции с водяным паром6. Они состоят из различных компонентов, в основном монотерпенов и сесквитерпенов7. Химическая сложность и структурное разнообразие компонентов эфирного масла часто приводят к тому, что совокупная биологическая активность выше или ниже, чем у отдельных компонентов; однако механизм этих межмолекулярных взаимодействий менее изучен.

Многие масла вызывают быстрое начало реакции отравления у насекомых, что позволяет предположить, что активные компоненты этих масел могут напрямую влиять на нервную систему и проявлять инсектицидную активность8,9,10. Исследования показали, что структурное разнообразие основных соединений эфирных масел может указывать на множественные механизмы действия. Например, тимол и нооткатон, основные компоненты масел тимьяна и кедра соответственно, модулируют рецепторы гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК) Drosophila melanogaster противоположными способами11,12. Другие нейронные мишени, в том числе октопаминэргические, тираминэргические и холинергические системы, также были предложены в качестве потенциальных участков/систем-мишеней для различных соединений, полученных из эфирных масел13,14,15,16.

Было предложено несколько гипотез относительно синергетического механизма действия эфирных масел растений. Подобно обычным синергистам, масла базилика и герани ингибируют активность цитохрома P450 и глутатион-S-трансферазы, которые являются основными ферментами детоксикации токсикантов17. В другом исследовании лимонен усиливал электрофизиологический ответ на эстрагол в центральной нервной системе личинок Spodopteralitura18. В отношении других чешуекрылых насекомых, таких как Trichoplusia ni, изменение проникновения активных соединений в кутикулу за счет снижения поверхностного натяжения смеси было предложено в качестве еще одного потенциального синергического механизма3,19.