سمیت تماسی نانوفرمولاسیون اسانس زیره سیاه (Bunium persicum) روی شته ‌مومی کلم، Brevicoryne brassicae (L.)

پذیرفته شده برای پوستر
کد مقاله : 1877-25IPPC
نویسندگان
1گروه گیاهپزشگی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه لرستان، خرم آباد
2موسسه تحقیقات گیاه پزشکی کشور
3دانشگاه لرستان
4هیات علمی
5گروه تولیدات گیاهی، پژوهشکده کشاورزی، سازمان پژوهش های علمی و صنعتی ایران، تهران
چکیده
آفت‌کش‌های زیستی با تاکید بر اسانس‌های گیاهی، یک روش مکمل و جایگزین برای حشره‌کش‌های شیمیایی در برنامه مدیریت تلفیقی آفات به حساب می‌آید. رهایش کنترل شونده از طریق فرمولاسیون‌ نانوکپسول دارای مزیت‌هایی از جمله ایجاد بازه زمانی مشخص برای مصرف، ارتقا نحوه کاربرد و کاهش آسیب‌های محیطی می‌باشد. در این پژوهش، اسانس بذرهای گیاه زیره ‌سیاه (Apiales: Apiaceae) Bunium persicum (Boiss.) B.Fedtsch. از طریق روش تقطیر با آب جداسازی گردید و سپس ترکیبات شیمیایی اسانس زیره ‌سیاه با استفاده از کروماتوگرافی گازی‌-طیف‌سنج‌ جرمی شناسایی شد. از روش پلیمریزاسیون همزمان به منظور تهیه نانوکپسول اوره-فرمالدئید دربرگیرنده اسانس زیره‌ سیاه استفاده شد. میکروسکوپ الکترونی عبوری برای تعیین ریخت‌شناسی و تکنیک پراکندگی نور دینامیکی به منظور تعیین اندازه و شاخص ‌پراکندگی‌ ذرات نانوکپسول‌ها استفاده گردید. سمیت تماسی اسانس و نانوکپسول‌های دربرگیرنده اسانس روی حشرات کامل شته ‌مومی ‌کلم (Hemiptera: Aphididae) Brevicoryne brassicae L.مورد بررسی قرار گرفت. حشرات کامل تحت شرایط استاندارد محیطی (1±25 درجه‌سلسیوس، رطوبت‌نسبی 5±65 درصد و دوره نوری 16 ساعت روشنایی و 8 ساعت تاریکی)، در معرض غلظت‌های مختلف اسانس و فرمولاسیون نانواسانس زیره ‌سیاه قرار گرفتند. نتایج بررسی ترکیبات شیمیایی اسانس زیره ‌سیاه در مجموع 28 ترکیب را مشخص ساخت. ترکیبات اصلی اسانس شامل گاما-ترپین (62/36 درصد)، پی-سیمین (41/18 درصد)، کارواکرول (60/13 درصد) و کومین آلدئید (50/13 درصد) بود. تکنیک پراکندگی نور دینامیکی و میکروسکوپ الکترونی نشان داد که نانوکپسول‌ها ظاهر تقریبا کروی با ابعاد بین 11/8 تا 62/14 نانومتر با میانه ذرات 88/10 نانومتر و شاخص پراکندگی 057/0 دارند. براساس نسبت‌های نسبی سمیت، تفاوت معنی‌داری بین اسانس غیر فرموله شده و نانوکپسول-های دربرگیرنده اسانس گیاهی وجود داشت. با گذشت 96 ساعت از زمان در معرض قرارگیری، مقادیر LC50و LC90 سمیت تماسی فرمولاسیون نانوکپسول (به ترتیب 43/365 و 46/1908پی‌پی‌ام) به میزان قابل توجهی کمتر از اسانس خالص (به ترتیب 40/1030 و 08/3977 پی‌پی‌ام) بود. نتایج نشان داد که نانوفرمولاسیون این اسانس گیاهی می‌تواند کنترل موثری را در برابر شته ‌مومی ‌کلم ایفا کند. با وجود این، توصیه به بررسی این ترکیب گیاهی در شرایط میدانی برای مهار جمعیت آفت می‌باشد.
کلیدواژه ها
 
Title
Contact toxicity of nanoformulation of Bunium persicum essential oil on the cabbage aphid, Brevicoryne brassicae (L.)
Authors
Masoud Heidary, Javad Karimzadeh, Shahriar Jafari, Maryam Negahban, Jahanshir Shakarami, Mehran Rezaei
Abstract
Biopesticides based on essential oils are considered a complementary or alternative method for chemical insecticides in integrated pest management programs. Controlled release by nano-encapsulated formulation has some advantages, to exemplify using more effectively over a time interval, improving the way of application, and reducing environmental damage. In the current study, the essential oil of Bunium persicum (Boiss.) B.Fedtsch. (Apiales: Apiaceae) was obtained by hydrodistillation and analyzed using gas chromatography (GC) and GC/mass spectrometry (MS). In situ polymerization technique was used to prepare nanocapsules of urea-formaldehyde loaded with essential oil extracted from B. persicum. Transmission electron microscopy (TEM) was performed to determine the morphology of the nanocapsules. Also, the diameter and poly-dispersity index (PDI) of nanocapsules were determined through the dynamic light scattering (DLS) technique. Subsequently, the contact toxicity of B. persicum essential oil and oil-loaded nanocapsules was assessed against the adult stage of Brevicoryne brassicae (L.) (Hemiptera: Aphididae). The adult aphids were exposed to different concentrations of the mentioned compounds at the standard environmental conditions (25±1℃, 65±5% RH, and a photoperiod of 16:8 h L:D). The chemical composition of B. persicum essential oil was measured and totally 28 components were identified. The main components of the essential oil were γ-Terpinen (36.62%), ρ-Cymene (18.41%), Carvacrol (13.60%), and Cuminaldehyde (13.50%). Characterization of nanocapsules using dynamic light scattering (DLS) and transmission electron microscopy (TEM) showed that the nanocapsules were nearly spherical with sizes between 8.11 to 14.62 nm, the median diameter (x50) of 10.88 nm, and a polydispersity index of 0.057. Based on the relative toxicity ratios, there were significant differences between non-formulated and B. persicum oil-loaded nanocapsules. After 96 h, the LC50 and LC90 values of contact toxicity of nanocapsulated formulation (365.43 and 1908.46 ppm, respectively) were significantly smaller than non-formulated essential oil (1030.40 and 3977.08 ppm, respectively). The results showed that nanoformulation of B. persicum essential oil could be considered as an efficient candidate in control of B. brassicae. Moreover, further studies are recommended to investigate the efficiency of the compound under field conditions.
Keywords
Biocompatible insecticide, Mortality, Chromatography, Formulation, Nanocapsule