ارزیابی سمیت تدخینی نانوکپسول بارگذاری شده با اسانس آویشن ‌دنایی (Thymus daenensis) روی شته مومی کلم، Brevicoryne brassicae (L.)

پذیرفته شده برای پوستر
کد مقاله : 1876-25IPPC
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 گیاه‌پایه برپایه اسانس‌های گیاهی به عنوان ترکیبات زیست‌سازگار برای مهار جمعیت حشرات آفت مطرح می‌باشند. با وجود این، حلالیت کم اسانس در آب، اکسیداسیون و ناپایداری در حضور نور، رطوبت و حرارت از عمده‌ترین موانع استفاده کاربردی از اسانس‌ها می‌باشد. کاربرد کپسوله‌کردن اسانس‌های گیاهی می‌تواند سبب افزایش ثبات و اثربخشی، غلبه‌ بر محدودیت‌ها و افزایش کاربرد این ترکیبات را به همراه داشته باشد. بنابراین در این بررسی، اسانس آویشن ‌دنایی (Lamiales: Lamiaceae) Thymus daenensis Celak از طریق روش تقطیر با آب جداسازی گردید و سپس ترکیبات شیمیایی اسانس آویشن‌ دنایی با استفاده از کروماتوگرافی گازی‌-طیف‌سنج‌جرمی شناسایی شد. از روش پلیمریزاسیون همزمان به منظور تهیه نانوکپسول اوره-فرمالدئید در برگیرنده اسانس آویشن ‌دنایی استفاده شد. میکروسکوپ الکترونی عبوری برای تعیین ریخت‌شناسی و تکنیک پراکندگی نور دینامیکی به منظور تعیین اندازه و شاخص ‌پراکندگی ‌ذرات نانوکپسول‌ها استفاده گردید. سپس سمیت تدخینی اسانس و نانوکپسول‌های دربرگیرنده اسانس روی آفت شته ‌مومی کلم (Hemiptera: Aphididae) Brevicoryne brassicae (L.) مورد بررسی قرار گرفت. شته‌های بالغ در شرایط استاندارد محیطی (دمای 25±1 درجه ‌سلسیوس، رطوبت ‌نسبی 5±65 درصد و دوره نوری 16 ساعت روشنایی و 8 ساعت تاریکی)، در معرض غلظت‌های مختلف اسانس و فرمولاسیون نانواسانس آویشن ‌دنایی قرار گرفتند. ترکیبات شیمیایی اسانس آویشن با استفاده از کروماتوگرافی گازی-طیف سنج جرمی اندازه گیری و مجموعا 126 ترکیب شناسایی شد. ترکیبات اصلی اسانس شامل تیمول (61/56 درصد) و کارواکرول (02/17 درصد) بود. خصوصیات نانوکپسول‌ها با استفاده از تکنیک پراکندگی نور دینامیکی و میکروسکوپ الکترونی نشان داد که نانوکپسول‌ها ظاهر کروی با ابعاد بین 30/8 تا 61/17 نانومتر، قطر متوسط 10/12 نانومتر و شاخص پراکندگی 098/0 دارند. براساس نسبت‌های نسبی سمیت، تفاوت معنی‌داری بین اسانس غیر فرموله شده و نانوکپسول‌های دربرگیرنده اسانس گیاهی وجود داشت. با گذشت 96 ساعت از زمان در معرض قرارگیری، مقدار محاسبه شده LC50و LC90 برای سمیت تدخینی فرمولاسیون نانوکپسول (به ترتیب 55/10 و 31/32 میکرولیتر بر لیتر هوا) کمتر از اسانس غیر فرموله شده (به ترتیب 66/18 و 65/45 میکرولیتر بر لیتر هوا) بود. نتایج نشان داد که نانوفرمولاسیون اسانس آویشن دنایی می‌تواند کنترل موثری را روی آفت شته مومی‌ کلم داشته باشد. با وجود این، توصیه به مطالعات بیشتر برای اثبات کارایی این ترکیب گیاهی در شرایط میدانی برای مهار جمعیت آفت می-باشد.
کلیدواژه ها
 
Title
Evaluation of fumigant toxicity of nanocapsule loaded with the Thymus daenensis essential oil on the cabbage aphid, Brevicoryne brassicae (L.)
Authors
Masoud Heidary, Javad Karimzadeh, Shahriar Jafari, Maryam Negahban, Jahanshir Shakarami, Mehran Rezaei
Abstract
Botanical pesticides based on plant essential oils are biocompatible agents that control insect pests. However, the low solubility in water, oxidation, and instability in the presence of light, humidity, and heat are the main obstacles to the practical application of essential oils. Encapsulation of essential oils could improve the stability and efficiency, overcome some limitations, and make the application more useful. Therefore, in this study, the essential oil of Thymus daenensis Celak (Lamiales: Lamiaceae) was obtained by hydrodistillation and then 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 T. daenensis. Transmission electron microscopy (TEM) was performed to determine the morphology of the nanocapsules. Also, nanocapsules' diameter and poly-dispersity index (PDI) were determined through the dynamic light scattering (DLS) technique. Subsequently, the fumigant toxicity of T. daenensis essential oil and oil-loaded nanocapsules was assessed against 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). Chemical composition of T. daenensis essential oil was measured and totally 126 components were identified by gas chromatography and mass spectroscopy. Thymol (56.61%) and carvacrol (17.02%) were the major components of the essential oil. Characterization of nanocapsules using dynamic light scattering (DLS) and transmission electron microscopy (TEM) showed that the nanocapsules were spherical with sizes of between 8.30 to 17.61 nm, the median diameter (x50) of 12.10 nm, and a PDI of 0.098. Based on the relative toxicity ratios, there were significant differences between non-formulated and oil-loaded nanocapsules of T. daenensis. After 96 h., the LC50 and LC90 values of fumigant toxicity of nanocapsulated formulation (10.55 and 32.31 µl/l air, respectively) were smaller than non-formulated essential oil (18.66 and 45.65 µl/l air, respectively). The results showed that the nanoformulation of T. daenensis essential oil can effectively control the cabbage aphid. Moreover, further studies are recommended to prove the efficiency of the compound under field conditions.
Keywords
botanical insecticide, Mortality, Key pest, Nanoparticles, Thymol, Carvacrol