Физиологическое воздействие комбинации наружной оболочки семян гинкго билоба и экстрактов из листьев платикодона большого (Platycodon grandiflorus) на проростки ромбовидной моли и крестоцветных культур
Алмазная моль (Plutella xylostella), часто встречающийся во всем мире вредитель сельского хозяйства из отряда Lepidoptera, питается в основном листьями крестоцветных растений, таких как капуста, цветная капуста и редис. Эффективная борьба с ним имеет большое экономическое и социальное значение. Биопестициды растительного происхождения имеют уникальные преимущества в борьбе с сельскохозяйственными вредителями благодаря их низкой устойчивости, минимальному ущербу для пищевой цепи и отсутствию накопления в пищевых цепях. Гинкго Билобасаркотеста (Gbs) и Фитолакка Американский Лист (Pal), как два легкодоступных и недорогих растительных ресурса, доказали, что их экстракты обладают хорошей уничтожающей активностью против ромбовидной моли. Комбинация этих двух средств имеет значительный потенциал для развития благодаря своей более высокой эффективности в профилактике и контроле по сравнению с каждым отдельным средством в определенном соотношении. Биопестициды, особенно комбинированные, представляют собой смеси нескольких активных компонентов, и их уничтожающая активность часто является результатом синергетического действия нескольких компонентов. Поэтому механизм их действия сложнее, чем у химических пестицидов. Среди них такие механизмы, как повреждение тканей кишечной стенки сельскохозяйственных вредителей, изменение синтеза нейротрансмиттеров, дисфункция или повреждение рецепторов нейротрансмиттеров, вмешательство во внутриклеточный метаболизм веществ и блокирование реакции детоксикации организма, являются общими для биологических пестицидов для эффективного уничтожения сельскохозяйственных вредителей. Было доказано, что сочетание внешней оболочки семян гинкго билоба и экстрактов платикодона большого (Platycodon grandiflorus) эффективно уничтожает бриллиантовую моль, но механизм его действия до сих пор не ясен. С другой стороны, когда биопестициды растительного происхождения распыляются на стебли, листья и другие части растений, часть из них может попасть в организм растения, что может вызвать различные степени физиологических реакций в растении и проявиться в росте, развитии и физиологических показателях. Из-за различных активных ингредиентов, содержащихся в разных биопестицидах растительного происхождения, вызываемые физиологические реакции могут существенно отличаться или даже быть полностью противоположными. Крестоцветные растения являются основной мишенью алмазной моли. При распылении соединения наружной оболочки семян гинкго билоба и экстрактов листьев Platycodon grandiflorus для борьбы с крестоцветной молью неясно, какую физиологическую реакцию вызовет соединение у крестоцветных растений. Исходя из этого, данное исследование было посвящено изучению структуры кишечной ткани ромбовидной моли и изменениям активности характерных ферментов, тесно связанных с нейротоксичностью, химической детоксикацией и антиоксидантными функциями in vivo под действием комбинации наружной оболочки семян гинкго билоба и экстрактов листьев Platycodon grandiflorus. Целью было предварительное изучение влияния комбинации на физиологические функции ромбовидной моли, такие как пищеварение, нервная система и детоксикация. В качестве объекта исследования было взято репрезентативное растение семейства Brassicaceae, проростки редиса, и было изучено влияние комбинированной обработки на рост и физиологию проростков, что послужило экспериментальной основой для научного применения комбинации в сельскохозяйственном производстве.

Токсическое действие соединения на нелетальную ромбовидную моль может продолжаться до стадии куколки. Все больше и больше местных характерных растительных ресурсов, как было доказано, обладают хорошей активностью по уничтожению сельскохозяйственных вредителей и большим потенциалом для развития в области биопестицидов на растительной основе. Однако при оценке эффективности биопестицидов на основе растений люди часто ориентируются только на краткосрочную уничтожающую активность. Данное исследование показало, что при обработке комбинацией экстрактов Gbs и Pal некоторые личинки ромбовидной моли не погибли на стадии применения, а продолжили последующий процесс роста и развития и сформировали коконы; по сравнению с контрольной группой, вес кокона и скорость распада кокона значительно снизились, что указывает на то, что токсический эффект препарата, попавшего в организм ромбовидной моли, не ограничивается коротким промежутком времени личиночной стадии, а охватывает все стадии жизненного цикла ромбовидной моли, даже стадию куколки. В последние годы было показано, что экстракты листьев таких растений, как Centella asiatica, Eucommia ulmoides и Eucalyptus grandiflorus, также оказывают значительное ингибирующее действие на скорость окукливания и массу куколки бриллиантовой моли. Как видно, биопестициды растительного происхождения могут влиять на весь жизненный цикл бриллиантовой моли и других травоядных насекомых от личинок до взрослых особей, играя определенную роль в борьбе с сельскохозяйственными вредителями на стадии куколки и взрослых особей, на что раньше люди не обращали особого внимания. Исследование показало, что соответствующая концентрация экстракта внешней оболочки семян гинкго билоба не только не подавляет выход и качество коконов шелкопряда, но и улучшает эти два производственных показателя коконов шелкопряда. Исходя из этого, мы предварительно предполагаем, что ингибирующий эффект комбинированного препарата на вес коконов и скорость экплозии ромбовидной моли в этом исследовании в основном исходит от экстракта листьев Platycodon grandiflorus или является результатом взаимодействия между двумя экстрактами.
Токсическое действие комбинированных препаратов на личинок ромбовидной моли является результатом многочисленных синергетических механизмов действия. Биопестициды растительного происхождения содержат сложные и разнообразные действующие вещества, а смешанные препараты на основе нескольких растительных экстрактов - еще более сложные. После того как активные ингредиенты экстракта попадают в организм сельскохозяйственных вредителей, они могут синергетически воздействовать не на одну, а на несколько мишеней, тем самым влияя на различные физиологические функции, такие как пищеварение, метаболизм, нервная система и кровообращение, что приводит к эквивалентным эффектам, таким как отказ от пищи, анестезия и смертность. Данное исследование показало, что после обработки комбинацией экстрактов Gbs и Pal не произошло значительных изменений в форме, цвете и структуре кишечного тракта личинок ромбовидной моли по сравнению с контрольной группой, что указывает на отсутствие значительного разрушительного действия комбинации на пищеварительный тракт ромбовидной моли; однако она значительно снизила активность AchE и CarE в организме насекомого. AchE может катализировать гидролиз ацетилхолина, влияя на холинергическую передачу нервных сигналов и регулируя развитие и регенерацию нервной ткани. CarE катализирует разложение эфиров жирных карбоновых кислот, ароматических эфиров, ароматических аминов и других соединений, выполняя детоксицирующую функцию фермента и наделяя организм насекомого устойчивостью к инсектицидам. Снижение активности AchE и CarE указывает на то, что активные ингредиенты, такие как сапонины, гликопротеины, фенольные кислоты, лактоны, содержащиеся в препарате, могут снижать экспрессию вышеупомянутых ферментных генов у бриллиантовой моли или снижать активность ферментов путем связывания с AchE и CarE, влияя на пространственную структуру ферментных молекул, что приводит к ослаблению передачи нервных сигналов и детоксикационной функции бриллиантовой моли. Под воздействием комбинированного препарата активность пероксидазы и каталазы у бриллиантовой моли значительно снизилась по сравнению с контрольной группой, что указывает на то, что комбинированный препарат может также нарушать антиоксидантную систему насекомого, вызывая серьезный дисбаланс антиоксидантной системы и большое накопление свободных радикалов, что приводит к нарушениям в структуре клеток и физиологических функциях. Таким образом, токсическое действие комбинации экстрактов Gbs и Pal на личинок ромбовидной моли может зависеть не от одного механизма, а быть результатом синергетического действия множества механизмов.
Применение комбинированных препаратов может вызывать физиологические реакции, рост и развитие растений. Биологические пестициды, распыляемые на поверхности культур, особенно на листьях, могут не только уничтожать сельскохозяйственных вредителей, но и в разной степени влиять на рост, развитие и физиологию обрабатываемых культур. Исследования показали, что соответствующая концентрация экстракта внешней оболочки семян гинкго билоба может способствовать росту ветвей шелковицы, а также прорастанию и росту рассады трав и бобовых; экстракты таких растений, как асарум, могут повысить стрессоустойчивость рассады баклажанов. В ходе исследования было установлено, что применение комбинированных препаратов оказывает определенное ингибирующее воздействие на чистую скорость фотосинтеза и рост растений редиса, представителя семейства Brassicaceae. Физиологические показатели, такие как активность СОД, активность ПОД, содержание МДА и электропроводность в листьях проростков, были значительно выше, чем в контрольной группе. Это говорит о том, что распыление комбинированных препаратов может вызывать стрессовую реакцию у проростков редиса и других растений семейства Brassicaceae, а также в разной степени ингибировать скорость фотосинтеза листьев, рост и развитие растений. Хотя ингибирующий эффект не увеличивается линейно с концентрацией, это также предполагает, что в практическом применении, при условии эффективной борьбы с ромбовидной молью, концентрация комбинированных препаратов должна быть максимально снижена, чтобы избежать их негативного воздействия на рост и развитие проростков растений Brassicaceae.