 |
  |
|||
 |
 |
|||
|---|---|---|---|---|
|
Линалоол как возможный аналог синтетическим пестицидамУДК 619:615.285 Левченко М.А. Всероссийский научноисследовательский институт ветеринарной Широкое использование синтетических инсектицидов для борьбы с вредителями ветеринарного и медицинского значения вызвало повышенную устойчивость у насекомых, неблагоприятное воздействие на здоровье людей и экосистему. В настоящее время рассматриваются новые стратегии борьбы путём разработки экологически чистых инсектицидов [18, 34] на основе лекарственных и ароматических растений, которые могут применяться для борьбы с насекомыми на разных стадиях развития [1, 6, 12, 13, 14, 36, 39, 41]. Каждый год промышленность производит более ста тысяч тонн эфирных масел. Значительная часть этого производства может быть направлена на изготовление «зеленых» пестицидов, опираясь на их документированную эффективность против насекомых-вредителей при их безопасности для здоровья человека и окружающей среды [2, 5, 8, 28, 32]. В состав многих растительных экстрактов и эфирных масел входят монотерпены, сесквитерпены и алифатические соединения, которые являются активными соединениями и могут быть использованы в разработке новых природных инсектицидов [47]. Одним из таких монотерпенов в качестве активного соединения является линалоол [22, 24, 29, 37, 40]. Известно, что продукты экстракции могут различаться по качеству, количеству и составу в зависимости от климата, состава почвы, органа растения, возраста и стадии вегетативного цикла [3, 33], поэтому в настоящем обзоре приводятся литературные данные об эффективности и возможном использовании линалоола как отдельного вещества против вредных насекомых и клещей. Известен литературный обзор этого биологически активного соединения, где представлено его значение для природы, промышленности и фитотерапии [23]. В обозрении данного материала приведены дополнительные данные против вредителей в сельском хозяйстве.
Материалы и методы исследования. Проведен обзор опубликованных научных статей об эффективности линалоола против насекомых и клещей, а также о его влиянии на живые организмы из баз данных Medline, Pubmed, Web of Science и Google Scholar за период с 1989 по 2021 год, поисковые слова включали в себя «монотерпены», «линалоол», «инсектицид», «акарицид» «пестицид», «животные» и «токсичность». Материал статей учитывался, если работа была выполнена с отдельно взятым или выделенным веществом линалоола.
Результаты исследования. Монотерпеноид, классифицируется как ациклический спирт [43]. Представляет собой жидкость от бесцветного до желтого, с запахом похожим на запах бергамота и лаванды, летуч, имеет неполную растворимость в воде. Существует два сетеризомера линалоола (P)-(-) ликареол и (S)-(+) кориандрол [44].
Линалоол содержится в ряде растений, принадлежащих к семействам: Lamiaceae (мяты, душистые вещества), Lauraceae (лавр, корица, розовое дерево) и Rutaceae (цитрусовые). Линалоол также содержится в эфирных маслах семени кориандра (Coriandrum sativum), цветах пальмароза (Cymbopogon martinii var martini), сладкого апельсина (C. sinensis), лаванды (Lavandula officinalis), лаврового листа (Laurus nobilis) и сладкого базилика (Ocimum basilicum) [23, 27, 31]. Это вещество можно производить в промышленных масштабах путём полусинтеза из природного пинена или путём полного химического синтеза. Выделение линалоола как отдельного соединения из смеси эфирных масел может быть достигнуто с использованием различных хроматографических методов или фракционной перегонки. Промышленное производство линалоола в 2000 году составляла 12 000 т. По оценкам, более половины этого количества производится путем синтеза, причем баланс получен из натуральных растительных терпенов [23].
Большинство представленных публикаций связаны с фумигацион-ными исследованиями этого вещества против насекомых и клещей. Это объясняется его летучестью и способностью влиять на их поведение при воздействии паров [19, 20]. Так в фумигационном анализе линалоола выявлена его высокая эффективность против насекомого вредителя экономически ценных мелких культур фруктовых деревьев Drosophila suzukii (Matsumura) против которого ЛД50 была наиболее эффективной среди трех монотерпенов: 1,8 cineole, 3-carene (трех основных монотерпенов лаванды) и составила 1,85 мкл на литр воздуха [15]. В тестах других исследователей линалоол в концентрации от 0,5 мкл на литр воздуха при учете через 24 часа вызывал 100% смертность B. tabaci (Hemiptera: Aleyrodidae) комплекса видов вредителей, который наносит значительный ущерб Маниоке (многолетние тропическое растение), основной продовольственной культуре для миллионов домашних хозяйств в Восточной Африке [4, 7]. Также, по мнению Furtado R. et. al., этот ингредиент имеет достаточную фумигантную активность против средиземноморской плодовой мухи Medfly oviposition (вредителя сельскохозяйственных культур) для того, чтобы рекомендовать его для разработки пестицидов [17]. Essolakina et al. сообщают, что в борьбе с термитами линолоол является альтернативным средством синтетическим химическим пестицидам на основании результатов теста с препаратом Dursban (д.в. хлорпририфос), обладающим в том числе фумигантным свойством [16]. В этих исследованиях летальная доза 50% насекомых от воздействия линалоолом составила 0,2993 мкл, а положительного контроля (препарата сравнения) «Dursban» 0,2472 мкл на литр воздуха. В острых опытах результаты были следующими: 0,8 мкл на литр воздуха вызывало 100% гибель у обоих средств, а при 0,6 мкл на литр воздуха 85 и 100%, соответственно, после 24-часового воздействия. В других исследованиях при лабораторных и полуполевых испытаниях против триатомовых клопов Triatoma infestans (Klug), переносчиков простейших Trypanosoma cruzi (Chagas), вызывающих самое тяжелое заболевание людей на американском континенте, также было установлено, что он не уступал по своей эффективности при воздействии на 50% нимф пятого возраста: линалоол+эвгенол (2:1) в дозе 1,5 г/м3, но был менее активным при сравнении с тетраметрином (0,006 г/м3) при 30-минутном учёте [35]. В своих лабораторных исследованиях Kordali et al., 2017 [26] дают высокую оценку этому веществу среди 42 испытанных чистых монотерпенов и ароматических соединений против амбарного долгоносика Sitophilus granarius (L.) (Coleoptera: Curculionidae), вредителя зернохранилищ. По результатам других тестов Kim et al., 2015 сообщает о высокой токсичности его против взрослого насекомого тепличных овощных культур T.palmi. При сравнении ЛД50 линалоола и дихлофоса методом фумигации против этого вредителя оказалось, что первый был в 15,2 раза эффективнее второго [25]. При сопоставлении результатов Liu et.al., 2013 фумигационной активности: 4-терпинеола, альфа-терпинеола, альфа-терпинил ацетата с линалоолом против общего вредителя Liposcelis bostrychophila Badonnel хранимых продуктов почти во всем мире ЛД50 значения составили: 0,34, 1,12, 1,26 и 1,96 мг/л воздуха, соответственно [30]. В представленной работе Chu et al, 2011 линалоол также обладал сильной токсичностью при фумигации против амбарного долгоносика (S. Zeamais) и блестящегрудого усача (T. Castaneum) ЛД50, соответственно, для них составила: 10,02 и 9,34 мг/л, а при сравнении с сафролом (один из основных компонентов эфирного масла I. difengpi) был более токсичным, ЛД50 которого составил 32,96 против 38,25 мг/л [11]. Приводят данные в своих исследованиях Jang Y.S. et al., 2005 о токсичности паров линалоола против взрослой стадии немецкого таракана (Blattella germanica L.) по сравнению с дихлофосом. В результате опытов при 24 часовом воздействии ЛД50 составила 21,76 мг/л воздуха и 0,07 мг/л соответственно [21]. В условиях лаборатории медицинского и ветеринарного вредителя Musca domestica L. при воздействии на них паров монотерпенов ЛД50 составила мкг/насекомое: у 0,04 линалоола, у ацетата ментила 0,09, лимонена 0,1, ментола 0,11 и эвкалиптола 0,13, что указывает на высокую фумигационную эффективность линалоола по сравнению с перечисленными веществами [42]. Приведенные примеры демонстрируют достаточно высокую активность линалоола против насекомых и клещей при фумигантном воздействии. Также, по литературным данным, имеются научные исследования о репел-лентном, контактном и кишечном действии линалоола. Например, Chakira Н. et al., 2017 сообщают, что линалоол с пиперном при 12, 24 и 48-часовом воздействии против нимф третьего возраста и 7-дневных взрослых самок рисового вредителя N. cincticeps в дозе 1 мг/мл в объеме 0,5 мл на растение в лабораторных и тепличных условиях показали своЬ наилучшие репеллентные эффекты. Индекс репеллент-ности при этом составил 58,36±1,86 и 51,75±2,7 соответственно [9]. Также имеется исследование Chen et al., 2014 о контактной токсичности линалоола против малого табачного жука L. serricorne, ЛД50 против них в этой работе составила 12,74 (11,25-14,16) мкг/на взрослого жука и против этих же насекомых авторами приведены результаты опытов по его фумигантному действию - ЛД50 18,04 (2,28-22,72) мкг/л воздуха при учете данных через 24 часа [10]. В другой работе методом погружения при тестировании линалоола выявлено его наиболее акарицидное действие по сравнению с тимолом против красного паутинного клеща Tetranychus cinnabarinus (Boisduval), который наносит серьезный ущерб качеству и урожайности многих сельскохозяйственных культур [45]. А в составе приманок оксид линалоола в сочетании со смесью феромона и других летучих органических соединений (грушевый эстер, диметил нонатриен) в ПВХ матрице вызвал гибель моли Cydia pomonella L. при проведении опытов на территории США и Италии [39]. Также имеются данные о способности линалоола оказывать ингибирование активности ферментов детоксикации. Так, Zarrad, 2017 сообщает, что в относительно высоких концентрациях слабую ингибирующую активность ацетилхолинэстеразы линалоол проявил в исследованиях с тепличной белокрылкой Bemisia tabaci, которая является серьезным вредителем во всем мире. По заключению авторов данного исследования это соединение потенциально может быть хорошей альтернативой обычным инсектицидам из-за их относительно высокой токсичности для насекомых вредителей, низкой токсичности для нецелевых организмов и способности к биологическому разложению в окружающей среде [46].
Заключение. Таким образом, приведённые научные исследования и примеры об эффективности линалоола против многих вредителей сельского хозяйства, а также рекомендации самих авторов этих научных работ, демонстрируют перспективность линалоола для разработки новых инсектоакарицидов. По результатам проведенного обзора выявлено, что линалоол обладает высокой инсектоарицидной активностью как среди отдельно взятых монотерпенов, так и синтетических пестицидов. Разработка и внедрение новых средств защиты от насекомых и клещей на основе линалоола в ветеринарную и медицинскую практику является перспективной.
Статья подготовлена в соответствии с планом НИР по программе фундаментальных научных исследований РАН (№ 296-20210019 «Разработка методов научно-обоснованного применения средств дезинсекции, химической и биологической регуляции численности паразитов с целью сохранения эпизоотического благополучия и качества здоровья сельскохозяйственных и непродуктивных животных, пчел и птиц»).
Список литературы:
Резюме. Борьба с насекомыми и клещами в сельском хозяйстве является важным мероприятием для благополучия животных по инфекционным и инвазионным заболеваниям, сохранению урожайности и качества сельскохозяйственных культур, используемых, в том числе, на корм животным и птице. Применение химических инсектицидов как наиболее эффективных средств во всем мире против вредителей ветеринарного и медицинского значения вызывает повышение устойчивости к ним, а также оказывает неблагоприятное воздействие на здоровье людей и окружающую среду. Для предупреждения этих негативных последствий рассматриваются новые стратегии борьбы путем разработки экологически чистых инсектицидов. Такими средствами могут являться растения, обладающие инсектоакарицидными свойствами. Известно, что в составе этих «зеленых» пестицидов содержаться активнодействующие вещества, концентрация, качество и соотношение которых может изменяться в ту или иную сторону в зависимости от климата, состава почвы, органа растения, возраста и стадии вегетативного цикла. Поэтому получение и разработка пестицида на основе отдельно выделенных активных компонентов, входящих в состав этих растений, является перспективной. Одним из таких веществ является монотерпен линалоол. Проведен обзор опубликованных научных статей об эффективности линалоола против насекомых и клещей из баз данных Medline, Pubmed, Web of Science и Google Scholar за период с 1989 по 2021 год. По результатам работы выявлено, что линалоол обладает высокой инсек-тоакарицидной активностью как среди отдельно взятых монотерпенов, так и синтетических химических веществ.
Ключевые слова: растения, инсектициды, монотерпены, линалоол, акарициды, пестициды, репелленты, возможный аналог, источники вещества, биоактивность вещества
Сведения об авторе: Левченко Михаил Алексеевич, кандидат ветеринарных наук, заведующий лабораторией ветеринарных проблем в животноводстве Всероссийского научно-исследовательского институт ветеринарной энтомологии и арахнологии - филиала Федерального государственного бюджетного учреждения науки Федерального исследовательского центра Тюменского научного центра Сибирского отделения Российской академии наук; 625041, Тюменская область, г. Тюмень, ул. Институтская, 2; тел.: 8-3452-258558; e-mail: levchenko-m-a@mail.ru - ответственный за переписку с редакцией.
|
|
| 2011 © Ветеринария Кубани | Разработка сайта - Интернет-Имидж | |
|---|---|---|