文摘
精油的8家工厂,选择后的民族植物学的调查Bukusu Bungoma县社区肯尼亚西部(万寿菊minuta, Tithonia diversifolia, Juniperus procera, Solanecio mannii,塞纳didymobotrya、马樱丹属卡马拉,Securidaca longepedunculata,Hoslundia opposita),最初筛选(在两剂)对棕色的耳朵蜱虫,他们的抵抗性扇头蜱属appendiculatus,使用dual-choice爬化验。的油t . minuta和t . diversifolia然后选择了更详细的研究。这些油显示剂量反应评估t . minuta石油更驱(RD50= 0.0021毫克)比t . diversifolia(RD50= 0.263毫克)。气体chromatography-linked质谱(gc - ms)分析显示不同成分的两个油。t . minuta石油主要由独联体-ocimene (43.78%)、dihydrotagetone (16.71%)、piperitenone (10.15%),反式9-epoxy-p-mentha-1 -tagetone(8.67%), 3日,8(10)二烯(6.47%)、β-ocimene (3.25%)独联体-tagetone(1.95%),而t . diversifolia石油主要由α蒎烯(63.64%)、β蒎烯(15.00%)、isocaryophyllene(7.62%)、橙花叔醇(3.70%)、1-tridecanol(1.75%)、柠檬烯(1.52%),和桧烯(1.00%)。结果提供科学依据传统使用的原始产品的这些植物在控制牲畜Bukusu蜱虫的社区,为利用奠定一些基础部分成品油精油等这些植物在防止牲畜病害r . appendiculatus。
1。介绍
在撒哈拉以南非洲,东海岸热(ECF)所致焦parva parva,赛尔、1904和棕色的耳朵蜱叮咬传染,扇头蜱属appendiculatus,诺依曼,1901年,是一个主要的限制畜牧业的发展(1,2]。的约1270万头牛(包括本土和外来),76%是在风险ECF [3]。疾病与死亡率高达10%瘤牛小牛ECF流行地区,可以导致易异国情调的死亡率高达100%,地方品种(3,4]。
预防、控制和管理的向量和病原体继续严重依赖合成化学杀螨剂的应用程序在主机自1902年引入非洲撒哈拉沙漠以南地区(5]。然而,这已经被证明是昂贵的和不可持续的在很多方面1]。蜱虫杀螨剂可以消除从主机,但他们不阻止继续再扰源环境中,蜱虫花90%的生命。有害的蜱虫的有效管理,一个集成的组合策略可能需要实施控制蜱虫在单独的主机上以及在主机环境中为了防止主机在放牧再次蔓延。一种可能的策略是使用蜱剂在主机和tick-repellent工厂牧场(宿主环境),结合植物吸引蜱虫等Acalypha后Forssk。var.摘要厨(家庭:大戟科)周围的牧场,以开发一个“推拉”蜱虫操纵系统(6,7]。虽然拟议的战略似乎复杂,它可能会实现零/ semizero放牧,小规模的自由放养的,拘束畜牧业系统。在其他方面,如田园主义和大规模畜牧业系统,部署的编制与控释驱虫剂分发分配器可能更实用。
N, N-diethyl-3-methylbenzamide(避蚊胺)仍被视为最有效的产品,排斥各种昆虫、蜱、螨(8]。虽然避蚊胺预计不会生物蓄积,大量存在于环境已被证明是有毒的一些种类的浮游动物和鱼(9,10]。在人类中,排斥的可能会引起失眠、情绪障碍,认知功能受损、癫痫、中毒性脑病、过敏反应(11- - - - - -13]。这导致了搜索替代环保和有效的驱虫剂。
一些当地的植物和植物产品的潜力从放牧地区击退蜱虫和宿主动物,分别已经证明之前(14- - - - - -18]。Melinis minutiflora(糖蜜草),热带草已经在用作牲畜饲料19,20.[],覆盖作物专用肥21)和盖屋顶的房子(22),它已被证明是有毒的15)和排斥的蜱虫(14,23,24)以及昆虫和蛇(21]。一项研究表明潜在的糖蜜草来控制科学家variegatum和r . appendiculatus向量的牲畜疾病heartwater (cowdriosis)和ECF,分别被报道(24]。此外,一些其他的肯尼亚当地的灌木,包括醉蝶花属hirta和Gynandropsis gynandra,展示了潜在的tick-repellent草场植物(25- - - - - -27]。
大量的研究表明,植物性驱虫剂可以比得上避蚊胺或更好28- - - - - -32]。跳蚤和蜱虫一个商业的产品是颗粒状的,这是由雪松精油,肉桂、薄荷、柠檬草;它有一个安全愉快的气味,可以在户外使用跳蚤和蜱虫控制(33]。许多其他植物的精油有蜱虫是排斥的。这些包括没药erythraea和c .没药(34),醉蝶花属monophylla(35),罗勒属温和的(36),醉蝶花属hirta(27),而g . gynandra(37]。
使用tick-repellent植物在牧场或精油在主机和它们的集成与其他off-host或主机蜱虫控制措施可以实用并提供经济的方式控制不仅牲畜蜱虫,而且节肢动物(38- - - - - -40]。在我们先前的调查牲畜蜱虫控制ethnopractices Bukusu社区中Bungoma区,肯尼亚西部,我们发现民族植物学的来自本地/本地植物的广泛使用控制蜱虫对牛的侵扰,(41]。混合的植物从一个或多个使用植物作为主机停业或燃烧和烟雾熏蒸牛使用。我们跟踪的目标是评估精油的排斥性的这些植物r . appendiculatus成年人在实验室,描述化学成分更令人厌恶的概要信息,然后启动主机或者网下评价控制蜱虫的功效。在本文中,我们报告的结果排斥性化验8植物精油的反对r . appendiculatus成人和更详细的研究结果两个选定的植物,万寿菊minutal .,Tithonia diversifolia(Hemsl)。答:灰色。
2。材料和方法
2.1。选择8个植物物种
民族植物学的调查之前进行Bukusu Bungoma县社区肯尼亚西部,南部斜坡和山麓的埃尔冈山海拔从1300年北(南约3500米41]。县位于纬度之间0°25′年代和0°53′N和经度34°21′W和35°04′E。~ 157植物物种的标本,被记录的变化影响牲畜蜱虫(41为分类考试),收集植物标本的生物科学学院的肯尼亚内罗毕大学。每个植物物种的潜在功效防止牛蜱虫病害评估四级海因里希和同事提出的协议后42),和八个植物物种选择首次实验室筛查(41,43]。凭证标本的这些植物都需要在内罗毕大学的植物标本,并组成的万寿菊minutal . (029 - bgm mwi / 2002),Tithonia diversifolia(Hemsl)。答:灰色(015 - bgm muf / 2002),Juniperus proceraEndl。(134 - bgm elg / 2002),Solanecio manii(钩。f。)杰弗里。(106 - bgm mwi / 2002),塞纳didymobotrya(Fresen)。h·s·欧文和Barneby (132 - bgm web / 2002),马樱丹属卡马拉l . (043 - bgm mwi / 2002),Securidaca longepedunculata耐火的。(018 - bgm mec / 2002)Hoslundia oppositaVahl。(133 - bgm牛/ 2002)。
2.2。实验蜱虫
使用的蜱虫(棕色的耳朵蜱虫,扇头蜱属appendiculatus诺依曼,1901)从殖民地获得国际畜牧研究所(ILRI)和繁殖饲养的昆虫在ICIPE,肯尼亚内罗毕。饲养管理条件和蜱虫是如前所述44,45]。所有的实验使用混合性别的新兴成年蜱虫。
2.3。隔离的精油
的天线部分的每个8家工厂收集来自南部斜坡和埃尔冈山在肯尼亚西部山麓在8月和允许干燥通风良好的房间里1 - 2周。每一个植物材料切成小块,约1公斤hydrodistilled使用Clevenger-type 8 h(器46]。精油的植物在2毫升瓶收集和存储−20°C在冰箱里,直到所需的生物分析或分析。
2.4。Dual-Choice排斥性化验
蜱虫dual-choice排斥性爬试验(47)利用的行为r . appendiculatus爬上草茎等待潜在主机经过(48,49使用了)。植物精油的排斥性的八个反对r . appendiculatus首先比较0.1毫克,50毫克剂量。最讨厌的油的t . minuta和t . diversifolia)被选为更详细的研究。这些植物也高排名的牲畜的持有者Bukusu社区在牲畜蜱虫预防和控制41]。植物的精油稀释连续与二氯甲烷(GC)年级提供0.5毫克到0.00005毫克/ 10μ我的解决方案。一个整除的20μL(每剂应用于滤纸条玻璃管,与二氯甲烷的体积相同添加到控制滤纸地带。一组被允许来平衡前30分钟五成人r . appendiculatus混合年龄和性别的基础上发布了攀爬装置测定(47]。观察了一个小时段,蜱虫的数量高于滤纸条控制(Nc)的玻璃管和玻璃管与测试材料(Nt)被记录在15、30、45、60分钟。20为每个剂量进行了复制,每次用新鲜,天真的成年蜱虫。反应的初始比较蜱虫的两侧设置有或没有残留二氯甲烷显示两侧没有偏见,没有成年蜱虫上的残留溶剂的影响。每个剂量的排斥性是使用公式计算:(蜱虫数量控制臂−治疗手臂的蜱虫数量/总回应蜱虫)×100。剂量反应数据受到probit分析使用复制实验[%排斥性47]。
2.5。确定的组成t . minuta和t . diversifolia精油
两油进行gc - ms分析VG Masslab 12 - 250四气相色谱分光计。色谱分离是通过使用熔融石英毛细管柱(惠普,50米×0.32毫米ID)涂有聚乙二醇20 m (0.3μ以氦气为载气膜厚度)。所有的gc - ms分析了离模式以氦气为载气。烤箱温度程序从60°C 7分钟,每分钟120°C在5°C,然后每分钟180°C 10°C,最后到220°C在每分钟20°C,维持10分钟。精油的成分被质谱分析,确定直接比较这些与威利国家统计局和国家标准数据库,和coinjections真实的标准(从σ化学公司,普尔,英国和奥尔德里奇化工公司、吉林厄姆,英国)在惠普惠普5890 a气相色谱仪配有火焰离子化检测器(230°C)。熔融石英毛细管柱(惠普、50米×0.22毫米×0.33毫米CD)涂上甲基硅(0.3μ膜厚度)是使用氮气作为载气。离了所有GC分析模式与喷油器温度为270°C和烤箱温度计划类似于GC - ms分析。
2.6。数据分析
剂量反应数据受到简单的回归和probit分析使用排斥性百分比值从复制实验,获得一个回归模型基础上发展起来的 在哪里模型的系数代表吗拦截,是代表dose1模型的系数,各种精油的浓度,dose1日志吗10(剂量),误差项(残余)代表实际观测值之间的差异,预测的模型的预测变量(解释变量),剂量的植物精油),是抵抗性概率。
Student-Newman-Keuls测试是用来比较获得的排斥性的平均值为各种剂量的排斥的影响(50]。排斥性百分比值转化为概率,而精油剂量变成了以10为底的对数和直线回归模型为Microsoft windows安装使用R软件。这些模型被用来估计的两种精油在RD的影响50和路75年(8,51]。
3所示。结果
3.1。筛选的精油孤立选择八个植物物种
抵抗性测试的结果筛选后的精油孤立从8家工厂(t . minuta,t . diversifolia,j . procera,s . mannii didymobotrya,l·卡马拉,s . longepedunculata和h . opposita在0.1毫克),50毫克剂量图所示1。一些变异被发现的排斥的影响在两剂与精油美国longepedunculata显示至少在剂量和排斥的影响t . minuta显示最高的效应在低剂量(80.1±4.7%)。的精油t . minuta和其他六个植物之一(t . diversifolia),因此选择了更详细的生物测定。
3.2。剂量反应排斥性的精油t . minuta和t . diversifolia
两个精油在不同剂量的抵抗性数据所示2(一个)和2 (b)。的精油t . minuta发现更多的比t . diversifolia相应的剂量()。在的精油t . minuta和t . diversifolia、抵抗性之间有显著相关性和剂量(皮尔逊相关性,α= 0.01)。生物测定数据的模型开发的两个精油允许估计RD50和路75年(表2)。以前的工作在ICIPE,内罗毕,肯尼亚,测试不同的避蚊胺剂量相同的实验室条件下如前所述[27,35,37和确定他们的抵抗性百分比r . appendiculatus(表3相比),与我们当前的剂量反应造成的排斥性的精油t . minuta和t . diversifolia。
(一)
(b)
3.3。精油的主要化学成分万寿菊minuta和Tithonia diversifolia
气相色谱法(GC)结合气相色谱/质谱(GC - ms)分离混合物的化学成分的精油t . minuta和t . diversifolia植物,主要代表GC / ms法概况如表所示1(一)和1分别(b)。的主要化学成分t . minuta精油是顺式ocimene (43.78%)、dihydrotagetone (16.71%)、piperitenone (10.15%),反式-tagetone(8.67%), 3.9环氧- p -各种- 1.8(10)二烯(6.47%)、β-ocimene (3.25%),独联体-tagetone (1.95%)β石竹烯(0.84%)。这些精油的化学成分t . diversifolia主要是α蒎烯(63.64%)、β蒎烯(15.00%)、isocaryophyllene(7.62%)、橙花叔醇(3.70%)、1-tridecanol(1.75%)、柠檬烯(1.52%),和桧烯(1.00%)。
4所示。讨论
在先前的研究中,我们进行了一项调查的原住民知识Bukusu社区的肯尼亚西部牲畜蜱虫,自己造成的风险和ethnopractices与他们的管理41]。研究表明Bukusu社会积累了丰富ethnoveterinary知识和实践和主机使用民族植物学的悬浮液和宿主动物的熏蒸挥发物燃烧植物产品(准备从一个或多个~ 157株)构成控制蜱虫的重要方法。在目前的研究中,抵抗性与一些相关的精油植物被用来评估一个可能的作用方式的蜱虫的植物产品。八个选择这些植物的筛选与布朗的成人耳朵四级评估协议后蜱虫(基于额外的民族植物学的信息类似植物的使用在其他地方,报道的植物化学成分的植物或相关的物种,和任何记录植物提取物的生物活性数据或他们的植物化学物质)提出的海因里希和同事42]。这些植物的精油显示一些变化对新出现的排斥性r . appendiculatus成年蜱虫。这是特别明显的低剂量(0.1毫克),精油的t . minuta表现出最高的排斥性,美国longepedunculata显示最排斥的效果。
全面抵抗性研究t . minuta和t . diversifolia油剂量八点前的高抵抗性与确认r . appendiculatus。有趣的是,其臭名昭著的效果是比较常用的驱避蚊胺0.1毫克剂量(精油t . minuta产生的效应为80.1±4.9%与契约相比,84.0±3.9%)。此外,本研究获得的结果与报道结果比较优惠的名和同事(52的精油t . minuta植物在比勒陀利亚,南非,反对Hyalomma rufipes科赫。h . rufipe年代也广泛分布在非洲,可以传播致病病毒和原生动物(例如,克里米亚-刚果出血热和巴贝西虫,resp)病原体牲畜和人类一样53,54]。虽然t . minuta本研究石油获得股票的一系列主要成分(例如,独联体-ocimene、dihydrotagetone piperitenone tagetone,β-ocimene)孤立在比勒陀利亚,南非(52),也有一些chemotypic两者之间的差异,反映在不同比例的这些化合物和一些成分的存在在一个chemotype(例如,3-methyl-2——(2-methyl-2-butenyl)呋喃t . minuta油收集在比勒陀利亚,南非)没有检测到。精油的成分有助于抵抗性的t . minuta分别对两种蜱虫,必须等待详细减去化验(55)的合成混合这两种精油的主要成分与每个组件缺失。
名和同事(52)还发现,t . minuta油明显推迟蜕皮h . rufipes过饱的仙女。在另一项研究中报道了克里希纳和同事56),大多数甲虫鞘翅类之昆虫的卵,种有害castaneum,暴露在蒸汽的特定基因型的精油T。minuta未能舱口。这些影响都归因于tagetone,的主要成分之一t . minuta之前显示增长破坏生物活性在节肢动物(57]。自反式-tagetone是一个突出的组成部分t . minuta精油的Bungoma chemotype比勒陀利亚chemotype(8.7%, 1.6%),这将是有趣的,看看和若虫也观察到类似的影响r . appendiculatus。
在这项研究中,精油t . diversifolia生长在Bumgoma被发现不如的驱虫剂t . minuta。这反映在其不同的萜类化合物。然而,植物是高度重视的蜱虫控制房地产Bukusu社会Bungoma [41]。有趣的是,这也是使用的基库尤人社区在肯尼亚中部控制牲畜蜱虫(58)和罗Luyha和社区在肯尼亚西部控制害虫在耕作农业系统(59,60]。这表明其他可能的模式的作用t . diversifolia植物化学的概要文件。后续研究在其他潜在的作用模式植物的精油和非易失性成分可能有助于阐明这个问题。
5。结论
总之,目前的研究提供了一些科学原理的一些植物Bukusu ethnopractices在肯尼亚西部控制蜱虫对牛的侵扰。研究还制定了一些其他可能的后续研究奠定基础植物的植物化学物质的影响研究和精油等利用部分成品油在保护牛反遭r . appendiculatus和其他蜱虫的物种。
利益冲突
作者宣称他们没有利益冲突的任何不当影响(偏见)的出版。
资金
这一研究工作是由国际科学基金会共同支持,斯德哥尔摩,瑞典,禁止化学武器组织,海牙,荷兰,通过授予AB / 12782 - 2。第一作者希望承认金融,物流,和物质支持收到国际昆虫生理学与生态学中心(ICIPE)非洲地区在昆虫科学研究生项目(ARPPIS)和瓦赫宁根大学和研究中心,实验室昆虫学下一个三明治博士奖学金。
确认
作者要感谢西蒙先生m . Mathenge内罗毕大学的植物标本鉴定植物物种;ICIPE的员工提供技术和管理支持,和Bukusu社区ethnopractitioners和牲畜的农民为他们的合作,在整个研究期间参与和支持。他们也要感谢当地政府肯尼亚政府的支持、参与,给予许可示例植物精油的隔离。