クチクラの特性は、イエバエ、イエバエに対するタイム油の主要成分の殺虫相乗効果に影響を与える

Scientific Reports volume 13、記事番号: 12654 (2023) この記事を引用

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メトリクスの詳細

植物エッセンシャル オイルは、主にモノテルペンと一部のセスキテルペンを含む複雑なブレンドです。 これらのオイルは、標的生物に対して多様な生物活性を示し、多くの場合、成分間の複雑な相互作用から生じ、相乗効果または拮抗効果を示す可能性があります。 植物性殺虫剤として広く使用されているにもかかわらず、これらの相互作用の背後にあるメカニズムや生物活性への影響はほとんど理解されていません。 この研究では、イエバエ Muscadomestica の幼虫と成虫における、胸腺尋常性精油の 2 つの主要成分であるチモールと p-シメンの相乗的相互作用を調査しました。 その結果、p-シメンは成虫のイエバエではチモールの殺虫活性を相乗的に高めたが、幼虫では相乗効果を示さなかった。 GC-MS分析とバイオアッセイにより、p-シメンによるチモールの表皮浸透の増加が相乗作用のメカニズムであり、これは成体でのみ観察されたことが示されました。 2 つの潜在的なルートが提案されました。濡れ領域の拡大、またはワックス層の溶解によるクチクラの完全性の破壊です。 連続適用および大量処理バイオアッセイの結果は、前者のメカニズムがより可能性が高いことを示唆しました。 また、キューティクルの疎水性は、この段階特有の相乗効果にとって重要であると考えられます。 ワックスを欠いた成虫は相乗的な毒性を示さなかったが、人工的にワックスで覆われた幼虫は相乗効果を獲得した。 全体として、この発見は植物エッセンシャルオイルの殺虫活性の相乗メカニズムについての洞察を提供し、浸透促進相乗剤を使用した効果的な戦略の開発における潜在的な応用を示唆しています。

合成殺虫剤が環境や健康に与える影響についての懸念の高まりにより、より安全な害虫駆除戦略の探求が促されており、植物エッセンシャルオイルが代替候補として検討されています。 これらは一般に従来の殺虫剤よりも人間や野生動物に対する毒性が低いと考えられているため、さまざまな害虫の防除に有望であると思われます1。 現在、多くの商業化された植物性殺虫剤が市場で入手可能です2、3、4、5。 ほとんどのエッセンシャル オイルは、さまざまな植物源の花のてっぺん、樹皮、樹脂、種子から水蒸気蒸留によって抽出されます6。 これらはさまざまな成分で構成されており、主にモノテルペンとセスキテルペンです7。 エッセンシャルオイルの成分の化学的複雑さと構造の多様性により、多くの場合、個々の成分の生物活性よりも大きいか小さい生物活性が組み合わされます。 しかし、これらの分子間相互作用のメカニズムはあまり理解されていません。

多くの油は昆虫の中毒反応の急速な発症を誘発し、これはこれらの油の活性成分が神経系に直接影響を及ぼし、殺虫活性を示す可能性があることを示唆しています8、9、10。 研究によれば、エッセンシャルオイルに含まれる主要化合物の構造的多様性は、複数の作用機序を示している可能性があります。 たとえば、タイム油とシダーウッド油の主成分であるチモールとヌートカトンは、それぞれ、キイロショウジョウバエのガンマアミノ酪酸 (GABA) 受容体を反対の方法で調節します 11,12。 オクトパミン作動性、チラミン作動性、およびコリン作動性システムを含む他の神経標的も、さまざまな精油由来化合物の潜在的な標的部位/システムとして提案されています 13、14、15、16。

植物精油の相乗メカニズムに関しては、いくつかの仮説が提案されています。 従来の相乗剤と同様に、バジル油とゼラニウム油は、有毒物質の主要な解毒酵素であるチトクロム P450 とグルタチオン S トランスフェラーゼの両方の活性を阻害します 17。 別の研究では、リモネンはヨトウヨトウ幼虫の中枢神経系におけるエストラゴールに対する電気生理学的反応を増幅させました18。 Trichoplusia ni などの他の鱗翅目昆虫に対しては、混合物の表面張力を低下させることによって活性化合物の表皮浸透を変化させることが、別の潜在的な相乗メカニズムとして提案されています 3,19。