بخشی از مقاله
اثر شبه هورمون جواني، پيري پروکسيفن،
بر روي سوسري آلماني (سويه اصفهاني)
چكيده
سوسري آلماني يکي از متداول‌ترين گونه‌هاي آفت خانگي محسوب مي‌شود و ناقل انواعي از قارچ‌ها، ويروس‌ها و باکتري‌هاي بيماري‌زا مي‌باشد. افزون براين، از عوامل ايجاد کننده حساسيت در محيط‌هاي خانگي به شمار مي‌رود. از اينرو، کنترل اين حشرات از نظر بهداشت عمومي داراي اهميت فراواني است.
يک روش جديد براي کنترل سوسري آلماني (Blattella germanica) استفاده از مواد تنظيم‌کننده رشد، بويژه شبه هورمون‌هاي جواني يا جونوئيدها مي‌باشد. لذا اثر شبه هورمون جواني، پيري پروکسيفن، برروي سوسري آلماني در اين پژوهش مورد بررسي قرار گرفت. پس از تعيين چرخه زندگي، تعداد از نمف‌هايي که در اواخر اينستار پنجم به سر مي‌بردند با غلظت‌هاي متفاوتي از پيري پروکسيفن و از طريق افزودن آن به ماده غذايي جانور، تيمار شدند. غلظت‌هاي به کار رفته شامل 10ppm، 30، 100، و 300 بود. هر آزمايش داراي سه تکرار بود و براي هر کدام يک گروه شاهد در نظر گرفته شد. در مجموع براي هر غلظت 45 حشره مورد آزمايش قرار گرفت.
پيري پروکسيفن باعث تغيير شکل ظاهري و عقيمي حشرات نر و ماده گرديد، اما هيچ اختلاف معني‌داري از نظر تأثير اين ماده بين حشرات نر و ماده مشاهده نشد. دوز مؤثر %50 (ED50) پيري پروکسيفن براي پيچيدگي بال در سوسري آلماني ppm 56/45 و دوز عقيمي %50 (SD50) آن 50ppm بود. علاوه بر اين، پچيدگي بال و احتمال عقيمي با ازدياد غلظت پيري پروکسيفن افزايش يافت و معلوم شد که درصد پيچيدگي بال و عقيمي در غلظت 10ppm به ترتيب %0 و %21 (براي افراد نر) و %7/7 و %2/19 (براي افراد ماده)، و در غلظت 300ppmدر افراد نر %87 و %3/91 و در افراد ماده %7/85 و %7/85 مي‌باشد. اما، در آن گروه از حشرات که عمل باروري و توليد کپسول تخم انجام گرفت هيچ اختلاف معني‌داري بين حشرات تيمار شده و شاهد از نظر تعداد نمف‌ها مشاهده نشد.
واژه‌هاي كليدي: سوسري‌آلماني، هورمون‌جواني، پيري‌پروکسيفن، پيچيدگي بال، دوز مؤثر %50، دوزعقيمي %50.
Effects of Juvenoid Hormone, Pyriproxifen, on German Cockroach (Isfahan's strain; Dictyoptera: Epilampridae; Blattella germanica)
H. Fathpour and T. Mir
Department of Biology, University of Isfahan
Abstract
German cockroach is one of the most common pest species, and it is the carrier of different kinds of fungi, viruses, and pathogenic bacteria. In addition, it causes allergy in household environments. So, control of these insects is very important from the point of public health.
One of the relatively new methods for controlling German cockroach is application of growth regulating substances, especially juvenoids. In this stuedy, the effects of juvenoid hormone, pyriproxyfen, on German cockroach has been investigated. After studying the life cycle ofthe cockroach, the nymphs of the fifth instar were treated with the different concentrations of pyriproxyfen added to their meal. The concentrations of juvenoid hormones were 10, 30, 100, 300 ppm, respectively. Each experiment was repeated for three times, and for each one a group of control was set up. A total of 45 insects were used for each concentration.
Pyriproxyfen was found to be effective in inducing morphogenetic wing deformation abnormalities on both sexes of the cockroach. The juvenoid effective dose (ED 50) for 50% wing twisting and 50% sterlity in German cockroaches were 56.45 and 50 ppm, respectively. In addition, the probability of twisted wing and the sterlity were increased with the addition of pyriproxifen concentration; the percentage of twisted wing and sterlity in 10 ppm were, respectively, 0%, 21 % (for males) and 7.7%, 19.2% (for females), and in 300 ppm for males 87%, 91.3% and for females 85.7% and 85.7% . But, on those insects which fertilization and production of ootheca were occurred, no significant differences were observed between treated and control insects in the number of nymphs.
مقدمه:
سوسري آلماني يکي از مهم‌ترين آفات بهداشت عمومي هستند. اين حشرات داراي دگرديسي ناقص بوده و اغلب در مکان‌هاي پنهان زندگي مي‌کنند (18 و 9). به دليل مقاومت روز افزون اين حشره، نسبت به حشره‌کش‌هاي متداول، سميت بالاي اين مواد نسبت به ساير حيوانات و افزايش آلودگي محيط‌زيست، يکي از روش‌هاي مناسب براي کنترل اين حشره استفاده از مواد تنظيم کننده رشد (IGRSs) مي‌باشد (19، 15 و 7). جونوئيدها يکي از مواد تنظيم‌کننده رشد هستند که مشابه هورمون‌هاي جواني در حشرات عمل مي‌کنند. بيشتر گونه‌هاي حشرات نسبت به تيمارهاي جونوئيدي توسط توليد اشکال حد واسط و غول‌پيکر پاسخ مي‌دهند (14 و 8). جونوئيدها فقط در طي دوره محدودي از رشد جنيني و پس از جنيني مؤثر هستند و به طور عمده بر روي آن دسته از سلول‌هايي اثر مي‌گذارند که ساختن DNA در آنها متوقف نشده است. از اين رو دورة حساس به جونوئيدها شامل مراحل تخم، آخرين اينستار لاروي و شفيرگي مي‌باشد (2).
کارهاي اوليه Das و Gupta (1974) ثابت کرد که کاربرد موضعي جونوئيدها در سوسري آلماني پوست‌اندازي را مهار نموده، تغيير شکل‌هاي مورفولوژيک را القا مي‌کند و توان توليد مثلي اين حشره را کاهش مي‌دهد (6 و 5). پيري پروکسيفن جديدترين شبه هورمون جواني است که هم‌اکنون در دسترس مي‌باشد و به عنوان عامل کنترل مؤثر شناخته شده است (21). Kawada و همکاران (1989) و Reid و همکاران (1994) اظهار داشتند که کاربرد موضعي پيري پروکسيفن در سوسري آلماني باعث ايجاد نمف‌هاي غول‌پيکر، ملانيزاسيون و عقيمي اشکال بالغي مي‌شود که در نتيجه تغيير شکل مورفولوژيک به وجود آمده‌اند (17 و 9). Kawada و همکاران (1989) توسط کاربرد موضعي پيري پروکسيفن،
هم‌چنين Lim و Yap (1996) طي کاربرد تماسي پيري پروکسيفن دريافتند که بين پيچيدگي بال ايجاد شده به وسيله ماده مزبور و مهار توليد مثلي در سوسري آلماني ارتباط فرواني وجود دارد (13 و 9). Koehlere و Patterson (1991) نيز گزارش نمودند که کاربرد پيري پروکسيفن در چندين آپارتمان باعث افزايش پيچيدگي بال و عقيمي در سوسري آلماني موجود در اين مکانها گرديد (11). به هر حال در مورد ارتباط پيچيدگي بال و مهار توليد مثلي به وسيله روش خوراکي در سوسري آلماني اطلاعات کمي وجود دارد (19). تنها گزارش موجود، بررسي‌هاي انجام شده توسط Vannard و همکاران او در 1998 مي‌باشد که گزارش نموده‌اند کاربرد خوراکي پيري پروکسيفن نسبت به کاربرد موضعي آن اثر کمتري بر روي ملخ بيابان Schistocerca gregaria دارد (23). علاوه بر اين، مطالعاتي که بر روي دوبالان انجام گرفته نشان داده است که افزودن پيري پروکسيفن به مواد غذايي Ceratitis capitata، Glossina sp., و چندين گونة ديگر تأثير چنداني در عقيمي آنها نداشته است و فقط استفاده از اين ماده به صورت خوراکي در ماده‌هاي C. capitata موجب کاهش تعداد تخم‌ها به ميزان 40% شده است (3).
از اينرو، در پژوهش حاضر، اثرات پيري پروکسيفن از طريق خوراکي در اينستار آخر سوسري آلماني (سويه اصفهان) مورد بررسي قرار گرفته است.
روش کار
1) ماده مورد آزمايش
ترکيب مورد آزمايش ماده پيري پروکسيفن 10EC(4-فنوکسي فنيل (RS) 2- (2- پيريديل اکسي) پروپيل اتر) که اهدايي شرکت سوميتومو (ژاپن مي‌باشد. غلظت‌هاي مورد آزمايش ppm10، 30، 100 و 300 بود و از استون به عنوان حلال استفاده شد.
2) حشرات مورد آزمايش
در اين آزمايش نمف‌هاي سوسري آلماني که در اواخل اينستار پنجم به سر مي‌بردند مورد استفاده قرار گرفت. حشرات در آزمايشگاه در دمايC 2+25، رطوبت نسبي 4%+60 و نور L14 و D10 پرورش يافتند.
3) بررسي چرخه زندگي سوسري آلماني
قبل از بررسي اثرات پيري پروکسيفن بر سوسري آلماني (سويه اصفهان) ابتدا چرخه زندگي حشره مزبور مورد مطالعه قرار گرفت. براي اين منظور طول مدت شکفته شدن کپسول تخم و تعداد نمف‌هاي حاصل از آن، طول مدت و تعداد اينستارهاي نمفي و طول مدت تکوين نمفي بررسي شد. براي تعيين طول مدت شکفته شدن کپسول تخم و تعداد نمف‌هاي حاصل از آن 20 حشره ماده حامل کپسول تخم و براي تعيين طول مدت و تعداد اينستارهاي نمفي و طول مدت تکوين نمفي 100 نمف اينستار اول مورد بررسي قرار گرفت.
4) آماده‌سازي غذا و تيمار سوسري‌ها
ابتدا با افزودن 75 ميکروليتر پيري‌پروکسيفن در 250 ميلي‌ليتر استون، غلظت ppm300 جونوئيد ساخته شد، سپس از اين محلول غلظت‌هاي 10ppm، 30 و 100 تهيه گرديد. مقدار 5/7 ميلي‌ليتر از هر يک از اين غلظت‌ها با 5/7 گرم خوراک موش آسياب شده در يک ظرف پتري مخلوط گرديد. پس از تبخير استون، هر يک از ظروف محتوي غذاي تيمار شده درون شيشه‌هاي تيمار (7/1 ليتري) قرار داده شد. 15 نمف نر و ماده به مدت 15 روز با غذاي تيمار شده توسط پيري پروکسيفن و پس از اين مدت با غذاي تيمار نشده تغذيه شدند. آب مورد استفاده حشرات از طريق طناب پنبه‌اي مرطوبي که داخل شيشه‌هاي کوچک دارويي قرار داشت، تأمين گرديد. هر آزمايش داراي 3 تکرار بود و براي هر آزمايش يک شاهد در نظر گرفته شد که در آن نمف‌هاي شاهد فقط 5/7 گرم غذاي حاوي 5/7 ميلي‌ليتر استون دريافت کردند.
5) آزمايش اثرات پيري پروکسيفن بر شکل ظاهري حشره
تغيير شکل ظاهري حشرات تيمار شده پس از رسيدن به سن بلوغ ثبت گرديد. اين تغيير شکل شامل پيچيدگي بال بود که در شبه بالغين به صورت بال‌هاي چروکيده و بال‌هاي فرخورده ظاهر گرديد، و هم‌چنين عده‌‌اي از حشرات تيمار شده به شکل نمف‌هاي غول‌پيکر نمايان شدند. علاوه بر اين، برخي از حشرات نيز به علت پديده ملانيزاسيون داراي رنگ بدن تيره‌تري نسبت به حشرات طبيعي بودند.
در اين آزمايش به کليه حشرات تغيير شکل يافته که فاقد ظاهر طبيعي بودند اشکال غير طبيعي اطلاق شد. در مقابل، حشرات تغيير شکل نيافته به عنوان اشکال طبيعي در نظر گرفته شدند.
6) آزمايش اثرات توليد مثلي پيري پروکسيفن در حشرات نر و ماده
پس از اين که حشرات تيمار شده به مرحله بلوغ رسيدند، همه آنها به طور جداگانه درون شيشه 6/0 ليتري جاي داده شدند. سپس هر حشره نر تيمار شده (6-3 روزه) با يک حشره ماده بالغ تيمار نشده (که به تازگي پوست‌اندازي کرده بود) آميزش داده شد و هر حشره ماده تيمار شده (که به تازگي پوست اندازي کرده بود) با يک حشره نر بالغ تيمار نشده (6-3 روزه) آميزش يافت. بنابراين، همه حشرات تيمار شده جهت بررسي اثرات توليد مثلي پيري پروکسيفن مورد آزمايش قرار گرفتند.
7) آزمايش اثر پيري پروکسيفن بر تعداد نمف‌هاي حاصل از کپسول‌هاي تخم بارور
براي بررسي اثر جنسيت و غلظت پيري پروکسيفن بر تعداد نمف‌هاي حاصل از کپسول تخم بارور، تعداد نمف‌هاي به وجود آمده از هر کپسول تخم بارور شمارش و ثبت گرديد.
8) تفسير آماري نتايج
تفسير نتايج حاصل از بررسي اثر جنسيت و غلظت پيري پروکسيفن بر تغيير شکل ظاهري، عقيمي و نيز ارزيابي ارتباط تغيير شکل ظاهري و عقيمي از الگوي لوجيت استفاده شده و جنبه‌هاي محاسباتي آن توسط نرم‌افزار آماري گليم صورت گرفت. لازم به ذکر است که جهت انجام محاسبات آماري مزبور، نتايج حاصل از هر سه تکرار با هم جمع شد. هم‌چنين، تفسير نتايج حاصل از بررسي اثر جنسيت و غلظت پيري پروکسيفن بر تعداد نمف‌هاي حاصل از هر کپسول تخم با استفاده از آناليز واريانس از نوع دو طرفه با حجم‌هاي نمونه نامساوي انجام گرفت (1).
نتايج
الف) نتايج حاصل از بررسي چرخه زندگي حشره
تعداد نمف‌هاي حاصل از هر کپسول تخم سوسري آلماني (سويه اصفهان) به طور معمول 41-28 عدد و زمان لازم براي تفريخ آنها 25-18 روز است. اين حشره داراي 6 اينستار نمفي مي‌باشد و طول مدت هر اينستار نمفي در جدول (1) نشان داده شده است. افزون بر اين، طول مدت تکوين نمفي 80-61 روز مي‌باشد.
جدول 1: طول مدت هر اينستار نمفي سوسري آلماني (100=n) برحسب روز (در دماي C 2 25)
1- فاصله پيش‌بيني تقريبي %95؛ 1.96SD Mean
ب) نتايج حاصل از بررسي اثر جنس و غلظت پيري پروکسيفن بر شکل ظاهري حشره
تمام حشرات تيمار شده با غلظت‌هاي متفاوت پيري پروکسيفن و گروه شاهد، در اين بررسي، طي يک هفته بعد از تيمار به مرحله بلوغ رسيدند. نتايج به دست آمده از مطالعه مرفولوژيک حشرات بالغ نشان داد که پيري پروکسيفن موجب تغيير شکل بال حشرات نر و ماده مي‌شود. در اين مطالعه ابتدا نسبت[2] و درصد حشرات داراي اشکال غير طبيعي مشاهده شده در هر دو جنس محاسبه شد.
درصد حشرات داراي اشکال غيرطبيعي در غلظت‌هاي 0ppm، 10، 30، 100 و 300 به ترتيب در جنس نر %0، %0، %1/26، %3/83 و %87 و در جنس ماده %0، %7/7، %1/38، %8/77 و %7/85 بود. همان‌طور که مشاهده مي‌شود با افزايش غلظت پيري پروکسيفن، درصد حشرات داراي اشکال غيرطبيعي افزايش مي‌يابد (جدول 2). سپس لوجيت اشکال غيرطبيعي مشاهده شده در هر دو جنس نر و ماده محاسبه گرديد و پس از انجام محاسبات آماري الگوي لوجيت زير به عنوان يک الگوي مناسب براي داده‌ها در نظر گرفته شد (1):
(1)
2- منظور از نسبت، نسبت تعداد حشرات تغيير شکل يافته به کل حشرات مورد آزمايش در همان غلظت است.
که در آن x: غلظت پيري پروکسيفن و : احتمال بروز اشکال غيرطبيعي در غلظت x است. مقدار احتمال براي آزمون فرض نيکويي برازش اين الگو 58/0 است. بنابراين، فرض نيکويي برازش اين الگو قوياً پذيرفته مي‌شود. در فرآيند الگوسازي مشاهده شد که متغير جنسيت معني‌دار نيست. براساس اين الگو برحسب غلظت‌هاي مورد آزمايش پيري پروکسيفن احتمال بروز اشکال غيرطبيعي محاسبه شد و از مقايسه نسبت‌هاي محاسبه شده
