اثرات کشندگی و زیرکشندگی امامکتین بنزوات روی آفات کشاورزی

بنزوات امامکتین (EMB) (4"-دئوکسی-4"-متیل آمینو-4"-آورمکتین B1 بنزوات) یک حشره‌کش جدید نیمه‌صنعتی بسیار مؤثر متعلق به خانواده 16 عضوی ماکرولیدها و گروه آورمکتین از مواد شیمیایی است که توسط اکتینومیست‌های ساکن خاک، Streptomyces avermitilis، تولید می‌شود. EMB به عنوان یک فعال کننده کانال کلرید، گیرنده‌های با میل ترکیبی بالا γ-آمینوبوتیریک اسید (GABA-R) و کانال‌های کلرید دریچه‌دار گلوتامات (GluCls) را تحریک می‌کند و در نتیجه باعث افزایش جریان مداوم یون‌های کلر در محل‌های گیرنده GABA و H-Glutamate و اختلال در سیگنال‌های عصبی بندپایان، نماتدها و کرم‌های پهن می‌شود، انقباض عضلات را مهار می‌کند، فلج و در نهایت مرگ ناشی از قطع تغذیه را در پی دارد (ایشایا، 2002؛ رودیتاکیش و همکاران 2013). EMB همچنین می‌تواند باعث آپوپتوز و آسیب DNA در رده سلولی شود  )وو و همکاران، 2016).

EMB دارای فعالیت ترانس‌لامینار است با جذب سریع گیاه به بافت‌های برگ نفوذ می‌کند (ویلیس و مک‌داول، 1989) توسط اکسیداسیون نوری متابولیزه می‌شود و سطوح غیرسمی ایجاد می‌کند. این امر به انتخاب‌پذیری آن برای عوامل کنترل بیولوژیکی کمک می‌کند (ایشایا و همکاران، 2002). بنزوات امامکتین (EMB) در برنامه مدیریت تلفیقی آفات IPM)) با توجه به گزینش‌پذیری اکولوژیکی برای طیف وسیعی از بندپایان مفید، باقیمانده کم و ایمنی برای انسان و حیوانات، می‌تواند به عنوان یک گزینه مهم کنترل آفات در نظر گرفته شود (لوپز و همکاران، ۲۰۱۱). 

EMB با فعالیت حشره‌کشی طیف گسترده، اثربخشی بسیار قوی، به­ طور گسترده برای کنترل آفات بالپولکداران روی محصولات گیاهی در سراسر جهان مورد استفاده قرار گرفته است (لیگووری و همکاران، 2008؛ لوپز و همکاران، 2011).

کاربرد EMB می‌تواند جمعیت لاروهای Spodoptera frugiperda، Tuta absoluta، Helicoverpa armigera، Spodoptera exigua و متعاقبا آسیب گیاهی را کاهش دهد و در نتیجه منجر به عملکرد محصول بیشتری شود (تومار و همکاران، 2020؛ سانگل و همکاران، 2020).

 بر اساس مطالعات (لیگوری و همکاران، 2008)، امامکتین بنزوات بهترین اثربخشی را در کنترل لاروهای سن چهارم مینوز گوجه فرنگی Tuta absoluta دارد. کاهش قابل توجهی در جمعیت مینوز گوجه فرنگی T. absoluta و کرم قوزه پنبه H. armigera  تحت تیمار با امامکتین بنزوات توسط محققین دیگر نیز بررسی شد (لوپز و همکاران، 2010؛ قاسمی و همکاران، 2012).

طبق نظریه کوربت (1974)، یک ماده سمی در مخلوط، با مشارکت در سم‌زدایی متابولیکی، سمیت ماده سمی دیگر را تشدید می‌کند. بناراین مخلوط امامکتین بنزوات دراختلاط با سایر حشره‌کش‌ها به آنزیم‌های سم‌زدا متصل و از تخریب بعدی امامکتین بنزوات توسط این آنزیم‌ها جلوگیری می ­کند در نتیجه اثر سمیت این حشره‌کش افزایش می­ یابد. استاوسکی و همکاران (۲۰۱۳)، نشان دادند مخلوط امامکتین بنزوات با استامی‌پراید اثرات هم‌افزایی علیه سن چهارم لاروی مینوز گوجه فرنگی  T. absolutaدارد. همچنین امامکتین بنزوات در ترکیب با ایمیداکلوپرید، ایندوکساکارب، پروفنوفوس، کلرفناپیر یا متومیل باعث کاهش قابل توجه جمعیت در سن سوم لاروی مینوز گوجه فرنگی می­ شود.

در مطالعات متای و همکاران (2015) مخلوط هگزافلومورون با امامکتین بنزوات، برهمکنش‌های آنتاگونیستی نشان داد. می‌توان پیشنهاد کرد که امامکتین بنزوات باعث توقف تغذیه در لاروها شده است، بنابراین هگزافلومورون قادر به ورود به بدن لاروها از طریق دستگاه گوارش است و در نتیجه برهمکنش آنتاگونیستی ایجاد می­کند.

ایشایا (2001) گزارش داد تمام مخلوط‌های امامکتین بنزوات (در LC10 یا LC25) با نووالورون یا دیفلوبنزورون منجر به اثرات آنتاگونیستی می‌شوند. امامکتین بنزوات می‌تواند با افزایش شار یون کلرید در محل اتصال عصبی-عضلانی، بر سیستم عصبی بندپایان تأثیر بگذارد و منجر به خاتمه فلج برگشت‌ناپذیر و تغذیه شود.

استرازها، به عنوان آنزیم‌های مهم سم‌زدا، پیوند استری را در مواد شیمیایی مصنوعی هیدرولیز می‌کنند. در مطالعه ژو و همکاران (۲۰22)، فعالیت α-استراز هنگامی که لاروها با مخلوطی از امامکتین بنزوات با استامیپرید یا افوریا تیمار شدند، افزایش یافت. بنابراین آنزیم α-استراز نقش مهمی در سم‌زدایی این مخلوط‌ها دارد که نشان‌دهنده سمیت بالای مخلوط این آفت کش­ها برای مینوز گوجه فرنگی است.

در شرایط مزرعه، حشره‌کش‌ها مستعد تخریب محیطی، تبخیر و رقیق شدن در طول زمان هستند که اغلب منجر به غلظت‌های زیرکشنده‌ای می‌شوند که باعث مرگ و میر فوری نمی‌شوند، بلکه اثرات زیرکشنده‌ای بر جمعیت آفات ایجاد می‌کنند (دسنوکس و همکاران 2007؛ لیتی و همکاران 2019).

به طور کلی، قرارگرفتن در معرض غلظت‌های پایین حشره‌کش‌ها می‌تواند بر ویژگی‌های مختلف زندگی حشرات تأثیر منفی بگذارد و منجر به کاهش تناسب اندام، مانند اختلال در ظرفیت تغذیه، تأخیر در رشد و کاهش پتانسیل تولید مثل شود. با این حال، این سمیت آفت‌کش‌ها ممکن است باعث اثرات زیرکشنده منفی بر حشرات نیز شود (شان و همکاران، 2007). اثرات زیرکشنده را می‌توان به عنوان اثرات فیزیولوژیکی، بیولوژیکی، رفتاری و یا جمعیتی بر روی افرادی که از قرار گرفتن در معرض آفت‌کش در غلظت یا دوز کم کشنده یا زیرکشنده جان سالم به در می‌برند، تعریف کرد (لیو، 2022).

دوز زیرکشنده (LC30) EMB اثرات قابل توجهی بر زمان رشد، پتانسیل تغذیه یا پارامترهای تولید مثلی Paederus fuscipes Curtis (خان و همکاران، 2018) و پارامترهای جدول زندگی و فیزیولوژیکی Panonychus citri دارد (وانگ، 2021). غلظت­­های زیرکشنده (LC5 و LC15) EMB ، زمان رشد و طول عمر Spodoptera littoralis  را طولانی‌تر کرده و پارامترهای جمعیتی آنها را کاهش می‌دهد (موکبل و همکاران، 2020). EMB در غلظت LC30 وزن شفیره، طول عمر و باروری T. absoluta را کاهش می‌دهد و وزن بدن Lymantria dispar  را مهار می‌کند (زو و همکاران، 2021؛ ضیایی و همکاران، 2022). EMB عمدتاً سمیت معده‌ای دارد که اثر کشندگی تماسی خاصی دارد. این اثرات زیرکشنده EMB بر آفات ممکن است با تأثیر بر محتوای گاما آمینو بوتیریک اسید (GABA)، آسیب روده میانی، اختلال عملکرد گوارشی و اختلال متابولیسم مواد مغذی باشد (کاندیل[1] و همکاران، 2020).