Bakteria Mediterranean menunjukkan potensi sebagai biopestisid nyamuk baharu

Penyakit bawaan nyamuk membunuh lebih daripada 700,000 orang setiap tahun, menurut Pertubuhan Kesihatan Sedunia, dan nyamuk yang menyebarkannya amat sukar dikawal. Kebanyakan spesies telah membangunkan ketahanan terhadap semua kelas utama racun serangga sintetik, yang kebanyakannya menimbulkan risiko kesihatan dan alam sekitar.

Biopestisid yang diperoleh daripada organisma hidup boleh membantu mengatasi rintangan terhadap racun serangga kimia dan menawarkan cara yang mesra alam untuk mengawal perosak. Minggu ini dalam Mikrobiologi Gunaan dan Alam Sekitar, penyelidik melaporkan bahawa pencilan bakteria yang dikumpul di pulau Mediterranean Crete bertindak sebagai racun serangga terhadap nyamuk Culex pipiens molestus, yang boleh menghantar patogen manusia seperti virus West Nile dan virus Rift Valley. Dalam ujian makmal, ekstrak yang mengandungi metabolit yang dihasilkan oleh tiga daripada isolat membunuh 100 peratus larva nyamuk dalam tempoh 24 jam pendedahan.

"Metabolit ini boleh menjadi asas untuk membangunkan biopestisid dengan kesan sampingan alam sekitar yang minimum," kata saintis.
"Mereka merosot dengan lebih cepat dalam persekitaran, tidak terkumpul, dan secara amnya tidak membunuh pelbagai spesies serangga yang berbeza, seperti yang dilakukan oleh racun serangga kimia,"
jelas George Dimopoulos, PhD, ahli entomologi molekul dan ahli mikrobiologi di Johns Hopkins University di Baltimore dan Institut Biologi dan Bioteknologi Molekul (IMBB) di Crete.

Penemuan di Crete dan projek MicroBioPest

Kajian baharu itu diketuai oleh Dimopoulos dan ahli biologi molekul John Vontas dari IMBB sebagai sebahagian daripada projek MicroBioPest yang dibiayai oleh Kesatuan Eropah.

Para penyelidik mengumpul 186 sampel dari 65 lokasi berbeza di seluruh Crete, termasuk tanah atas, tanah di sekeliling akar tumbuhan, tisu tumbuhan, sampel akuatik dan serangga mati. Mereka kemudiannya mendedahkan larva C. pipiens molestus kepada larutan akueus yang mengandungi pencilan yang paling menjanjikan.

• Lebih daripada 100 isolat memusnahkan semua jentik-jentik nyamuk dalam masa 7 hari.
• Daripada jumlah ini, 37 pencilan memusnahkan larva dalam masa 3 hari.
• 37 isolat ini mewakili 20 genera bakteria yang berbeza, kebanyakannya sebelum ini tidak dianggap sebagai biopestisid yang berpotensi.

Analisis lanjut menunjukkan bahawa bakteria bertindak pantas membunuh larva bukan dengan menjangkiti mereka, tetapi dengan menghasilkan sebatian seperti protein dan metabolit.

"Ini menggalakkan kerana ia menunjukkan bahawa racun serangga berdasarkan bakteria ini tidak akan bergantung kepada mikroorganisma yang masih hidup, " kata Dimopoulos.

Apa seterusnya?

Para saintis kini sedang mengkaji sifat kimia molekul insektisida dengan lebih terperinci, menentukan sama ada ia adalah protein atau metabolit. Mereka juga sedang menguji pelbagai aktiviti racun serangga bakteria ini, termasuk ujian ke atas spesies lain nyamuk pembawa patogen dan perosak pertanian.

"Biopestisid sering merosot dengan cepat dan memerlukan pelbagai aplikasi," kata Dimopoulos. "Mencari cara yang betul untuk merumus dan menyampaikan sebatian ini akan menjadi cabaran utama pada masa hadapan."

Kajian baharu itu mewakili fasa penemuan.

"Kami kini beralih kepada sains asas mengkaji struktur kimia dan mekanisme tindakan molekul, dan kemudian kami akan bergerak ke arah yang digunakan, cuba mencipta prototaip produk. Kini terdapat dorongan serius untuk pembangunan racun serangga mesra alam," tambahnya.