Published February 3, 2022
| Version v1
Publication
Open
Nano-insecticides against the black cutworm Agrotis ipsilon (Lepidoptera: Noctuidae): Toxicity, development, enzyme activity, and DNA mutagenicity
Creators
- 1. Cairo University
- 2. Agricultural Genetic Engineering Research Institute
- 3. Agricultural Research Center
Description
Frequent applications of synthetic insecticides might cause environmental pollution due to the high residue. In addition, increasing insecticide resistance in many insect pests requires novel pest control methods. Nanotechnology could be a promising field of modern agriculture, and is receiving considerable attention in the development of novel nano-agrochemicals, such as nanoinsectticides and nanofertilizers. This study assessed the effects of the lethal and sublethal concentrations of chlorantraniliprole, thiocyclam, and their nano-forms on the development, reproductive activity, oxidative stress enzyme activity, and DNA changes in the black cutworm, Agrotis ipsilon , at the molecular level. The results revealed that A . ipsilon larvae were more susceptible to the nano-forms than the regular forms of both nano chlorine and sulfur within the chlorantraniliprole and thiocyclam insecticides, respectively, with higher toxicities than the regular forms (ca. 3.86, and ca.2.06-fold, respectively). Significant differences in biological parameters, including developmental time and reproductive activity (fecundity and hatchability percent) were also observed. Correspondingly, increases in oxidative stress enzyme activities were observed, as were mutagenic effects on the genomic DNA of A . ipsilon after application of the LC 50 of the nano-forms of both insecticides compared to the control. These promising results could represent a crucial step toward developing efficient nanoinsecticides for sustainable control of A . ipsilon .
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
قد تسبب التطبيقات المتكررة للمبيدات الحشرية الاصطناعية تلوثًا بيئيًا بسبب ارتفاع المخلفات. بالإضافة إلى ذلك، تتطلب زيادة مقاومة المبيدات الحشرية في العديد من الآفات الحشرية طرقًا جديدة لمكافحة الآفات. يمكن أن تكون تكنولوجيا النانو مجالًا واعدًا للزراعة الحديثة، وتحظى باهتمام كبير في تطوير المواد الكيميائية النانوية الجديدة، مثل مبيدات الحشرات النانوية والأسمدة النانوية. قيمت هذه الدراسة آثار التركيزات القاتلة وشبه القاتلة للكلورانترانيليبرول، والثيوسيكلام، وأشكالها النانوية على التطور، والنشاط التناسلي، ونشاط إنزيم الإجهاد التأكسدي، وتغيرات الحمض النووي في الدودة القشرية السوداء، Agrotis ipsilon ، على المستوى الجزيئي. كشفت النتائج أن يرقات A . ipsilon كانت أكثر عرضة للأشكال النانوية من الأشكال العادية لكل من الكلور النانوي والكبريت داخل المبيدات الحشرية chlorantraniliprole و thiocyclam، على التوالي، مع سمية أعلى من الأشكال العادية (حوالي 3.86، و ca.2.06 أضعاف، على التوالي). كما لوحظت اختلافات كبيرة في المعلمات البيولوجية، بما في ذلك وقت النمو والنشاط الإنجابي (الخصوبة ونسبة التفقيس). في المقابل، لوحظت زيادات في أنشطة إنزيم الإجهاد التأكسدي، وكذلك كانت التأثيرات المطفرة على الحمض النووي الجيني لـ A . ipsilon بعد تطبيق LC 50 من الأشكال النانوية لكل من المبيدات الحشرية مقارنة بالمكافحة. يمكن أن تمثل هذه النتائج الواعدة خطوة حاسمة نحو تطوير مبيدات حشرية نانوية فعالة للتحكم المستدام في A . ipsilon .Translated Description (French)
Les applications fréquentes d'insecticides de synthèse peuvent entraîner une pollution de l'environnement en raison de la teneur élevée en résidus. En outre, l'augmentation de la résistance aux insecticides chez de nombreux insectes nuisibles nécessite de nouvelles méthodes de lutte antiparasitaire. La nanotechnologie pourrait être un domaine prometteur de l'agriculture moderne et fait l'objet d'une attention considérable dans le développement de nouvelles nano-agrochimies, telles que les nanoinsectticides et les nanofertilisants. Cette étude a évalué les effets des concentrations létales et sublétales de chlorantraniliprole, de thiocyclam et de leurs nano-formes sur le développement, l'activité reproductive, l'activité enzymatique du stress oxydatif et les modifications de l'ADN du ver gris noir, Agrotis ipsilon , au niveau moléculaire. Les résultats ont révélé que les larves de A . ipsilon étaient plus sensibles aux nanoformes que les formes régulières de nano-chlore et de soufre dans les insecticides chlorantraniliprole et thiocyclam, respectivement, avec des toxicités plus élevées que les formes régulières (environ 3,86 et environ 2,06 fois, respectivement). Des différences significatives dans les paramètres biologiques, y compris le temps de développement et l'activité reproductive (fécondité et pourcentage d'éclosion) ont également été observées. En conséquence, des augmentations des activités enzymatiques de stress oxydatif ont été observées, ainsi que des effets mutagènes sur l'ADN génomique de A. ipsilon après application de la CL 50 des nanoformes des deux insecticides par rapport au témoin. Ces résultats prometteurs pourraient représenter une étape cruciale vers le développement de nanoinsecticides efficaces pour le contrôle durable de l'A . ipsilon .Translated Description (Spanish)
Las aplicaciones frecuentes de insecticidas sintéticos pueden causar contaminación ambiental debido al alto nivel de residuos. Además, el aumento de la resistencia a los insecticidas en muchas plagas de insectos requiere nuevos métodos de control de plagas. La nanotecnología podría ser un campo prometedor de la agricultura moderna y está recibiendo una atención considerable en el desarrollo de nuevos nanoagroquímicos, como nanoinsecticidas y nanofertilizantes. Este estudio evaluó los efectos de las concentraciones letales y subletales de clorantraniliprol, tiociclam y sus nanoformas en el desarrollo, la actividad reproductiva, la actividad enzimática del estrés oxidativo y los cambios en el ADN en el gusano cortador negro, Agrotis ipsilon , a nivel molecular. Los resultados revelaron que las larvas de A. ipsilon eran más susceptibles a las nanoformas que las formas regulares tanto de nano cloro como de azufre dentro de los insecticidas clorantraniliprol y tiociclam, respectivamente, con toxicidades más altas que las formas regulares (aprox. 3,86 y aprox. 2,06 veces, respectivamente). También se observaron diferencias significativas en los parámetros biológicos, incluido el tiempo de desarrollo y la actividad reproductiva (porcentaje de fecundidad y eclosión). En consecuencia, se observaron aumentos en las actividades enzimáticas del estrés oxidativo, al igual que efectos mutagénicos en el ADN genómico de A. ipsilon después de la aplicación de la LC 50 de las nanoformas de ambos insecticidas en comparación con el control. Estos resultados prometedores podrían representar un paso crucial hacia el desarrollo de nanoinsecticidas eficientes para el control sostenible de A. ipsilon .Files
journal.pone.0254285&type=printable.pdf
Files
(2.3 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:d0d728a5166a4c34291830f61f6223ab
|
2.3 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- مبيدات الحشرات النانوية ضد الدودة القشرية السوداء Agrotis ipsilon (Lepidoptera: Noctuidae): السمية والتطور ونشاط الإنزيم وطفرة الحمض النووي
- Translated title (French)
- Nano-insecticides contre le ver noir Agrotis ipsilon (Lépidoptères : Noctuidés) : Toxicité, développement, activité enzymatique et mutagénicité de l'ADN
- Translated title (Spanish)
- Nanoinsecticidas contra el gusano cortador negro Agrotis ipsilon (Lepidoptera: Noctuidae): Toxicidad, desarrollo, actividad enzimática y mutagenicidad del ADN
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4225865038
- DOI
- 10.1371/journal.pone.0254285
References
- https://openalex.org/W1515432991
- https://openalex.org/W1549872731
- https://openalex.org/W1587660675
- https://openalex.org/W1750690213
- https://openalex.org/W1803375514
- https://openalex.org/W1841991396
- https://openalex.org/W191793640
- https://openalex.org/W1964596126
- https://openalex.org/W1969676692
- https://openalex.org/W1974125205
- https://openalex.org/W1983310681
- https://openalex.org/W1987971958
- https://openalex.org/W1989257497
- https://openalex.org/W1991400186
- https://openalex.org/W1994465148
- https://openalex.org/W2001062058
- https://openalex.org/W2004452133
- https://openalex.org/W2013200124
- https://openalex.org/W2021387248
- https://openalex.org/W2023867719
- https://openalex.org/W2027737927
- https://openalex.org/W2028432816
- https://openalex.org/W2037210253
- https://openalex.org/W2043869453
- https://openalex.org/W2050822211
- https://openalex.org/W2051313180
- https://openalex.org/W2053471764
- https://openalex.org/W2059082489
- https://openalex.org/W2068001144
- https://openalex.org/W2071317537
- https://openalex.org/W2076111104
- https://openalex.org/W2082876697
- https://openalex.org/W2091789621
- https://openalex.org/W2092790817
- https://openalex.org/W2128085049
- https://openalex.org/W2136728299
- https://openalex.org/W2141602505
- https://openalex.org/W2160242844
- https://openalex.org/W2162125082
- https://openalex.org/W2164844689
- https://openalex.org/W2166255592
- https://openalex.org/W2172249877
- https://openalex.org/W2208296896
- https://openalex.org/W2273624704
- https://openalex.org/W2514725524
- https://openalex.org/W2521435880
- https://openalex.org/W2525173705
- https://openalex.org/W2614208122
- https://openalex.org/W2736854813
- https://openalex.org/W2740186691
- https://openalex.org/W2740213225
- https://openalex.org/W2804568789
- https://openalex.org/W2805979981
- https://openalex.org/W2961246493
- https://openalex.org/W2968886716
- https://openalex.org/W3005408790
- https://openalex.org/W3011260449
- https://openalex.org/W3036010085
- https://openalex.org/W3112306057
- https://openalex.org/W3119057743
- https://openalex.org/W3205362114