Ornidazolun Galleria mellonella L. (Lepidoptera: Pyralidae)`nın bazı biyolojik ve biyokimyasal parametrelerine etkisi

Abstract

Büyük bal mumu güvesi Galleria mellonella L. yapay besin ortamında beslenerek nitroimidazol türevi bir antibiyotik olan ornidazolun böceğin yaşama, gelişme, eşey oranı, ergin dişi ve erkek ömür uzunluğu, yumurta verimi, açılma oranı gibi biyolojik özellikleri üzerine etkisi laboratuvar şartlarında incelendi. Ayrıca bu antibiyotiğin böceğin son evre larvalarının orta bağırsağında oksidatif stresin önemli indikatörleri lipid peroksidasyonu ürünü malondialdehid (MDA) ve protein oksidasyonu ürünü protein karbonil miktarları ile detoksifikasyon enzimi glutatyon S-transferaz (GST), aktivitesi üzerine etkisi incelendi. Böceğin birinci evre larvaları % 0,001, 0,01, 0,1 ve 1,0 oranında ornidazol içeren yapay besinler ile ergin evreye kadar beslendi. Kontrol besine göre ornidazolun denenen konsantrasyonlarını içeren besinler pup ve ergin olma oranını önemli derecede düşürdüğü halde yalnızca ornidazolun yüksek konsantrasyonlarını (% 0,1 ve 1,0) içeren besinler böceğin7'nci evreye ulaşan larva oranını önemli derecede düşürmüştür.Ornidazolun en yüksek konsantrasyonunu (% 1,0) içeren besin ergin olma oranını % 84,6 ± 2,30'den % 19,2 ± 4,15'ye önemli derecede düşürmüştür. Ornidazolun denenen tüm konsantrasyonları erkek birey oranını önemli derecede düşürürken, dişi birey oranı yalnızca en yüksek ornidazol konsantrasyonu tarafından düşürülmüştür. Ornidazolun % 1,0'lik konsantrasyonunu içeren besin erkek oranını % 8,2 ± 2,40'ye, dişi oranını % 11,0 ± 1,96'e düşürmüştür. Kontrol ile karşılaştırıldığında, bu konsantrasyon böceğin ergin evreye gelişimini 9 gün geciktirmiş, ömür uzunluğunu artırmış olup erkek erginler ortalama 7 gün, dişiler ortalama 4 gün daha fazla yaşamışlardır. Ornidazolun denenen yüksek konsantrasyonlarını içeren besinler kontrol besine göre yumurta verimini önemli derecede düşürürken bu antibiyotiğin denenen tüm konsantrasyonları yumurtaların açılma oranını önemli derecede düşürmüştür. Ornidazolun en yüksek konsantrasyonu (% 1,0) ile yetiştirilen dişilerin yumurta sayısı 89,4 ± 1,12'den 29,8 ± 6,73'e önemli derecede düşmüştür. Kontrol besininde yumurtaların % 85,6 ± 0,91'sı açıldığı halde ornidazolun en yüksek konsantrasyonu bu açılma oranını % 17,5 ± 2,02'e düşürmüştür.Ornidazolun yüksek konsantrasyonları (% 0,1 ve 1,0) 7. evre larvalarının orta bağırsak MDA ve GST miktarını önemli derecede artırmıştır. Ornidazolun en yüksek konsantrasyonu (% 1,0) kontrole göre MDA ve GST miktarını yaklaşık 3 katı oranında artırmıştır. Bu konsantrasyon GST miktarını 3,39 ± 1,01'dan 957 ± 2,75 ? mol/mg protein/dk'ya yükseltmiştir. Buna karşılık, ornidazolun tüm konsantrasyonları protein karbonil miktarını önemli derecede artırmıştır. Ornidazolun en yüksek konsantrasyonunu içeren besin protein karbonil miktarını 153,39 ± 25,7 nmol/mg protein'den 680,19 ± 35,4'a yükseltmiştir.Bu çalışma böceğin ergin biyolojik özellikleri ile orta bağırsak oksidatif düzeyi ve detoksifikasyon kapasitesinde ornidazol konsantrasyonlarına bağımlı değişimler olduğunu göstermiştir. Elde edilen sonuçlar aynı zamanda bu biyolojik ve oksidatif etkilerin ornidazolun denenen konsantrasyonları tarafından meydana getirilen oksidatif stresin düzeyine göre değişebileceğini göstermiştir.

The effect of a nitroimidazole derivative antibiotic ornidazole on survivorship, development, sex ratio, male and female adult longevity, fecundity and hatchability of greater wax moth Galleria mellonella L. were investigated by rearing the first instar larvae on artificial diets in the laboratory condition. The effect of this antibiotic on important oxidative stress indicators; lipid peroxidation product, malondialdehyde (MDA) and protein oxidation products; protein carbonyl (PCO) contents and a detoxification enzyme, glutathione S-transferase (GST) activity in the midgut of 7th-instar larvae (last larval stage) of the insect were also investigated. The insect was reared from first-instar larvae on an artificial diets containing ornidazole at 0.001, 0.01, 0.1 or 1.0% to adult stage. Relative to the control, the diets containing ornidazole concentrations significantly resulted in decreased survivorship in pupal and adult stages whereas survivorship in 7th-instars was significantly decreased by high concentrations of this antibiotic (0.1 ve 1.0%). The highest concentration of ornidazole (1.0%) significantly decreased adult yield from 84.6 ± 2.30 to 19.2 ± 4.15%. All tested concentrationof ornidazole significantly decreased the male sex ratio whereas the female sex ratio was significantly decreased by only the highest concentration of ornidazole. This concentration produced low yields as well as % 8.2 ± 2.40% of male, 11.0 ± 1.96% of famale. The highest ornidazole concentration also significantly prolonged the time to reach adult stage by approximately 9 days, and increased adult longevity. The male emerged from the diet containing this concentration lived more longer by 7 days, the females lived more longer by 4 days than those from control. Ornidazole at all concentration resulted in significantly decreased hatchability whereas the high concentrations of this antibiotics significantly lowered egg number. The highest concentration or this antibiotic (1.0%) significantly decreased egg number from 89.4 ± 1.12 to 29.8 ± 6.73, and hatchability from 85.6 ± 091 to 17.5 ± 2.02%.Ornidazole at high concentrations (0.1 and 1.0%) significantly increased MDA and GST contents in midgut tissue of 7th-larval instar. This antibiotic at highest dietary concentration (1,0%) significantly increased MDA and GST content by about 3-fold. This concentration significantly increased GST content from 3.39 ± 1.01 to 9.57 ± 2.75 ? mol/mg protein/min. However, all concentration of ornidazole significantly resulted in increased PCO content. The diet with the highest concentration of this nitroimidasole derivative significantly raised the PCO content from 153.39 ± 25.7 to 680.19 ± 35.4 nmol/mg protein (about 4-fold) in comparison to control.This study showed a concentration-dependent variation in biological traits of the insect, and oxidative status and detoxification capacity of midgut. The results also showed these biological and oxidative effects might be altered in response to the perceived levels of ornidazole-induced oxidative stress. We concluded that the lethal and sublethal effects of ornidazole are likely to have a significant impact on oxidative and antioxidative status of midgut as well as biological traits of pest insects.