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

Abstract

Büyük bal mumu güvesi Galleria mellonella L. yapay besin ortamında beslenerek makrolid grubu bir antibiyotik olan diritromisinin 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 diritromisin içeren yapay besinler ile ergin evreye kadar beslendi. Kontrol besine göre diritromisinin denenen konsantrasyonlarını içeren besinler böceğin gelişme evrelerindeki (7. larval evre, pup ve ergin) yaşama oranını önemli derecede düşürmüştür. Diritromisinin en yüksek konsantrasyonu (%1,0) ergin olma oranını 81,9 ± 4,11'den % 15,2 ± 3,63'e düşürmüştür. Bu konsantrasyonu içeren besinden % 5,5 ± 0,00 erkek, % 9,7 ± 3,60 dişi elde edilmiştir. Diritromisinin en yüksek konsantrasyonu böceğin gelişme süresini de önemli derecede uzatmıştır. Bu besinle beslenen larvalar kontrol grubuna göre ortalama 4 gün daha geç pup evresine ulaşırken ergin evrede bu gecikme 2 gün olarak belirlenmiştir. Diritromisin erkek ve dişi erginlerin ömür uzunluğu üzerinde önemli derecede etkili olmamıştır. Diritromisinin denenen tüm konsantrasyonları kontrole göre, yumurta verimini önemli derecede düşürmüştür. Diritromisinin denenen en yüksek konsantrasyonu yumurta sayısını 83,4 ± 0,89'den 32,6 ± 2,82'ya açılma oranını ise % 72,5 ± 4,82'den % 33,7 ± 9,97'ye düşürmüştür.Diritromisinin denenen tüm konsantrasyonları 7. evre larvalarının orta bağırsak MDA ve protein karbonil miktarlarını önemli derecede artırmıştır. Diritromisinin en yüksek miktarını (% 1,0) içeren besin MDA miktarını 0,054 ± 0,002'den 0,19 ± 0,02 nmol/mg proteine yaklaşık 3,5 katı oranında, protein karbonil miktarını 113,53 ± 4,4'den 640,84 ± 48,2 nmol/mg proteine yaklaşık 6 katı oranında önemli derecede artırmıştır. Buna karşılık, yalnızca % 0,1 ve 1,0'lik diritromisin konsantrasyonları GST aktivitesinde önemli bir artışa (7 katı oranında) sebep olmuştur. Bu besinler GST aktivitesini 2,24 ± 0,8'den sırasıyla 16,01 ± 3,0 ve 16,68 ± 4,0 ? mol/mg protein/dk'ya kadar artırmışlardırBu çalışma böceğin biyolojik özellikleri ile orta bağırsak oksidatif durum ve detoksifikasyon kapasitesinde diritromisin konsantrasyonlarına bağımlı değişimler olduğunu göstermiştir. Elde edilen sonuçlar aynı zamanda bu biyolojik ve oksidatif etkilerin diritromisinin denenen konsantrasyonları tarafından meydana getirilen oksidatif stresin düzeyine göre değişebileceğini göstermiştir.

The effect of a macrolid antibiotic dirithromycin 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 dirithromycin at 0.001, 0.01, 0.1 or 1.0% to adult stage. Relative to the control, the diets containing dirithromycin concentrations significantly resulted in decreased survivorshipin development stages (7th-instars, pupae and adults) of the insect. The highest concentration of dirithromycin (1.0%) significantly decreased adult yield from 81.9 ± 4.11 to 15.2 ± 3.63%. This concentration produced 5.5% male, 9.7 ± 3.60% famale. The highest dirithromycin concentration also significantly prolonged developmental time of the insect. This concentration significantly delayed pupal development by 4 days, and adult development by 2 days in comparison to control. Dirithromycin had no significant effect on male and female adult longevity. Dirithromycin at all concentrations resulted in significantly decreased fecundity. The highest concentration of this antibiotics lowered egg number from 83.4 ± 0.89 to 32.6 ± 2.82, hatchability from 72.5 ± 4.82 to 33.7 ± 9.97%.Dirithromycin significantly increased MDA and PCO contents in midgut of 7th-larval instar. This macrolid antibiotic at highest dietary concentration significantly increased MDA content from 0.054 ± 0.002 to 0.19 ± 0.02 nmol/mg protein (3.5-fold), PCO content from 113.53 ± 4.4 to 640.84 ± 48.2 nmol/mg protein (6-fold) in comparison to control. However, only 0.1 and 1.0% dirithromycin significantly resulted in increased GST activity (7-fold). These concentrations increased GST activity from 2.24 ± 0.8 to 16.01 ± 3.0 and 16.68 ± 4.0 ? mol/mg protein/min respectively.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 dirithromycin-induced oxidative stress. We concluded that the lethal and sublethal effects of dirithromycin are likely to have a significant impact on oxidative and antioxidative status of midgut as well as biological traits of pest insects.