Tanacetum falconeri Hook. f.’nin Antibakteriyel, İnsektisidal ve Nematosidal Aktiviteleri ve Toksisite Çalışmaları

The Antibacterial, Insecticidal and Nematocidal Activities and Toxicity Studies of Tanacetum falconeri Hook. f.

M. Iqbal CHOUDHARY, Muhammad ISMAIL, Atia KOWSAR, Salma JAVED, Sher Wali KHAN, Qamar ABBAS, Yanran TANG, Wei WANG

Özet

Amaç: Bitkilerden elde edilen ikincil biyoaktif metabolitler, geleneksel sentetik kimyasallara gerçekçi alternatifler olabilir. Bu araştırmanın amacı farklı biyoyöntemlerle Tanacetum falconeri Hook. f.’nin nematosidal, insektisidal, antibakteriyel, sitotoksik ve fitotoksik ajan olarak potansiyelini test etmektir. T. falconeri bitkisi, kimyasal bileşenleri için daha ileri incelemelere de tabi tutulmuştur. Gereç ve Yöntemler: T. falconeri’den elde edilen metanolik ekstre çeşitli çözücü fraksiyonlarına bölünmüştür. Tüm çözücü fraksiyonları ayrıca farklı biyoyöntemlere tabi tutulmuştur. Antibakteriyel aktivite ve sitotoksisite, sırasıyla broth mikro seyreltme yöntemi ve 3-(4,5-dimetiltiazol- 2-il)-2,5-difeniltetrazolyum bromür yöntemi ile belirlenmiştir. Nematosit aktivitesi, Meloidogyne incognita’nın ikinci evre yavrusu kullanılarak değerlendirilmiştir. İnsektisidal aktivitesi ve fitotoksisitesi, sırasıyla Rhyzopertha dominica ve Tribolium castaneum ve Lemna minor L.’nin yaprakları yardımıyla ölçülmüştür. Bileşik-1, sıvı kromatografi kullanılarak izole edilmiş ve yapısı cis-dehidromatricaria ester olarak spektroskopik verilerle belirlenmiştir. Bulgular: Bileşik-1’in bir kök-düğüm nematoduna karşı mükemmel nematosidal aktivitesi (%100 motilitede azalma), 72 saatlik inkübasyon süresinden sonra %1 konsantrasyonda elde edilirken, motilitelerdeki azalmalar %0,5 ve %0,125 (a/h) kosantrasyonlarda sırasıyla; ka %95 ve %75 olarak belirlenmiştir. Benzer şekilde, uygulamadan 24 saat sonra ölümler sırasıyla %1 ve %0,5 konsantrasyonlarda %90 ve %82 olarak belirlenmiştir. Bileşik-1 ayrıca, 0,08 mg/L’lik etkin doz 50 (EC50) ile %1 konsantrasyonda (%100 ölüm sağlar). Sitophilus oryzae’ye karşı mükemmel insektisidal aktivite sergilemiştir. Standart olarak kullanılan fosfinin EC50’si 0,07 mg/L olarak belirlenmiştir. T. falconeri’nin iki fraksiyonu, sırasıyla TfP ve TfM’ye karşılık gelen 22,4 ve 25,8 mg/L’lik inhibitör konsantrasyon 50 değerleri ile 30 mg/mL konsantrasyonda 3T3 hücre hatlarına karşı orta derecede sitotoksik aktivite göstermiştir. Sonuç: Bu çalışma, cis-dehidromatricaria ester-1’in kök-düğüm nematodlarına karşı nematosidal aktivite (%100 ölüm) sağladığını göstermektedir. S. oryzae’ye karşı insektisidal aktivitesi, pazarlanabilir insektisit olarak kullanılmasını sağlayabilir.

Abstract

Objectives: Secondary bioactive metabolites from plants may be realistic alternatives to conventional synthetic chemicals. The aim of the present research was to test the Tanacetum falconeri Hook. f. in different bioassays to evaluate its potential as nematocidal, insecticidal, antibacterial, cytotoxic, and phytotoxic agent. The plant T. falconeri was further studied for its chemical constituents. Materials and Methods: The methanolic extract from T. falconeri was fractionated into various solvent fractions. All solvent fractions were further subjected to different bioassays. Antibacterial activity and cytotoxicity were determined by broth micro-dilution method and 3-(4,5-dimethylthiazol- 2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide assay, respectively. Nematocidal activity was evaluated by using second-stage juvenile of Meloidogyne incognita. Insecticidal activity and phytotoxicity were measured with the help of Rhyzopertha dominica and Tribolium castaneum and fronds of Lemna minor L., respectively. Compound-1 was isolated by using liquid chromatography and its structure was determined by spectroscopic data as cisdehydromatricaria ester. Results: The excellent nematocidal activity (reduction in 100% motility) of the compound-1 against a root-knot nematode was obtained at 1% concentration after 72 h incubation time, whereas the reductions in motilities were 95% and 75% at concentrations 0.5% (w/v) and 0.125% (w/v), respectively. Similarly, the mortalities were 90% and 82% at 1% and 0.5% concentrations, respectively, after 24 h of the treatment. Compound-1 also exhibited the excellent insecticidal activity against Sitophilus oryzae at 1% concentration (providing 100% mortality) with effective dose 50 (EC50) of 0.08 mg/L. The EC50 of phosphine, which was used as standard, was 0.07 mg/L. Two fractions of T. falconeri showed a moderate cytotoxic activity against 3T3 cells lines at the concentration of 30 mg/mL with inhibitory concentration 50 values of 22.4 and 25.8 mg/L corresponding to TfP and TfM, respectively. Conclusion: This study demonstrates that cis-dehydromatricaria ester-1 provides nematocidal activity (100% mortality) against the root-knot nematodes. Its insecticidal activity against S. oryzae may enable its use as marketable insecticide.