نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 دانشگاه چمران اهواز، دانشکده ی کشاورزی، گروه گیاهپزشکی
2 دانشگاه زنجان، دانشکده کشاورزی، گروه گیاهپزشکی
چکیده
در این تحقیق، تاثیر غلظتهای مختلف عصاره آبی سیر روی منابع انرژی و سرماسختی در حشرات کامل سوسک کلرادو مورد بررسی قرار گرفت. لاروهای سن دوم یک روزه تا پایان سن چهارم لاروی با برگهای سیبزمینی تازه آغشته به غلظتهای مختلف عصاره (50، 25، 15، 5 درصد و شاهد) به صورت روزانه تغذیه شدند. میزان تغییرات گلیکوژن، کربوهیدرات و چربی کل به ازای میلیگرم وزن خشک بدن حشره برای 4 حشرهی نر و ماده به صورت جداگانه اندازهگیری شد. همچنین تاثیر غلظتهای 50، 25، 10 و 5/2 درصد عصاره سیر بر سرماسختی ارزیابی گردید. نتایج بیانگر اثرات معنیدار غلظتهای عصارهی سیر بر میزان چربی کل و قند است (001/0 >p). بیشترین میزان کاهش و افزایش قند بترتیب پس از کسر اثر شاهد، در غلظت 25% به میزان 37/49 درصد و در غلظت 5%، 23/141 درصد مشاهده شد. همچنین، بیشترین میزان کاهش و افزایش چربی کل پس ازکسر اثر شاهد بترتیب در غلظت 5% به میزان 33/15 درصد و غلظت 25% به میزان 46/38 درصد مشاهده گردید. عصارهی سیر روی مقدار گلیکوژن تاثیر معنیداری نداشت. عصارهی سیر در غلظت 10% بیشترین افزایش نقطه فوق سرما را در مقایسهی با شاهد، به میزان 14/ 5- به همراه داشت (01/0 p<). نتایج موید آن است که عصارهی سیر میتواند با تاثیر بر منابع انرژی و ظرفیت فوق سرمای سوسک کلرادوی سیبرمینی، نرخ زندهمانی حشرات زمستانگذران را کاهش دهد.
کلیدواژهها
موضوعات
عنوان مقاله [English]
The Efficacy of Garlic Extraction on Some Physiological Parameters in Colorado Potato Beetle, Leptinotarsa decemlineata Say. (Col.: Chrysomelidae)
چکیده [English]
In this research, the effects of garlic extraction (GE) on energy resources and cold hardening was surveyed in adults of potato Colorado beetle (PCB). Second larvae instars with 24h old were selected and fed daily with potato leaves treated with various concentrations of garlic extracted (%50, %25, %15, %5 and %0 (as control)) untill to pupated. After adults emerged, they were fed with non-treated leaves during a week. Then energy sources (Sugar, glycogen and lipid) of four males and females, separately, were determined in milligram per gram of dry weight. Also the effects of various concentrations of GE (%50, %25, %10, %2.5 and %0) on the super cooling point (SCP) were measured. Results indicated the significant effects of GE on total lipid and sugar (p<0.001). The highest decrease and increase in the amount of sugar were observed respectively in %25 with 49.37% and 5% with 141.23% after subtracted the control effects. Also the highest 12. decrease and increase in the amount of lipid were observed respectively in 5% with 15.33% and 25% with 38.46% after subtracted the control effects. GE showed no significant effects on glycogen. The highest increase in SCP were compared to control group in 10% with -5.14 degree (p<0.01). Results indicated that some GE concentrations can decrease the survival rate in overwintering adults of CPB by reduction of the energy reserves and the SCP.
کلیدواژهها [English]
تأثیر عصاره سیر روی برخی پارامترهای فیزیولوژیکی سوسک برگخوار کلرادو سیبزمینی Leptinotarsa decemlineata Say. (Chrysomelidae)
زیبا ممدوح1* و مرتضی موحدیفاضل2
1 اهواز، دانشگاه شهید چمران، دانشکده کشاورزی، گروه گیاهپزشکی
2 زنجان، دانشگاه زنجان، دانشکده کشاورزی، گروه گیاهپزشکی
تاریخ دریافت: 28/3/93 تاریخ پذیرش: 7/10/93
چکیده
در این تحقیق، تأثیر غلظتهای مختلف عصاره آبی سیر روی منابع انرژی و سرما سختی در حشرات کامل سوسک کلرادو مورد بررسی قرارگرفت. لاروهای سن دوم یکروزه تا پایان سن چهارم لاروی با برگهای سیبزمینی تازه آغشته به غلظتهای مختلف عصاره (50، 25، 15، 5 درصد و شاهد) بهصورت روزانه تغذیه شدند. میزان تغییرات گلیکوژن، کربوهیدرات و چربی کل به ازای میلیگرم وزن خشک بدن حشره برای 4 حشره نر و ماده بهصورت جداگانه اندازهگیری شد. همچنین تأثیر غلظتهای 50، 25، 10 و 5/2 درصد عصاره سیر بر سرما سختی ارزیابی گردید. نتایج بیانگر اثرات معنیدار غلظتهای عصاره سیر بر میزان چربی کل و قند است (001/0 >P). بیشترین میزان کاهش و افزایش قند بترتیب پس از کسر اثر شاهد، در غلظت 25% به میزان 37/49 درصد و در غلظت 5%، 23/141 درصد مشاهده شد. همچنین، بیشترین میزان کاهش و افزایش چربی کل پس از کسر اثر شاهد بترتیب در غلظت 5% به میزان 33/15 درصد و غلظت 25% به میزان 46/38 درصد مشاهده گردید. عصاره سیر روی مقدار گلیکوژن تأثیر معنیداری نداشت. عصاره سیر در غلظت 10% بیشترین افزایش نقطه فوق سرما را در مقایسه با شاهد، به میزان 14/ 5- بهمراه داشت (01/0 P<). نتایج مؤید آن است که عصاره سیر میتواند با تأثیر بر منابع انرژی و ظرفیت فوق سرمای سوسک کلرادوی سیبزمینی، نرخ زندهمانی حشرات زمستانگذران را کاهش دهد.
واژههای کلیدی: سوسک برگخوار سیبزمینی، عصاره سیر، منابع انرژی، سرما سختی، نقطه فوق سرما.
* نویسنده مسئول، تلفن: 02433052603 ، پست الکترونیکی: z.mamdooh@gmail.com
مقدمه
سوسک برگخوار سیبزمینی Leptinotarsa decemlineata Say. با تغذیه از برگها و نیز غدهها خسارت شدیدی را به بوتههای سیبزمینی وارد میسازد. این آفت روی سایر گیاهان خانواده سولاناسه از قبیل بادمجان، گوجهفرنگی، فلفل و توتون نیز فعالیت مینماید (4). این حشره دارای زمستانگذارنی اجباری بوده و حشرات کامل، زمستان را در اعماق خاک سپری میکنند (34). تغییرات دما، میزان آب و عناصر غذایی موجود در بدن (26، 34، 36)، حجم هسته یخساز (26، 28، 31)، بهعنوان عوامل طبیعی و نیز برخی از عوامل غیرطبیعی همچون بعضی از ترکیبات شیمیایی و سموم که در داخل رودهی میانی و همولنف سوسک کلرادوی سیبزمینی باقی میمانند، میتوانند بهعنوان هستهی یخساز عمل کرده و با کاهش مقاومت به سرما بر ظهور حشرات کامل از داخل خاک مؤثر باشند (18، 30، 34). سرما سختی اینگونه همانند دیگر حشرات زمستانگذران بهعنوان یک فرایند تغییرات فصلی با تجمع سرما در آنها مرتبط میباشد (33). مهمترین عامل در تعیین میزان مقاومت حشرات به تجمع سرما در طول زمستان، نقطه فوق سرما (SCP) میباشد که با افزایش این عامل تحت تأثیر عوامل فیزیولوژیکی داخلی و برخی عوامل خارجی بهعنوان هسته یخساز، مقاومت کاهش مییابد (9، 33، 34). سوسک کلرادو همانند بسیاری از حشرات برای افزایش بقاء خود در زمستان و نیز تداوم نسل خود پس از زمستانگذارنی نیازمند منابع کربوهیدراتی، چربی و پروتئینی می باشد (15) که محتوای آنها تا قبل از دیاپوز افزایش مییابد (35). این انرژیهای ذخیرهای در طول دوره زمستانگذرانی بتدریج کاهشیافته و تلفات حشرات را بهمراه دارد (23). عصاره گیاه سیر علاوه برخواص ضدالتهاب، ضدسرطان و آنتیاکسیدانی در پستانداران و موجودات خونگرم (2)، به دلیل وجود ترکیبات تیوسولفینات و سولفور دارای اثرات حشرهکشی، تخم کشی، ضد تغذیهای و دورکنندگی روی تعداد زیادی از حشرات نیز میباشد (7، 14، 53) که برخی از آثار آن در سوسک کلرادوی سیبزمینی گزارش شده است (38، 39، 40، 41). ترکیبات گیاه سیر همچون لکتین با ماهیت پروتئینی میتوانند روی روده حشرات مؤثر بوده و نیز وارد همولنف شوند (53). لذا، این احتمال وجود دارد که این ترکیبات بتوانند همچون پروتئینهای باکتریهای هسته یخساز در داخل دستگاه گوارش و همولنف سوسک کلرادو عمل نموده و مقاومت حشره در برابر سرما را کاهش دهند (33). همچنین مصرف غدههای سیر نهتنها در انسان منابع انرژی را تعدیل میکند (12، 43)، بلکه در موجودات دیگر نیز ترکیبات آبدوست و آبگریز آن طی مکانیسمی ناشناخته سبب مهار سنتز کلسترول (20، 57) و کاهش میزان اسیدهای آمینه و کربوهیدرات میگردد (53). با توجه به اثرات اشاره شده سیر، در این تحقیق نیز اثرات تغذیهای عصاره سیر روی تغییرات منابع انرژی و سرما سختی حشرات کامل زمستانگذران سوسک کلرادو سیبزمینی ارزیابی میکنند.
مواد و روشها
پرورش: حشرات کامل سوسک کلرادو از مزارع سیب زمینی حومه زنجان جمعآوری و به بوتههای سیبزمینی منتقل شدند. تخمهای همسن حاصل از آنها روی بوتههای مجزا منتقلشده تا زمانی که به لارو سن دوم تبدیل که از آنها در آزمونهای مربوطه استفاده شد. همچنین لاروهای سن چهارم که در شرف تبدیلشدن به شفیره بودند از مزارع جمعآوری و به ظروف مخصوص حاوی شن جهت شفیرگی منتقل شدند. از حشرات کامل خارج شده در جهت آزمونهای مربوطه استفاده شد. تکثیر جمعیت در گلخانه با نور طبیعی، دمای 3±25 درجه سلسیوس و رطوبت حداقل 50 درصد انجام شد.
تهیه عصاره سیر: در این تحقیق، تهیهی عصاره براساس روش ارائهشده توسط سایر محققین باکمی تغییر استفاده شد (7، 8). پنجاه گرم از حبههای تازهی سیر رقم طارم با ترازوی دیجیتال g01/0 (مدل A&D EK-300i) توزین و آسیاب شد. پس از اضافه کردن 100 میلیلیتر آب مقطر توسط دستگاه مخلوطکن مخلوط یکنواختی ایجاد شد. مخلوط پس از گذشت مدتزمان 30 دقیقه در دمای اتاق، توسط سانتریفیوژ یخچالدار با دور 4000 rpm در دمای 4 درجه سانتی گراد، به مدت 30 دقیقه سانتریفیوژ شد. مایع رونشین جدا و برای بار دوم به همان روش سانتریفیوژ شد. مایع رونشین نهایی بهعنوان ترکیب پایه (غلظت 100 درصد) منظور شد. سری غلظتهای مورداستفاده در آزمایشها، با حلال آبمقطر تهیه شد.
تأثیر عصاره سیر بر میزان منابع انرژی: جهت ارزیابی اثرات جانبی ترکیبات مستخرج از گیاه سیر روی منابع انرژی، لاروهای سن دوم یکروزه به پتری دیشهای ده سانتیمتری منتقل و با برگهای سیبزمینی تازه آغشته به عصارهی سیر با غلظتهای50، 25، 15، 5 و صفر درصد (آبمقطر) که قبلاً خاصیت کشندگی آنها گزارش شده بود (38، 39، 40، 41)، تغذیه شدند. هر غلظت شامل 4 تکرار و هر تکرار حاوی 15 لارو همسن بود. لاروها تا اتمام سن چهارم بهصورت روزانه با برگهای تیمار شده، تغذیه شدند. حشرات کامل حاصله از تیمارها به مدت یک هفته با برگهای تازه بدون عصاره مورد تغذیه قرارگرفته و سپس افراد زنده به فریزر با دمای 20- درجه منتقل شدند. جهت تعیین وزن خشک بدن، نمونهها به مدت 48 ساعت در داخل آون با دمای 50 درجهی سلسیوس قرار گرفتند. جهت اندازهگیری منابع انرژی، از حشرات نر و ماده، 4 عدد در هر غلظت انتخاب و برحسب نر و ماده تفکیک (22) و پس از تعیین وزن خشک بدن توسط همگنساز دستی، همگن و چربی، قند و گلیکوژن آنها طبق روش Van Handel (55، 56) جداسازی شد. چربی توسط واکنشگر وانیلین در طولموج 530 نانومتر و قند و گلیکوژن با واکنشگر آنترون در طولموج 625 نانومتر توسط دستگاه اسپکتروفتومتری (WPAs2000uv/vis) قرائت شد. همچنین از گلوکز (مرک)، روغن سویا (تولید داخل) بهعنوان ماده استاندارد بترتیب برای کمیتسنجی کربوهیدرات و چربی استفاده شد. میزان کربوهیدرات و چربی کل برحسب میلی گرم/گرم وزن خشک بدن حشره محاسبه شد.
تأثیر عصاره سیر بر سرما سختی: حشرات کامل یکروزه نسل دوم به تعداد 45 عدد در قالب سه تکرار به ظروف استوانهای پلاستیکی شفاف به ابعاد40 در20 سانتیمتر و مسقف به توری منتقل شدند. حشرات کامل با شاخههای بریده سیبزمینی مستقر در گلدانهای آبی که با غلظتهای 50، 25، 10، 5/2 و صفر درصد (شاهد) بهصورت غوطهوری آغشته شده بودند، به مدت 20 روز تغذیه شدند. حشرات کامل بعد از اتمام دوره مذکور از نظر جنسیت جداسازی (22) و تعداد 10 حشره نر و10 ماده به نسبت هموزن از هر تیمار انتخاب و پس از توزین با ترازوی دیجیتال 01/0 گرم (مدل A&D EK-300i)، برای تعیین نقطه فوق سرما منظور گردید. جهت تعیین نقطه فوق سرما از یک حمام سرماساز حاوی الکل اتیلیک صنعتی با قدرت کاهش درجه حرارت به میزان 5/0 درجه سانتیگراد بر دقیقه (28)، مجهز به دیتالاگرCHY-502A با دقت اندازهگیری 1/0 درجه سانتیگراد دارای شناساگر حرارتی K100استفاده گردید. میزان کاهش دما و تغییرات آن توسط نرمافزار مربوطه در هر ثانیه بر روی کامپیوتر ثبت گردید. اولین افزایش ناگهانی دما طبق روش Lee (32) به علت انجماد مایع بین بافتی بهعنوان نقطهی فوق سرما منظور گردید. علاوه بر آن، آخرین حد دمایی که دوباره دما روند کاهشی را بخود می گیرد ثبت و اختلاف بین آنها به عنوان میزان گرمای آزاد شده محاسبه شد.
تجزیه و تحلیل آماری: تجزیهوتحلیل دادههای منابع انرژی به صورت آزمون فاکتوریل دو متغیره (غلظت×جنسیت) در 4 تکرار و دادههای مربوط به نقطه فوق سرما نیز بصورت مشابه با 10 تکرار در قالب طرح کامل تصادفی با استفاده از نرمافزارهای آماری Statistics (6) و Minitab16 (49) انجام و میانگینها توسط آزمون توکی- کرامر مقایسه گردید.
نتایج
سنجش میزان منابع انرژی: نتایج حاصل از این تحقیق بیانگر اثرات تجمعی تغذیه از برگهای آغشته به غلظتهای مختلف عصاره آبی سیر در دوران لاروی روی میزان منابع انرژی کل در حشرات کامل سوسک کلرادو است. مقدار چربی کل تحت تأثیر عصاره سیر در مقایسه با شاهد کاهش قابلتوجهی را نشان داد (001/0 > P و
63/9 = 39, 4F) که البته حشرات ماده بهمراتب بیشتر تحت تأثیر عصاره سیر واقع شدند (001/0 > P و
74/15 = 39, 1F). بعلاوه اثرات متقابل جنسیت و غلظت در میزان چربی کل تفاوت معنیداری را نشان داد (001/0 = P و 14/6 = 39, 4F). بیشترین میزان چربی در حشرات ماده تیمار شاهد و کمترین میزان در حشرات نر تغذیهشده با برگهای آغشته به غلظت 5 درصد مشاهده شد که به میزان 74/52 درصد نسبت به حشرات ماده شاهد، کاهشیافته است. همچنین تفاوت موجود در میزان قند بین غلظتهای مختلف بیانگر تأثیر عصاره سیر بر این منبع میباشد (001/0 > P و 71/14 = 39, 4F). بطوری که در غلظتهای 25 و 50 درصد روند کاهشی و در غلظتهای 5 و 15 درصد افزایش معنیداری را با شاهد نشان میدهد. لازم بذکر است که این عصاره کمترین تأثیر را بر میزان گلیکوژن در حشرات کامل داشته است (109/0 = P و 08/2 = 39, 4F). اثر توأم دو فاکتور جنسیت و غلظت در میزان قند (386/0 = P و 07/1 = 39, 4F) و گلیکوژن (946/0 = P و 18/0 = 39, 4F) هیچگونه اختلاف آماری را نشان ندادند. همچنین میزان کربوهیدرات غیرقابلحل (گلیکوژن) (255/0 = P و 39/1 = 39, 1F) و قابلحل (قند) (097/0 = P و 94/2= 39, 1F). تفاوت معنیداری بین دو حشرات نر و ماده نشان نداد. حدود تغییرات میانگین میزان منابع انرژی در حشرات تحت تیمار در شکل-1 و اثرات متقابل آنها در جدول-1 ارائه شده است.
شکل 1- تغییرات میانگین میزان منابع انرژی در حشرات کامل L. decemlineata تحت تیمار با عصاره سیر.
(حروف متفاوت در هر ستون بیانگر تفاوت معنی دار در سطح 5% طبق آزمون توکی میباشد)
جدول 1- میانگین منابع انرژی در حشرات کامل L. decemlineata تحت تیمار با عصاره سیر .
متغیر |
|
چربی کل |
قند |
گلیکوژن |
(mg g-1) |
(mg g-1) |
(mg g-1) |
||
جنسیت × غلظت |
نر × 0% |
g91/45 ± 0/350 |
ns677/0 ± 488/2 |
ns31/16 ± 48/102 |
نر × %5 |
h91/45 ± 6/295 |
ns677/0 ± 026/7 |
ns31/16 ± 87/120 |
|
نر × %15 |
f91/45 ± 0/422 |
ns677/0 ± 345/4 |
ns31/16 ± 91/109 |
|
نر × %25 |
e91/45 ± 4/443 |
ns677/0 ± 162/1 |
ns31/16 ± 68/76 |
|
نر × %50 |
f91/45 ± 5/412 |
ns677/0 ± 132/2 |
ns31/16 ± 78/94 |
|
ماده × 0% |
a91/45 ± 5/625 |
ns677/0 ± 451/2 |
ns31/16 ± 70/94 |
|
ماده × 5% |
c91/45 ± 3/530 |
ns677/0 ± 885/4 |
ns31/16 ± 54/104 |
|
ماده × 15% |
cd91/45 ± 1/521 |
ns677/0 ± 949/2 |
ns31/16 ± 17/89 |
|
ماده × 25% |
b91/45 ± 4/607 |
ns677/0 ± 338/1 |
ns31/16 ± 34/58 |
|
ماده × 50% |
d91/45 ± 1/515 |
ns677/0 ± 857/1 |
ns31/16 ± 08/98 |
(حروف متفاوت در هر ستون بیانگر تفاوت معنی دار در سطح 5% طبق آزمون توکی میباشد)
نقطه فوق سرما: نتایج حاصل بیانگر تأثیر معنیدار عصاره سیر روی نقاط فوق سرما است (01/0 < P و 71/14 =
49, 4F). بطوری که کمترین نقطه فوق سرما در غلظت 5/2 درصد با میانگین (41/1± 49/14-) و بیشترین میزان در غلظت 10 درصد با میانگین (06/1± 89/7-) مشاهده گردید (شکل-2). همچنین نقاط فوق سرما بین دو جنس نر و ماده (877/0 = P و 2/0 = 49, 1F) و نیز اثرات متقابل دو فاکتور غلظت و جنسیت بر تغییرات نقطه فوق سرما بیتأثیر بوده است (575/0 = P و 73/0 = 49, 4F).
با کاهش مجدد دما پس از انجماد مایع داخل بدن حشره و رها شدن گرما، میزان گرمای آزادشده برآورد گردید (شکل-3). میزان گرمای رهاشده نیز همانند نقطه فوق سرما تحت تأثیر معنیدار عصاره سیر قرارگرفت (047/0 = P و 65/2 = 49, 4F). همچنین وزنتر بدن حشرات ماده تغذیهشده با برگهای حاوی عصاره بطور معنیداری بیشتر از حشرات نر بوده است (001/0 > P و 93/53 = 24, 1F).
شکل 2- میانگین نقطه فوق سرما در حشرات کامل L. decemlineata تحت تیمار با عصاره گیاه سیر.
(حروف متفاوت در هر ستون بیانگر تفاوت معنی دار در سطح 5% طبق آزمون توکی میباشد)
شکل 3- میانگین گرمای رها شده در حشرات کامل L. decemlineata تحت تیمار با عصاره سیر.
(حروف متفاوت در هر ستون بیانگر تفاوت معنی دار در سطح 5% طبق آزمون توکی میباشد)
بحث
تغییرات چربی: در بین منابع انرژی، چربیها با دو نقش انرژی ذخیرهای و نیز ترکیبات ضدیخ تأثیر قابلتوجهی را روی بقاء حشرات در طول دوره زمستانگذرانی دارند (13). در این تحقیق، ترکیبات گیاه سیر باعث کاهش میزان چربی در بدن حشرات تحت تیمار در مقایسه با نمونههای شاهد شده است. اگرچه غلظت 25 درصد برخلاف غلظتهای دیگر افزایش قابلتوجهی در میزان چربی کل را نشان داده است. اختلال در متابولیسم برخی از اسیدهای چرب ممکن است با جلوگیری از فعالیت یک نوع یا گروهی از لیپازها صورت پذیرد (1، 27). گروهی از سموم شیمیایی همچون سایپرمترین (Cypermethrin) و تنظیم کنندههای رشد (پیریپروکسیفن (Pyriproxyfen) و فنوکسیکارب (Fenoxycarb)( و عصارههای گیاهی همچون دانههای هویج و چریش میتوانند کاهش میزان چربی را سبب شوند (1، 21، 25، 27) که عصاره سیر نیز در برخی از غلظتها چنین تغییراتی را نشان داده است. غلظت های زیرکشندگی گیاه سیر نیز همانند آزادیراختین به علت وجود ترکیب دیآلیل-دیسولفید(Diallyl disulfide)، سوخت و ساز چربی و زیستساخت فرمون و همچنین میزان پروتئین داخل همولنف را تغییر میدهد (27، 44). لکتین موجود در برگ و غدهی سیر با مهار آنزیمهای سطح غشای اپیتلیال معدهی میانی
Helicoverpa armigera جذب عناصر غذایی تجزیهشده را مختل میسازد (54، 53). طی مکانیسم دیگر با تأثیر ترکیبات گیاه سیر روی آنزیمهای سیتوکروم P450، آنزیمهای منواکسیژناز (Monooxygenase enzymes) در مخمر Candida tropicalis مهار میشوند و واکنش بتا-اکسیداسیون اسیدهای چرب به زنجیرههای بلند آلفا و امگا-دیکربوکسیلیکاسید (alpha- and omega-dicarboxylic acid) انجام نخواهد شد (5، 20). همین اتفاق در جلوگیری از تولید گلیسرول در باکتری اشرشیاکلی و نیز اختلال در تشکیل لایهی فسفولیپیدی و دیوارهی سلولی، رشد و جفت شدن سلول را تحت تأثیر قرار میدهد (8). از طرفی طبق گزارش پاتل (47) شرایط تنش در گونه Hydropsyche contubernalis هورمونهای آدیپوکینتیک (Adipokinetic hormones) را فعال میسازد که به نوبه خود تجزیه چربی در اجسام چربی را افزایش میدهند. این مکانیسمهای احتمالی در کاهش میزان چربی در حشرات تحت تیمار با عصاره میتواند وجود داشته باشد. اما نکتهی قابلتوجه، افزایش میزان چربی در غلظت 25 درصد در مقایسه با شاهد است. در بعضی از گونهها مشاهده شده است که کاربرد سموم شیمیایی اثرات افزایشی را بر منابع انرژی به دنبال داشته است (24،19). نتایج این تحقیق گویای آن است که عصاره سیر در غلظتهای مختلف، اثرات متفاوتی را نشان میدهد. پروس و همکاران (48) نیز چنین تفاوتهایی را در تحقیقات خویش مشاهده کردند.
تغییرات کربوهیدرات: کربوهیدراتها یکی از منابع مهم انرژی در بسیاری از حشرات محسوب میشوند و میزان آن در همولنف شاخص مهمی از میزان متابولیسم، تعادل پویا از جذب، سوختوساز و مصرف توسط بافتهای مختلف است (58). نتایج حاصل از این تحقیق بیانگر تأثیر عصاره سیر بر کربوهیدرات قابلحل بوده و بر میزان گلیکوژن تأثیر معنیداری نداشته است. غلظتهای بالای عصارهی سیر سبب کاهش میزان قند در بدن حشرات کامل شده است. علیرغم آنکه در غلظتهای پایینتر سیر روند افزایشی در میزان قند را بدنبال داشته است. افزایش میزان کربوهیدرات در برخی از غلظتها نسبت به شاهد را می توان به پدیده هورمزیس (Hormesis ) نسبت داد (45) که طی آن غلظتهای پایین ترکیبات شیمیایی ممکن است اثرات مفیدی را روی موجودات زنده نشان دهند. به خصوص در عصارههای گیاهی همچون سیر که به علت وجود ترکیبات مختلف و اثرات آنها در کنار هم، تناقض در تأثیر غلظتهای مختلف مشاهده میشود (48). اما کاهش میزان کربوهیدرات نسبت به شاهد ناشی از تنش ایجاد شده در اثر استفاده از عصاره است. کاهش میزان کربوهیدرات در کاربرد سایپرمترین (Cypermethrin) و تنظیم کنندههای رشد در حشرات و نیز عصارهی دانههای هویج در موش صحرایی دیابتی نوع I به اثبات رسیده است (1، 19، 29). عناصر موجود در عصاره سیر با مهار آنزیمهای آمیلاز و سلولاز در 18 گونه قارچ مختلف، میزان کربوهیدرات را بهصورت قابلتوجهی کاهش داده است (51). اوپادهای و همکاران (54) ثابت کردند که اتصال لکتینهای سیر به پروتئینهای کادهرین Cadherin)) مانند اپیتلیال همچون گلیکوزیل-فسفاتیدیلاینوزیتول (Glycosyl-phosphatidylinositol) و پلیکالین (Polycalin)، جذب مواد غذایی ازجمله کربوهیدرات را کاهش میدهد. همچنین، لکتینها بااتصال به آنزیم سوکراز تجزیهی ساکارز به گلوکز و فروکتوز را مهار میکنند (فیتچس و همکاران (2008) به نقل از 53). در پستانداران، ترکیبات سیر با مهار شماری از آنزیمهای کبدی از جمله آنزیم HMG-CoA ردوکتاز بر سیکل تبدیل قند و گلیکوژن مؤثرند (12).
سرما سختی
1- نقطه فوق سرما: نقطه فوق سرما تحت تأثیر نوع میزبان، میزان آب بدن حشره، عناصر هستهی یخساز در بدن و همچنین گروهی از ترکیبات شیمیایی و سموم، تغییر میکند (18، 26، 30، 36). نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که عصاره سیر علاوه بر آنکه یک ترکیب با خاصیت حشرهکشی و ضد تغذیهای است میتواند در بدن حشرات کامل سوسک کلرادو سبب انجماد مایع داخل بدن شود. بنابراین با تغذیه از این ترکیبات نقاط فوق سرما افزایش و بهتبع آن مقاومت حشره در دماهای پایین کاهش مییابد. با توجه به اینکه برخی از ترکیبات غذایی بطور مستقیم و یا غیرمستقیم بهعنوان عوامل هسته یخساز عمل میکنند (28، 31، 32، 37). لذا، ممکن است در غلظت 5/2 درصد عوامل مؤثر به حدی نبوده باشد که تأثیری بر ظرفیت فوق سرما بگذارد. از طرفی همانطور که در نتایج میزان قند بدن حشرات تحت تیمار در آزمایش منابع انرژی مشخص شد، میزان قند در غلظتهای پایینتر بهمراتب بیشتر از شاهد میباشد. این مسئله میتواند توجیهی در جهت افزایش ظرفیت فوق سرما در این غلظت در مقایسه با نمونههای شاهد باشد. تحقیقات نشان داده است که ترکیباتی از گروه قندهای ساده همچون گلوکز، مانیتول و تریهالوز و حتی پلیالها باعث افزایش سرما سختی میگردد (30، 32، 42، 52). در صورتی که با افزایش غلظت عصاره، تأثیر بر نقاط فوق سرما مشهود است. این احتمال وجود دارد که در غلظت 25 و 50 درصد به علت خاصیت دورکنندگی و ضد تغذیهای بیشتر، حشرات کامل از برگهای آغشته کمتر تغذیه نموده و مواد مؤثر کمتری وارد بدن میشود. لیکن در غلظت 10 درصد، حشره به میزان آستانه اثر از ترکیب تغذیه نموده و اثرات واضحی را بر روی نقطه فوق سرما از خود بر جای گذاشته است. طبق بررسیهای انجامشده مواردی همچون میزان آب بدن و عناصر یخساز در همولنف، لوله گوارش و حتی عضلات میتوانند نقطه فوق سرما را تغییر دهند (26، 28، 31). لکتینهای سیر بهعنوان یک پروتئین دیمر حاوی قند مانوز میباشند که احتمالاً میتوانند بهعنوان یک عامل هستهی یخساز در لولهی گوارش عمل کنند (54). گزارشات منتشرشده در رابطه با عوامل هسته یخساز نشان دادند که فاکتورهایی همچون پروتئینها جزو عوامل مهم در ایجاد بلور یخ هستند. در باکتریهای هسته یخ نیز در حقیقت پروتئینهای موجود در غشای سلولی باکتری در انجماد مایع بین بافتی در بدن حشرات نقش دارند (46). برخی از سموم با تأثیر بر سیستم گوارشی و ترشح آب سبب افزایش حجم آب گشته که بهتبع آن بر نقاط فوق سرما و میزان دمای رهاشده تأثیر خواهد گذاشت (3، 18، 30). لکتینهای سیر میتوانند با عبور از غشای سلول اپیتلیال معده میانی، وارد همولنف شده و فشار اسمزی را افزایش دهند (54). با تغییر فشار اسمزی، میزان آب بیشتری به بین بافتها نفوذ میکند و با افزایش میزان آب، یخزدگی در دمای بالاتری اتفاق میافتد (11، 16، 32، 37، 50). از طرفی برخی ترکیبات شیمیایی با آسیب وسیع به همولنف سبب کاهش ظرفیت فوق سرما میگردند (50). نتایج این تحقیق نشان داد که ترکیبات موجود در عصاره سیر می تواند میزان قند و چربی را کاهش دهد. براساس اطلاعات موجود مقاومت به سرما با وزن حشره، میزان لیپید، گلیکوژن و گلیسرول بدن مرتبط است (37). همانطور که اشاره گردید غلظتهای مختلف عصاره باعث کاهش مقدار چربی شده است. با توجه به ارتباط تنگاتنگ منابع چربی و سرما سختی، کاهش مقاومت حشره در برابر سرما امری طبیعی و دور از انتظار نیست. از طرفی کمبود منابع قابلدسترس برای تولید ATP جهت انجام واکنشهای سلولی و از طرف دیگر کاهش در حجم چربی کل میتوانند کاهش عناصر ضدیخ را به دنبال داشته باشد. گلیسرول بهعنوان یک ترکیب ضدیخ در داخل بدن حشرات قبل از شروع سرما افزایش مییابد و از انجماد مایع داخل بدن حشره جلوگیری میکند. بنابراین، کاهش میزان گلیسرول، انجماد در دماهای بالاتر را شامل میشود (17). در این تحقیق علیرغم آنکه غلظتهای پایین عصارهی سیر باعث کاهش در حجم چربی کل شده است ولی افزایش در ظرفیت فوق سرما را نشان داده است. طبق گزارشهای پیشین حشره برای جبران کاهش در مقدار چربی، با تغییر در نسبت اسیدهای چرب اشباع و غیراشباع سعی میکند سیالیت چربی را در بدن خود افزایش داده و به همان نسبت قدرت ماندگاری خود را در دماهای پایین افزایش دهد (10).
2- تغییرات میزان گرمای رهاشده: عصارهی سیر بر میزان دمای رهاشده در پدیده کریستاله شدن آب درون بدن تأثیر معنیداری داشت که بر نتایج بدست آمده از تحقیقات پیشین منطبق است (15، 11). هر اندازه آب بدن حشره افزایش یابد به همان نسبت میزان گرمای رهاشده افزایش مییابد. گزارشها حاکی از آن است که لکتین سیر بااتصال به گیرندههای کادهرین مانند، سبب ایجاد منفذ در غشای سلولهای اپیتلیال میگردد و ترشح آب از لولهی گوارش به داخل همولنف را باعث میشود. همچنین، این پروتئینها ضمن عبور از غشای اپیتلیال فشار اسمزی همولنف را افزایش میدهند (53). در نتیجه با افزایش مولکولهای آب، میزان دمای رها شده و به تبع آن مدت زمان رهایش دما افزایش مییابد (11).
نتیجه گیری کلی
نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که حشرات زمستانگذران سوسک کلرادو با تغذیه از برگهای آغشته به برخی از غلظتهای عصاره سیر، ضمن کاهش مقادیر چربی بعنوان مهمترین منبع ذخیره انرژی، مقاومت خود را نسبت به دماهای پایین ازدستداده و مستعد تأثیرات نامطلوب عوامل محیطی خواهند شد. از طرفی این عصاره بهعنوان یک ترکیب دوستدار طبیعت با باقیمانده مطلوب در تغذیه انسان مطرح بوده و تبعات نامطلوبی را برای محیطزیست نخواهد داشت.