Biochemical studies on plant extracts to control some pests and their side effect on honey bees in egypt and sudan /
Mohamed Mohamed Ibrahim Hefnawy,
Biochemical studies on plant extracts to control some pests and their side effect on honey bees in egypt and sudan / دراسات بيوكيميائية لبعض المستخلصات النباتية لمكافحة بعض الأفات وتأثيراتها الجانبية على النحل فى مصر و السودان / By Mohamed Mohamed Ibrahim Hefnawy; Supervisors Prof. Dr. Mohamed Fawzy M. El-Tawil, Prof. Dr. Saad Al-Adawey Shehatta Hamouda,Dr. Eman Mohamed Ismail. Prof. Dr. Ashraf M. A. El–Kady, - 266 pages : illustrations ; 25cm. + CD.
Thesis (Ph.D)-Cairo University, 2023.
Bibliography: pages 227-266.
Aphid (Aphis craccivora Koch) is a polyphagia’s aphid that poses a serious threat to crops of legumes. Aphis craccivora is a unique species in terms of its host plant and geographic distribution. It is one of the most common species of aphids and has a broad variety of hosts, including plants from many different families. It is incredibly polyphagias, infesting more than 400 plant species worldwide, and is a significant pest of many crops, especially pulse crops. The green stink bug Nezara viridula L., is a widespread pest with over 4000 identified species. It is economically significant for soybean, cotton, and other agricultural products like tomatoes, potatoes, various legumes, and cereals. All host plants are severely harmed by this insect. Although synthetic pesticides are an effective tool for controlling insects, it has many drawbacks including toxicity, environmental pollution in addition to the development of resistance phenomenon. So the main aim of this research study was to obtain new effective active ingredients from natural source to avoid the previously mentioned conventional pesticides drawbacks. Extraction as a chemical tool used to obtain new botanicals to check their availability to use for pest control.
Nine different plants (P. grantum, P. guajava M. nigra, A. cepa, M. olifera, P. oleracea, Z. jujube, L. camera and T. foenum) were used to extract total phenols and saponins and then tested for their biological effects on Aphis cracivora by three different techniques, slide dipping, spraying and leaf dipping techniques and against Nezara vridula by insect dipping technique as well as beneficial insect Apies melfera as an indicator for their environmental safety. Numerous natural product classes were found in the plants under research during phytochemical screening, including pyrogallol, catechol, alkaloids, flavonoids, phenols, and triterpenes. All of the plants included in the research had phenols, and all except Punica granatum and Psidium guajava had saponins. P. oleracea had the greatest extracted saponin yield, whereas P. grantum had the highest extracted phenol yield. All of the phenolic extracts examined had insecticidal activity against Aphis craccivora according to an insecticidal assessment of the total phenols extracted using the slide dipping technique. P. guajava total phenol had the lowest affectivity (EC50 value, 2615 ppm), whereas P. granatum was the most effective (EC50 value, 1.1421 ppm). A. craccivora also showed low tolenranc ratio (RR) values for all of the phenol extracts examined. Using spraying approach, it was discovered that the total phenol from P. granatum also was the most effective while the total phenol from P. guajava was the least effective. After 24 hours following treatment, A. craccivora was tolenranc to the tested phenols, but its resistance was reduced by prolonging the time after treatment. It was discovered that the leaf dipping method was useless. P. granatum was the most effective phenol extract with an EC50 value of 36.257 ppm, while L. camara phenol extract exhibited the lowest impact with an EC50 value of 1342.967 ppm when Nezera viridula was subjected to the pesticidal activity of the investigated phenol extracts by insect dipping technique.
Saponin extracts tested against Aphis craccivora under slide dipping technique declared that Zizphus jujube was the most effective (EC50 value, 0.0007 ppm) while A. cepa was the least effective (EC50 value, 12.69 ppm). While on using spraying technique, P. oleracea was the least effective, while Z. jujuba saponin extract was the most effective; their respective EC50 values were 628.472 and 0.58 ppm. Under the insect dipping technique, saponin extracts were also evaluated against Nezara vreadula; T. foenum saponin extract was the most effective (EC50 value, 4.80 ppm), whereas P. oleraceae saponin extract was the least effective (EC50 value, 32.41 ppm). Biological Tests were conducted using P. granatum phenol extract and T. foenum saponin extract on Apis mellifera honey bees. In chronic oral toxicity test, both substances were non-toxic and safe for Apis mellifera worker bee. Thin layer chromatography T.L.C was used to determine the total number of compounds contained in phenols and saponin extracts in addition to their determination using GC/ Mass spectral analysis.
تعتبر حشرة المنْ آفة رئيسية لمعظم المحاصيل النجيلية والبقولية اشجار الفاكهة وله نطاق جغرافي واسع وهو أحد أكثر أنواع الحشرات انتشارًا وله مجموعة كبيرة من النباتات المضيفة التي تغطي عائلات مختلفة فهو يصيب أكثر من 400 نوع من النباتات في العالم وهو آفة رئيسية للعديد من المحاصيل كما تعتبر حشرة البقة الخضراء من الآفات ذات الاهمية الاقتصادية العالية لفول الصويا والقطن والمحاصيل الزراعية الأخرى مثل الطماطم والبطاطس والعديد من البقوليات والحبوب وواحدة من أكبر العائلات التي تضم أكثر من 4000 نوع من النباتات والحشرتان تسبب ضررًا كبيرًا لجميع النباتات المضيفة.على الرغم من أن المبيدات التقليدية هي أداة فعالة في مكافحة الحشرات إلا أن لها العديد من العيوب بما في ذلك لفرط السمية والتلوث البيئي بالإضافة إلى تطور ظاهرة المقاومة لذلك كان الهدف الرئيسي من هذه الدراسة البحثية هو الحصول على مواد فعالة جديدة من مصادر طبيعية لتجنب عيوب المبيدات التقليدية المذكورة سابقًا. وتم الاعتماد فيها علي الإستخلاص كأداة كيميائية للحصول على مواد فعالة نباتية للتحقق من مدي امكانية استخدامها في مجال مكافحة الآفات.تم استخلاص تسع نباتات مختلفة (الرمان والجوافة والمورينجا والبصل والرجلة والعناب (الممبوزيا) واللانتانا كمارا والحلبة والتوت) لإستخلاص الفينولات الكلية والصابونين ثم تمت دراسة تأثيرها البيولوجي على المن بثلاث طرق مختلفة غمس بشرائح والرش وغمس الأوراق وعلي البقة الخضراء عن طريق تقنية غمس الحشرات بالإضافة تجريبها علي الحشرات النافعة مثل نحل العسل كمؤشر على أمانها البيئي.
كشف الفحص الكيميائي النباتي للنباتات تحتد الدراسة عن احتوائها علي العديد من مركبات المنتجات الطبيعية بما في ذلك البيروجالول والكاتيكول القلويدات والفلافونويدات والفينولات والتريتربينات و أظهرت جميع النباتات تحت الدراسة وجود الفينولات والصايونين في جميعها باستثناء الرمان و الجوافة وكان للرمان أعلى إنتاجية من مستخلص الفينول المستخلص بينما أظهرت الجوافة أعلى إنتاجية من مستخلص الصابونين.أظهر تقييم مستخلصات الفينولات ضد المن باستخدام تقنية غمر الشرائح أن جميع المستخلصات الفينولية المختبرة لها فاعلية ضد المن. وبحسب قيم التركيز النصفي المميت و كان الرمان هو الأكثر فاعلية حيث كانت قيمة التركيز النصفي المميت له 1.1421 جزء في المليون بينما أظهر الفينول الكلي المستخلص من الجوافة أقل فعالية حيث كانت قيمة التركيز النصفي المميت له 2615 جزء في المليون بالإضافة إلى ذلك أظهر المن قيمًا منخفضة للمقاومة لجميع مستخلصات الفينول تحت الدراسة.
واتضح أن لمستخلصات الفينولات المختبرة ضد البقة الخضراء باستخدام تقنية غمس الحشرات أن مستخلص فينول الرمان كان أكثر مستخلص له كفاءة حيث كانت قيمة التركيز النصفي المميت له 36.257 جزء في المليون بينما أظهر مستخلص فينول اللانتانا كمارا أقل تأثير حيث كانت قيمة التركيز النصفي المميت له 1342.967 جزء في المليون.مستخلصات الصابونين التي تم تجريبها ضد المن بتقنية غمر الشرائح أوضحت أن مستخلص صابونين العناب (الممبوزيا) كان الأكثر فعالية حيث كانت قيمة التركيز النصفي المميت له 0.0007 جزء في المليون بينما كان مستخلص صابونين البصل الأقل فاعلية حيث كانت قيمة التركيز النصفي المميت له 12.69 جزء في المليون بينما عند استخدام طريقة الرش ، كان مستخلص صابونين الرجلة هو الأقل فعالية وكان مستخلص العناب (الممبوزيا) هو الأكثر فاعلية حيث كانت قيم التركيز النصفي المميت لهما علي الترتيب 628.472 و 0.58 جزء في المليون.
كما تم اختبار مستخلصات الصابونين ضد البقة الخضراء بتقنية الغمس الحشري وكان مستخلص صابونين الحلبة هو الأكثر كفاءة حيث كانت قيمة التركيز النصفي المميت له 4.80 جزء في المليون بينما كان مستخلص صابونين الرجلة هو أقل مستخلصات الصابونين فعالية حيث كانت قيمة التركيز النصفي المميت له32.41 جزء في المليون.وعند تجريب مستخلص فينول الرمان ومستخلص صابونين الحلبة ضد نحل العسل اتضح أن كلاهما غير سام وآمن علي نحل العسل في اختبار السمية الفموية المزمنة.كما تم استخدام كروموتوجرافيا الطبقة الرقيقة لتحديد عدد المركبات التي تحتويها مستخلصات الفينول والصابونين وتحديدالآعلي فاعلية من هذهالمستخلصاتوعدد المركبات فيها بإستخدام مطياف الكتلة لكروموتوجرافيا الغاز
Text in English and abstract in English.
Bees
Aphis craccivora Apies melfera Biological techniques Extraction Nezara viridula Phenols and Saponins
595.799
Biochemical studies on plant extracts to control some pests and their side effect on honey bees in egypt and sudan / دراسات بيوكيميائية لبعض المستخلصات النباتية لمكافحة بعض الأفات وتأثيراتها الجانبية على النحل فى مصر و السودان / By Mohamed Mohamed Ibrahim Hefnawy; Supervisors Prof. Dr. Mohamed Fawzy M. El-Tawil, Prof. Dr. Saad Al-Adawey Shehatta Hamouda,Dr. Eman Mohamed Ismail. Prof. Dr. Ashraf M. A. El–Kady, - 266 pages : illustrations ; 25cm. + CD.
Thesis (Ph.D)-Cairo University, 2023.
Bibliography: pages 227-266.
Aphid (Aphis craccivora Koch) is a polyphagia’s aphid that poses a serious threat to crops of legumes. Aphis craccivora is a unique species in terms of its host plant and geographic distribution. It is one of the most common species of aphids and has a broad variety of hosts, including plants from many different families. It is incredibly polyphagias, infesting more than 400 plant species worldwide, and is a significant pest of many crops, especially pulse crops. The green stink bug Nezara viridula L., is a widespread pest with over 4000 identified species. It is economically significant for soybean, cotton, and other agricultural products like tomatoes, potatoes, various legumes, and cereals. All host plants are severely harmed by this insect. Although synthetic pesticides are an effective tool for controlling insects, it has many drawbacks including toxicity, environmental pollution in addition to the development of resistance phenomenon. So the main aim of this research study was to obtain new effective active ingredients from natural source to avoid the previously mentioned conventional pesticides drawbacks. Extraction as a chemical tool used to obtain new botanicals to check their availability to use for pest control.
Nine different plants (P. grantum, P. guajava M. nigra, A. cepa, M. olifera, P. oleracea, Z. jujube, L. camera and T. foenum) were used to extract total phenols and saponins and then tested for their biological effects on Aphis cracivora by three different techniques, slide dipping, spraying and leaf dipping techniques and against Nezara vridula by insect dipping technique as well as beneficial insect Apies melfera as an indicator for their environmental safety. Numerous natural product classes were found in the plants under research during phytochemical screening, including pyrogallol, catechol, alkaloids, flavonoids, phenols, and triterpenes. All of the plants included in the research had phenols, and all except Punica granatum and Psidium guajava had saponins. P. oleracea had the greatest extracted saponin yield, whereas P. grantum had the highest extracted phenol yield. All of the phenolic extracts examined had insecticidal activity against Aphis craccivora according to an insecticidal assessment of the total phenols extracted using the slide dipping technique. P. guajava total phenol had the lowest affectivity (EC50 value, 2615 ppm), whereas P. granatum was the most effective (EC50 value, 1.1421 ppm). A. craccivora also showed low tolenranc ratio (RR) values for all of the phenol extracts examined. Using spraying approach, it was discovered that the total phenol from P. granatum also was the most effective while the total phenol from P. guajava was the least effective. After 24 hours following treatment, A. craccivora was tolenranc to the tested phenols, but its resistance was reduced by prolonging the time after treatment. It was discovered that the leaf dipping method was useless. P. granatum was the most effective phenol extract with an EC50 value of 36.257 ppm, while L. camara phenol extract exhibited the lowest impact with an EC50 value of 1342.967 ppm when Nezera viridula was subjected to the pesticidal activity of the investigated phenol extracts by insect dipping technique.
Saponin extracts tested against Aphis craccivora under slide dipping technique declared that Zizphus jujube was the most effective (EC50 value, 0.0007 ppm) while A. cepa was the least effective (EC50 value, 12.69 ppm). While on using spraying technique, P. oleracea was the least effective, while Z. jujuba saponin extract was the most effective; their respective EC50 values were 628.472 and 0.58 ppm. Under the insect dipping technique, saponin extracts were also evaluated against Nezara vreadula; T. foenum saponin extract was the most effective (EC50 value, 4.80 ppm), whereas P. oleraceae saponin extract was the least effective (EC50 value, 32.41 ppm). Biological Tests were conducted using P. granatum phenol extract and T. foenum saponin extract on Apis mellifera honey bees. In chronic oral toxicity test, both substances were non-toxic and safe for Apis mellifera worker bee. Thin layer chromatography T.L.C was used to determine the total number of compounds contained in phenols and saponin extracts in addition to their determination using GC/ Mass spectral analysis.
تعتبر حشرة المنْ آفة رئيسية لمعظم المحاصيل النجيلية والبقولية اشجار الفاكهة وله نطاق جغرافي واسع وهو أحد أكثر أنواع الحشرات انتشارًا وله مجموعة كبيرة من النباتات المضيفة التي تغطي عائلات مختلفة فهو يصيب أكثر من 400 نوع من النباتات في العالم وهو آفة رئيسية للعديد من المحاصيل كما تعتبر حشرة البقة الخضراء من الآفات ذات الاهمية الاقتصادية العالية لفول الصويا والقطن والمحاصيل الزراعية الأخرى مثل الطماطم والبطاطس والعديد من البقوليات والحبوب وواحدة من أكبر العائلات التي تضم أكثر من 4000 نوع من النباتات والحشرتان تسبب ضررًا كبيرًا لجميع النباتات المضيفة.على الرغم من أن المبيدات التقليدية هي أداة فعالة في مكافحة الحشرات إلا أن لها العديد من العيوب بما في ذلك لفرط السمية والتلوث البيئي بالإضافة إلى تطور ظاهرة المقاومة لذلك كان الهدف الرئيسي من هذه الدراسة البحثية هو الحصول على مواد فعالة جديدة من مصادر طبيعية لتجنب عيوب المبيدات التقليدية المذكورة سابقًا. وتم الاعتماد فيها علي الإستخلاص كأداة كيميائية للحصول على مواد فعالة نباتية للتحقق من مدي امكانية استخدامها في مجال مكافحة الآفات.تم استخلاص تسع نباتات مختلفة (الرمان والجوافة والمورينجا والبصل والرجلة والعناب (الممبوزيا) واللانتانا كمارا والحلبة والتوت) لإستخلاص الفينولات الكلية والصابونين ثم تمت دراسة تأثيرها البيولوجي على المن بثلاث طرق مختلفة غمس بشرائح والرش وغمس الأوراق وعلي البقة الخضراء عن طريق تقنية غمس الحشرات بالإضافة تجريبها علي الحشرات النافعة مثل نحل العسل كمؤشر على أمانها البيئي.
كشف الفحص الكيميائي النباتي للنباتات تحتد الدراسة عن احتوائها علي العديد من مركبات المنتجات الطبيعية بما في ذلك البيروجالول والكاتيكول القلويدات والفلافونويدات والفينولات والتريتربينات و أظهرت جميع النباتات تحت الدراسة وجود الفينولات والصايونين في جميعها باستثناء الرمان و الجوافة وكان للرمان أعلى إنتاجية من مستخلص الفينول المستخلص بينما أظهرت الجوافة أعلى إنتاجية من مستخلص الصابونين.أظهر تقييم مستخلصات الفينولات ضد المن باستخدام تقنية غمر الشرائح أن جميع المستخلصات الفينولية المختبرة لها فاعلية ضد المن. وبحسب قيم التركيز النصفي المميت و كان الرمان هو الأكثر فاعلية حيث كانت قيمة التركيز النصفي المميت له 1.1421 جزء في المليون بينما أظهر الفينول الكلي المستخلص من الجوافة أقل فعالية حيث كانت قيمة التركيز النصفي المميت له 2615 جزء في المليون بالإضافة إلى ذلك أظهر المن قيمًا منخفضة للمقاومة لجميع مستخلصات الفينول تحت الدراسة.
واتضح أن لمستخلصات الفينولات المختبرة ضد البقة الخضراء باستخدام تقنية غمس الحشرات أن مستخلص فينول الرمان كان أكثر مستخلص له كفاءة حيث كانت قيمة التركيز النصفي المميت له 36.257 جزء في المليون بينما أظهر مستخلص فينول اللانتانا كمارا أقل تأثير حيث كانت قيمة التركيز النصفي المميت له 1342.967 جزء في المليون.مستخلصات الصابونين التي تم تجريبها ضد المن بتقنية غمر الشرائح أوضحت أن مستخلص صابونين العناب (الممبوزيا) كان الأكثر فعالية حيث كانت قيمة التركيز النصفي المميت له 0.0007 جزء في المليون بينما كان مستخلص صابونين البصل الأقل فاعلية حيث كانت قيمة التركيز النصفي المميت له 12.69 جزء في المليون بينما عند استخدام طريقة الرش ، كان مستخلص صابونين الرجلة هو الأقل فعالية وكان مستخلص العناب (الممبوزيا) هو الأكثر فاعلية حيث كانت قيم التركيز النصفي المميت لهما علي الترتيب 628.472 و 0.58 جزء في المليون.
كما تم اختبار مستخلصات الصابونين ضد البقة الخضراء بتقنية الغمس الحشري وكان مستخلص صابونين الحلبة هو الأكثر كفاءة حيث كانت قيمة التركيز النصفي المميت له 4.80 جزء في المليون بينما كان مستخلص صابونين الرجلة هو أقل مستخلصات الصابونين فعالية حيث كانت قيمة التركيز النصفي المميت له32.41 جزء في المليون.وعند تجريب مستخلص فينول الرمان ومستخلص صابونين الحلبة ضد نحل العسل اتضح أن كلاهما غير سام وآمن علي نحل العسل في اختبار السمية الفموية المزمنة.كما تم استخدام كروموتوجرافيا الطبقة الرقيقة لتحديد عدد المركبات التي تحتويها مستخلصات الفينول والصابونين وتحديدالآعلي فاعلية من هذهالمستخلصاتوعدد المركبات فيها بإستخدام مطياف الكتلة لكروموتوجرافيا الغاز
Text in English and abstract in English.
Bees
Aphis craccivora Apies melfera Biological techniques Extraction Nezara viridula Phenols and Saponins
595.799