DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-026-37275-7
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41807498
تاريخ النشر: 2026-03-10
المؤلف: Sophie E. Whyms وآخرون
الموضوع الرئيسي: استراتيجيات مكافحة الآفات الحشرية
نظرة عامة
تبحث هذه الدراسة في خصائص الزيوت الأساسية لنبات الميرتل المستنقعي (Myrica gale L.) في طرد الحشرات، والتي تم التعرف عليها تاريخياً لفعاليتها ضد الحشرات. تم تقطير الزيوت الأساسية من الأوراق والثمار المجمعة من أربعة مواقع في أيرلندا وتم تحليلها باستخدام كروماتوغرافيا الغاز-مطياف الكتلة (GC-MS). تم اختبار الزيوت لطرد البعوض من نوع Aedes aegypti من خلال اختبارات الاتصال (الذراع في القفص) والاختبارات المكانية (أولفكتومتر أنبوب Y). أظهر زيت الفاكهة المقطر باستخدام جهاز كليفنجر (MG4C) أعلى فعالية في كلا الاختبارين، مع أوقات حماية كاملة متوسطة ملحوظة وطرد مكاني قوي. وجدت الدراسة علاقة بين الطرد وارتفاع محتوى المونوتيربين، كما يتضح من نسبة المونوتيربين إلى السكوترين (M/S).
تؤكد النتائج على الإمكانات الطاردة للحشرات لزيوت M. gale الأساسية، وخاصة تلك المستخرجة من الفاكهة. تم ربط مكونات رئيسية مثل α-phellandrene وmyrcene بالطرد المكاني، بينما ارتبط eugenol وeugenol acetate بطرد زيت القرنفل. تم تحديد تيربينات إضافية، بما في ذلك β-pinene وcamphene وdelta-3-carene وγ-terpinene، كعوامل قد تساهم في التأثيرات الطاردة العامة. هذه الدراسة ملحوظة لأنها تستخدم تحليل الميتابولوم المستهدف لتحديد المكونات المحددة المسؤولة عن طرد الحشرات، مما يبرز أن المركبات التي تساهم في الطرد المكاني قد تختلف عن تلك التي تؤثر على طرد الاتصال. ستهدف الأبحاث المستقبلية إلى تعزيز فعالية التركيبات من خلال دمج زيت M. gale مع زيوت أساسية فعالة أخرى وتحسين إطلاق المكونات الطاردة.
مقدمة
تسلط المقدمة الضوء على العبء الاقتصادي الكبير الذي تفرضه المفصليات الماصة على صحة الإنسان والزراعة في إفريقيا، حيث تصل النفقات السنوية على مكافحة الملاريا إلى حوالي 1.8 مليار دولار. يثير الاستخدام الشائع لـ N,N-diethyl-m-toluamide (DEET) كطارد للحشرات مخاوف بيئية بسبب استمراريته في النظم البيئية وظهور سلالات البعوض المقاومة للمبيدات. تؤكد هذه الحالة على الحاجة الملحة لبدائل مستدامة، وخاصة الطاردات المستخلصة طبيعياً مثل الزيوت الأساسية (EOs) من عائلات نباتية مختلفة، والتي أظهرت فعالية في طرد مجموعة من المفصليات.
يؤكد النص على دور الزيوت الأساسية في تعطيل آليات اكتشاف المضيف للمفصليات الماصة، التي تستخدم مجموعة متنوعة من الإشارات الشمية على مسافات مختلفة. على سبيل المثال، يعمل ثاني أكسيد الكربون كجاذب على مسافات طويلة، بينما تعمل حمض اللاكتيك وعوامل أخرى على مسافات أقرب. تركز المقدمة أيضًا على Myrica gale L. (الميرتل المستنقعي)، وهو نبات ذو أهمية تاريخية معروف بخصائصه الطاردة للحشرات. توضح الحسابات الإثنobotanical استخداماته التقليدية في ردع الآفات، وقد سعت الدراسات الحديثة إلى تحليل الملفات الكيميائية لزيوته الأساسية. ومع ذلك، تم الإشارة إلى التحديات في الحفاظ على جودة الزيوت الأساسية المتسقة خلال الزراعة على نطاق واسع، مما يدل على الحاجة إلى مزيد من البحث في هذا المجال.
طرق
توضح قسم “المواد والطرق” تصميم التجربة والإجراءات المستخدمة في الدراسة. يوضح المواد المحددة المستخدمة، بما في ذلك أي مواد كيميائية، معدات، وعينات بيولوجية، مما يضمن إمكانية تكرار التجارب. يتم وصف المنهجيات بشكل منهجي، تغطي البروتوكولات لجمع البيانات، تقنيات التحليل، وأي طرق إحصائية تم تطبيقها لتفسير النتائج.
بالإضافة إلى ذلك، قد يتضمن القسم معلومات عن الظروف التجريبية، مثل درجة الحرارة، المدة، وأي ضوابط تم تنفيذها للتحقق من النتائج. تعتبر وضوح وصحة الطرق أمرًا حاسمًا لتقييم موثوقية النتائج وتأثيراتها في السياق الأوسع للبحث.
نتائج
يقدم قسم “النتائج” من ورقة البحث النتائج الرئيسية المستمدة من التجارب أو التحليلات التي تم إجراؤها. يبرز النتائج المهمة التي تدعم الفرضيات أو أسئلة البحث المطروحة سابقًا في الدراسة. يتم عادةً توضيح البيانات من خلال أشكال متنوعة، مثل الجداول، الرسوم البيانية، أو المخططات، التي توفر تمثيلًا بصريًا للنتائج.
قد يتضمن القسم أيضًا تحليلات إحصائية تتحقق من النتائج، مثل قيم p أو فترات الثقة، مما يشير إلى موثوقية وأهمية النتائج. بشكل عام، يخدم هذا القسم لتوصيل الأدلة التجريبية المجمعة بوضوح، مما يمهد الطريق للنقاشات والتفسيرات اللاحقة في الورقة.
نقاش
في هذه الدراسة، تم التحقيق في النشاط الطارد للزيوت الأساسية (EOs) المستخرجة من *Myrica gale* (الميرتل المستنقعي)، مع التركيز على فعاليتها ضد بعوض *Aedes aegypti*. تبني البحث على النتائج السابقة المتعلقة بالملفات الكيميائية لزيوت *M. gale* الأساسية الأيرلندية وتهدف إلى تحديد المكونات الكيميائية المحددة المسؤولة عن خصائصها الطاردة للحشرات. تم استخراج الزيوت الأساسية من الأوراق والثمار المجمعة من مواقع مختلفة في أيرلندا، وتم تقييم فعاليتها الطاردة باستخدام اختبارات الذراع في القفص واختبارات أولفكتومتر أنبوب Y. شمل البحث أيضًا مقارنات مع الزيوت الأساسية التجارية من *Myrtus communis* (زيت الميرتل) و*Syzygium aromaticum* (زيت براعم القرنفل).
أشارت النتائج إلى أن بعض زيوت *M. gale* الأساسية، وخاصة تلك المستخرجة من الفاكهة، أظهرت نشاطًا طاردًا ملحوظًا، حيث أظهر زيت الفاكهة MG4C متوسط وقت حماية كامل (CPT) قدره 18.45 دقيقة في اختبار الذراع في القفص. في المقابل، أظهرت زيوت الأوراق نشاطًا ضئيلًا أو معدومًا. كشفت التحليلات الكيميائية من خلال كروماتوغرافيا الغاز-مطياف الكتلة (GC-MS) عن إجمالي 105 مركبات عبر الزيوت الأساسية، مع مكونات ملحوظة تشمل α-pinene وlimonene وeucalyptol. أبرز تحليل البيانات متعدد المتغيرات ملفات كيميائية مميزة بين الزيوت الأساسية، مما يربط مركبات محددة بفعالية الطرد. تشير النتائج إلى أن زيوت *M. gale* الأساسية، وخاصة تلك المستخرجة من الفاكهة، يمكن أن تكون طاردات طبيعية فعالة، مما يستدعي مزيدًا من الاستكشاف للتطبيقات التجارية.
DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-026-37275-7
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41807498
Publication Date: 2026-03-10
Author(s): Sophie E. Whyms et al.
Primary Topic: Insect Pest Control Strategies
Overview
This research investigates the insect-repellent properties of bog myrtle (Myrica gale L.) essential oils, historically recognized for their efficacy against insects. Essential oils were hydro-distilled from leaves and fruits collected from four locations in Ireland and analyzed using gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). The oils were tested for repellence against Aedes aegypti through contact (arm-in-cage) and spatial (Y-tube olfactometer) assays. The Clevenger-hydro-distilled fruit oil (MG4C) demonstrated the highest effectiveness in both assays, with significant mean complete protection times and strong spatial repellence. The study found a correlation between repellence and a higher monoterpene content, indicated by the monoterpene to sesquiterpene (M/S) ratio.
The findings confirm the insect-repellent potential of M. gale essential oils, particularly those extracted from fruit. Key components such as α-phellandrene and myrcene were linked to spatial repellence, while eugenol and eugenol acetate were associated with clove oil repellence. Additional terpenes, including β-pinene, camphene, delta-3-carene, and γ-terpinene, were identified as potentially contributing to the overall repellent effects. This study is notable for employing targeted metabolomic analysis to identify specific components responsible for insect repellence, highlighting that the compounds contributing to spatial repellence may differ from those affecting contact repellence. Future research will aim to enhance the efficacy of formulations by combining M. gale oil with other effective essential oils and optimizing the release of repellent ingredients.
Introduction
The introduction highlights the significant economic burden that biting arthropods impose on human health and agriculture in Africa, with annual expenditures on malaria control reaching approximately $1.8 billion. The prevalent use of N,N-diethyl-m-toluamide (DEET) as an insect repellent raises environmental concerns due to its persistence in ecosystems and the emergence of insecticide-resistant mosquito strains. This situation underscores the urgent need for sustainable alternatives, particularly naturally derived repellents such as essential oils (EOs) from various plant families, which have shown efficacy in repelling a range of arthropods.
The text emphasizes the role of EOs in disrupting the host detection mechanisms of biting arthropods, which utilize a variety of olfactory cues at different distances. For instance, carbon dioxide serves as a long-range attractant, while lactic acid and other factors operate at closer ranges. The introduction also focuses on Myrica gale L. (bog myrtle), a historically significant plant known for its insect-repelling properties. Ethnobotanical accounts illustrate its traditional uses in pest deterrence, and recent studies have aimed to analyze the chemical profiles of its EOs. However, challenges in maintaining consistent EO quality during large-scale cultivation have been noted, indicating the need for further research in this area.
Methods
The “Materials and Methods” section outlines the experimental design and procedures employed in the study. It details the specific materials used, including any reagents, equipment, and biological samples, ensuring reproducibility of the experiments. The methodologies are described systematically, covering the protocols for data collection, analysis techniques, and any statistical methods applied to interpret the results.
Additionally, the section may include information on the experimental conditions, such as temperature, duration, and any controls implemented to validate the findings. The clarity and rigor of the methods are crucial for assessing the reliability of the results and their implications in the broader context of the research.
Results
The “Results” section of the research paper presents key findings derived from the conducted experiments or analyses. It highlights the significant outcomes that support the hypotheses or research questions posed earlier in the study. The data is typically illustrated through various forms, such as tables, graphs, or charts, which provide a visual representation of the results.
The section may also include statistical analyses that validate the findings, such as p-values or confidence intervals, indicating the reliability and significance of the results. Overall, this section serves to clearly communicate the empirical evidence gathered, laying the groundwork for subsequent discussions and interpretations in the paper.
Discussion
In this study, the repellent activity of essential oils (EOs) derived from *Myrica gale* (bog myrtle) was investigated, focusing on their effectiveness against *Aedes aegypti* mosquitoes. The research builds upon previous findings regarding the chemical profiles of Irish *M. gale* EOs and aims to identify the specific chemical constituents responsible for their insect-repelling properties. EOs were extracted from leaves and fruits collected from various locations in Ireland, and their repellent efficacy was evaluated using both arm-in-cage and Y-tube olfactometer assays. The study also included comparisons with commercial EOs from *Myrtus communis* (myrtle oil) and *Syzygium aromaticum* (clove bud oil).
The results indicated that certain *M. gale* EOs, particularly those derived from fruits, exhibited significant repellent activity, with the fruit EO MG4C showing a mean complete protection time (CPT) of 18.45 minutes in the arm-in-cage assay. In contrast, leaf EOs demonstrated minimal to no activity. Chemical profiling through gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) revealed a total of 105 compounds across the EOs, with notable constituents including α-pinene, limonene, and eucalyptol. Multivariate data analysis highlighted distinct chemical profiles among the EOs, correlating specific compounds with repellent efficacy. The findings suggest that *M. gale* EOs, particularly those from fruit, could serve as effective natural insect repellents, warranting further exploration for commercial applications.