Fatih KUTLUER, Kültiğin ÇAVUŞOĞLU, Emine YALÇIN

Deltametrin'in Allium cepa L.'daki Fizyolojik, Anatomik ve Genotoksik Etkilerinin Araştırılması

Bu çalışmanın amacı, Allium cepa L.’da deltametrinin toksik etkilerini araştırmaktır. Bu amaçla, kök uzunluğu,ağırlık kazanımı, çimlenme yüzdesi, mikronukleus (MN), kromozomal anormallik sıklığı ve anatomik değişimlerile malondialdehit (MDA) düzeyi gibi parametreler kullanılmıştır. Bulblar 1 kontrol ve 3 uygulama olarak 4gruba ayrılmıştır. Kontrol grubu bulblar çeşme suyu, uygulama grubu bulblar ise deltametrinin 5, 10 ve 20 mg L-1dozları ile 72 saat muamele edilmiştir. Sonuçlar, kontrol grubu ile karşılaştırıldığında, tüm uygulamagruplarında, kök uzunluğunu, ağırlık kazanımı ve çimlenme yüzdesinin azaldığını, MN ve kromozomalanormalliklerin sayısının ise arttığını göstermiştir. Yapışkan kromozom, köprü, fragment, c-mitoz ve kromatinineşit olmayan dağılımı şeklinde kromozomal anormallikler gözlenmiştir. Ayrıca, sonuçlar, deltametrininuygulanan tüm dozlarda yassılaşmış hücre çekirdeği, nekroz, iletim dokuda bazı maddelerin birikimi, kortekshücre duvarında kalınlaşma, belirgin olmayan iletim doku ve hücre deformasyonu vb. anatomik hasarlara nedenolduğunu da göstermiştir. Diğer yandan, deltametrine maruz kalan kök uçlarının MDA düzeylerinde önemli birdeğişim olduğu saptanmıştır. Deltametrin uygulamasının lipid peroksidasyonunu önemli ölçüde arttırdığı ve tümuygulama gruplarında MDA düzeylerinde bir artışa neden olduğu belirlenmiştir. Bu çalışmada elde edilenveriler, A. cepa biyo-analizlerinin deltametrin’in muhtemel toksisitesini belirlemede önemli bir indikatör olarakkullanılabileceğini göstermiştir.

The Investigation of the Physiological, Anatomical and Genotoxic Effects in Allium Cepa L. of Deltamethrin

The purpose of the present study was to investigate toxic effects of deltamethrin in Allium cepa L. For this purpose, we used parameters such as the root length, weight gain, germination percentage, frequency of micronucleus (MN) and chromosomal aberrations, anatomical changes with malondialdehyde (MDA) levels. Seeds were divided into 4 groups as 1 control and 3 application groups. The seeds of control group were treated with tap water only, and the seeds of application group were treated with 5, 10 ve 20 mg L -1 doses of deltamethrin for 72 h. The results showed that significantly reduced the, root length, weight gain and germination percentage, and the number of MN and chromosomal aberrations increased in all the application groups compared with results the control group. Chromosomal abnormalities were observed as sticky chromosome, bridge, fragment, c- mitosis and unequal distribution of chromatin. Also, results showed that deltamethrin at all doses caused anatomical damages such as flattened cell nuclei, necrosis, accumulation of some substances in the vascular tissue, thickening in the cortex cell walls, nonspecific vascular tissue and cell deformation. On the other hand, there was significant an alteration in the MDA levels of the root tips exposed to deltamethrin. Deltamethrin treatment significantly enhanced the lipid peroxidation and caused an increase in MDA levels in all treatment groups. The data obtained in this study showed that Allium cepa bioassays can be used as an important indicator to detect possible toxicity of deltamethrin.

PDF

___

[1] S. Toros, S. Maden ve S. Sözeri, Tarımsal Savaşım Yöntem ve İlaçları, 4. baskı, Ankara, Türkiye: Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi, 2001, ss. 473.
[2] Vikipedi, (6 Aralık 2016). Pestisit. [Online]. Erişim: http://www.tr.wikipedia.org/wiki/Pestisit
[3] Y. K. Daş ve A. Aksoy, “Pestisitler,” Türkiye Klinikleri Veteriner Bilimleri-Farmakoloji ve Toksikoloji Özel Dergisi, c. 2, s. 2, ss. 1-17, 2016.
[4] R. Hu, X. Huang, J. Huang, Y. Li, C. Zhang, Y. Yin, Z. Chen, Y. Jin, J. Cai and F. Cui, “Long-and Short-Term Health Effects of Pesticide Exposure: A Cohort Study from China,” PloS One, c. 10, s. 6, ss. 1-13, 2015.
[5] B. Kara ve Z. Şimşek, “Güneydoğu Anadolu Bölgesinde Pestisit Satış Yerlerinin Yasal Düzenlemelere Uygunluk Durumunun Değerlendirilmesi,” Turkish Journal of Public Health, c. 14, s. 1, ss. 32-42, 2016.
[6] O. Ozkan and O. Ustuner, “Investigations about Genotoxicity of Deltamethrin,” Kafkas Üniversitesi Veteriner Fakültesi Dergisi, vol. 18, no. 1, pp. 69-74, 2012.
[7] E. Ballı, S. Yalın, B. Mazmancı, M. A. Mazmancı, F. Söğüt, P. Eroğlu, D. Yetkin, S. Korkutan ve Ü. Çömelekoğlu, “Deltametrinin Oluşturduğu Periferik Sinir Hasarı Üzerine E Vitaminin Etkisinin Araştırılması,” Mersin Üniversitesi Sağlık Bilimleri Dergisi, c. 7, s. 1, ss. 17-23, 2014.
[8] J. Rank, M. H. Nielsen, “Evaluation of the Allium anaphase-telophase test in relation to genotoxicity screening of industrial wastewater”, Mutation Research, vol. 312, pp. 17- 24, 1994.
[9] Pubchem, (25 Şubat 2019). Deltamethrine. [Online] Erişim: https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov. (Description: Data deposited in or computed by PubChem).
[10] O. X. Wei, “Mutagenic Effects of Chromium Trioxide on Root Tip Cells of Vicia faba,” Journal of Zhejiang University Science, vol. 5, pp. 1570–1576, 2004.
[11] M. Atik, O. Karagüzel ve S. Ersoy, “Sıcaklığın Dalbergia sissoo Tohumlarının Çimlenme Özelliklerine Etkisi,” Akdeniz Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, c. 20, s. 2, ss. 203–210, 2007.
[12] T. A. Staykova, E. N. Ivanova and I. G. Velcheva, “Cytogenetic Effect of Heavy Metal and Cyanide in Contamined Waters from the Region of Southwest Bulgaria,” Journal of Cell and Molecular Biology, no. 4, pp. 41–46, 2005.
[13] M. Fenech, W. P Chang, M. Kirsch-Volders, N. Holland, S. Bonassi and E. Zeiger, “Human MicronNucleus Project. HUMN Project: Detailed Description of the Scoring Criteria for the Cytokinesis-Block Micronucleus Assay using İsolated Human Lymphocyte Cultures,” Mutation Research, vol. 534, no. 1-2, pp. 65-75, 2003.
[14] S. Unyayar, A. Celik, F. O. Cekic and A. Gozel, “Cadmium-Induced Genotoxicity, Cytotoxicity and Lipid Peroxidation in Allium sativum and Vicia faba,” Mutagenesis, vol. 21, pp. 77–81, 2006.
[15] S. K. Shakir, M. Kanwal, W. Murad, Z. ur Rehman, S. ur Rehman, M. K. Daud and A. Azizullah, “Effect of Some Commonly used Pesticides on Seed Germination, Biomass Production and Photosynthetic Pigments in Tomato (Lycopersicon esculentum),” Ecotoxicology, vol. 25, no. 2, pp. 329-341, 2016.
[16] T. A. Yekeen and M. K. Adeboye, “Cytogenotoxic Effects of Cypermethrin, Deltamethrin, Lambdacyhalothrin and Endosulfan Pesticides on Allium cepa Root Cells,” African Journal of Biotechnology, vol. 12, no. 41, pp. 6000-6006, 2013.
[17] K. Cavusoglu, E. Yalcin, Z. Turkmen, K. Yapar and S. Sagir, “Physiological, Anatomical, Biochemical, and Cytogenetic Effects of Thiamethoxam Treatment on Allium cepa (Amaryllidaceae) L,” Environmental Toxicology, vol. 27, no. 11, pp. 635-643, 2012.
[18] K. J. Stelzer, M. Gordon, “Effects of pyrethroids on lymphocyte mitogenic responsiveness”, Research Communications in Chemical Pathology and Pharmacology, vol. 46, pp.137-150, 1984.
[19] M. R. Moya-Quiles, E. Munoz-Delgado, C. J. Vidal, “Effects of the pyrethroid insecticide permethrin on membrane fluidity”. Chemistry and Physics of Lipids, vol. 79, pp. 21-28, 1996.
[20] S. Türkoğlu, "Genotoxicity of five food preservatives tested on root tips of Allium cepa L." Mutation Research/Genetic Toxicology and Environmental Mutagenesis, vol. 626, pp. 4-14, 2007.
[21] S. M. Amer, E. M. Ali, “Cytological effects of pesticides—Effects of some herbicides on Vicia faba”, Cytologia, vol. 39, pp. 633–643, 1974.
[22] L. K. S. Chauhan, T. S. S. Dikshith and V. Sundararaman, “Effect of Deltamethrin on Plant Cells I. Cytological Effects on the Root Meristems of Allium cepa,” Mutation Research/Genetic Toxicology, vol. 171, no. 1, pp. 25-30, 1986.
[23] P. N. Saxena, R. C. Murthy and S. K. Gupta, “Evaluation of Cytogenetic Effects of Deltamethrin in Root Meristem Cells of Allium sativum and Allium cepa: A Possible Mechanism of Chromosome Damage,” Toxicological and Environmental Chemistry, vol. 91, no. 3, pp. 577-594, 2009.
[24] H. Y. Liu, B. Liao, S. Q. Lu, “Toxicity of surfactant, acid rain and Cd2+ combined pollution to the nucleus of Vicia faba root tip cells”, Chinese Journal of Applied Ecology, vol. 15, pp. 493- 496, 2004.
[25] G. Demirtas, K. Cavusoglu and E. Yalcin, “Anatomic, Physiologic and Cytogenetic Changes in Allium cepa L. Induced by Diniconazole,” Cytologia, vol. 80, no. 1, pp. 51-57, 2015.
[26] K. Çavuşoğlu, A. Kaya, F. Yılmaz, E. Yalçın, “Effects Of Cypermethrin on Allium cepa”, Environmental Toxicology, vol. 27, no. 10, pp. 583-589, 2012.
[27] M. Kale, N. Rathore, S. John, D. Bhatnagar, “Lipid peroxidationdamage on pyrethroid exposure and alterations in antioxidant status in rat erythrocytes: A possible involvement of reactive oxygen species”, Toxicology Letters, vol. 105, pp.197–205, 1999.