Dünya nüfusunun ihtiyaçlarını karşılamak için gıda üretiminin artırılması gerekmektedir. Bu bağlamda, pestisitler ürün verimini artırmayı amaçlayan modern tarım uygulamalarının ayrılmaz bir parçasıdır. Tarımda sentetik pestisitlerin yaygın kullanımının ciddi çevre kirliliğine ve insan sağlığı sorunlarına yol açtığı gösterilmiştir. Pestisitler, insan hücre zarlarında birikerek, kirli gıdalarla doğrudan temas veya tüketim yoluyla insan fonksiyonlarını bozabilir ve bu da önemli bir sağlık sorununa neden olur.
Bu çalışmada kullanılan sitogenetik parametreler, ometoatın soğan meristemleri üzerinde genotoksik ve sitotoksik etkiler uyguladığını gösteren tutarlı bir örüntü göstermiştir. Mevcut literatürde ometoatın soğan üzerindeki genotoksik etkilerine dair net bir kanıt olmamasına rağmen, çok sayıda çalışma ometoatın diğer test organizmaları üzerindeki genotoksik etkilerini araştırmıştır. Dolara vd. ometoatın insan lenfositlerinde in vitro kardeş kromatit değişimlerinin sayısında doza bağlı bir artışa neden olduğunu göstermiştir. Benzer şekilde, Arteaga-Gómez vd. ometoatın HaCaT keratinositlerinde ve NL-20 insan bronşiyal hücrelerinde hücre canlılığını azalttığını ve genotoksik hasarın bir kuyruklu yıldız testi kullanılarak değerlendirildiğini göstermiştir. Benzer şekilde, Wang vd. ometoata maruz kalan işçilerde telomer uzunluğunda artış ve kansere duyarlılıkta artış gözlemlemiştir. Ayrıca, mevcut çalışmayı desteklemek amacıyla Ekong vd. ometoatın (ometoatın oksijen analoğu) A. cepa'da MI'de azalmaya ve hücre lizisine, kromozom retansiyonuna, kromozom parçalanmasına, nükleer uzamaya, nükleer erozyona, erken kromozom olgunlaşmasına, metafaz kümelenmesine, nükleer yoğunlaşmaya, anafaz yapışkanlığına ve c-metafaz ve anafaz köprülerinde anormalliklere neden olduğu gösterilmiştir. Ometoat tedavisinden sonra MI değerlerindeki azalma, hücre bölünmesindeki yavaşlamadan veya hücrelerin mitotik döngüyü tamamlayamamasından kaynaklanıyor olabilir. Buna karşılık, MN ve kromozomal anormalliklerdeki artış ve DNA parçalanması, MI değerlerindeki azalmanın doğrudan DNA hasarıyla ilişkili olduğunu göstermiştir. Bu çalışmada tespit edilen kromozomal anormallikler arasında yapışkan kromozomlar en yaygın olanıydı. Oldukça toksik ve geri döndürülemez olan bu özel anormallik, kromozomal proteinlerin fiziksel olarak yapışması veya hücredeki nükleik asit metabolizmasının bozulmasıyla oluşur. Alternatif olarak, kromozomal DNA'yı kapsülleyen proteinlerin çözünmesi sonucu oluşabilir ve bu da sonuçta hücre ölümüne yol açabilir42. Serbest kromozomlar aneuploidi olasılığını düşündürür43. Ek olarak, kromozomal köprüler kromozomların ve kromatitlerin kırılması ve füzyonu ile oluşur. Parçaların oluşumu doğrudan MN oluşumuna yol açar ki bu da mevcut çalışmadaki kuyruklu yıldız testi sonuçlarıyla tutarlıdır. Kromatinin eşit olmayan dağılımı, geç mitotik fazda kromatid ayrımının başarısız olmasından kaynaklanır ve bu da serbest kromozomların oluşumuna yol açar44. Ometoat genotoksisitesinin kesin mekanizması açık değildir; ancak bir organofosforlu pestisit olarak nükleobazlar gibi hücresel bileşenlerle etkileşime girebilir veya reaktif oksijen türleri (ROS) üreterek DNA hasarına neden olabilir45. Böylece, organofosforlu pestisitler, organizmalardaki DNA bazlarıyla reaksiyona girebilen ve dolayısıyla doğrudan veya dolaylı olarak DNA hasarına neden olabilen O2-, H2O2 ve OH- dahil olmak üzere oldukça reaktif serbest radikallerin birikmesine neden olabilir. Bu ROS'ların ayrıca DNA replikasyonu ve onarımında yer alan enzimlere ve yapılara zarar verdiği de gösterilmiştir. Buna karşılık, organofosforlu pestisitlerin insanlar tarafından yutulduktan sonra karmaşık bir metabolik süreçten geçtiği ve birden fazla enzimle etkileşime girdiği öne sürülmüştür. Bu etkileşimin, ometoatın genotoksik etkilerinde çeşitli enzimlerin ve bu enzimleri kodlayan genlerin katılımıyla sonuçlandığını öne sürmüşlerdir40. Ding ve arkadaşları46, ometoata maruz kalan işçilerin telomeraz aktivitesi ve genetik polimorfizm ile ilişkili olan artmış telomer uzunluğuna sahip olduğunu bildirmiştir. Bununla birlikte, ometoat DNA onarım enzimleri ile genetik polimorfizm arasındaki ilişki insanlarda açıklığa kavuşturulmuş olsa da, bu soru bitkiler için hala çözümsüz kalmaktadır.
Reaktif oksijen türlerine (ROS) karşı hücresel savunma mekanizmaları yalnızca enzimatik antioksidan süreçlerle değil, aynı zamanda enzimatik olmayan antioksidan süreçlerle de güçlendirilir; bunlardan serbest prolin, bitkilerde önemli bir enzimatik olmayan antioksidandır. Stresli bitkilerde normal değerlerin 100 katına kadar daha yüksek prolin seviyeleri gözlemlenmiştir56. Bu çalışmanın sonuçları, ometoat uygulanmış buğday fidelerinde yüksek prolin seviyeleri bildiren sonuçlarla33 tutarlıdır. Benzer şekilde, Srivastava ve Singh57 de organofosfatlı insektisit malathion'un soğan (A. cepa) prolin seviyelerini ve ayrıca süperoksit dismutaz (SOD) ve katalaz (CAT) aktivitelerini artırarak membran bütünlüğünü azalttığını ve DNA hasarına neden olduğunu gözlemlemiştir. Prolin, protein yapı oluşumu, protein fonksiyon tayini, hücresel redoks homeostazının korunması, singlet oksijen ve hidroksil radikal süpürücülüğü, ozmotik dengenin korunması ve hücre sinyalizasyonu dahil olmak üzere çeşitli fizyolojik mekanizmalarda rol oynayan temel olmayan bir amino asittir57. Ayrıca prolin, antioksidan enzimleri koruyarak hücre zarlarının yapısal bütünlüğünü korur58. Ometoat maruziyetinden sonra soğanlardaki prolin seviyelerinin artması, vücudun insektisit kaynaklı toksisiteye karşı korunmak için prolini süperoksit dismutaz (SOD) ve katalaz (CAT) olarak kullandığını göstermektedir. Ancak, enzimatik antioksidan sisteme benzer şekilde, prolinin soğan kök ucu hücrelerini insektisit hasarından korumakta yetersiz kaldığı gösterilmiştir.
Literatürde ometoat insektisitlerinin bitki köklerinde anatomik hasara neden olduğu konusunda bir çalışma bulunmamaktadır. Ancak diğer insektisitlerle ilgili daha önce yapılmış çalışmaların sonuçları bu çalışmanın sonuçlarıyla örtüşmektedir. Çavuşoğlu vd.67 geniş spektrumlu tiametoksam insektisitlerinin soğan köklerinde hücre nekrozu, belirsiz damar dokusu, hücre deformasyonu, belirsiz epidermal tabaka ve meristem çekirdeklerinin anormal şekli gibi anatomik hasarlara neden olduğunu bildirmiştir. Tütüncü vd.68 üç farklı dozda methiokarb insektisitinin soğan köklerinde nekroz, epidermal hücre hasarı ve kortikal hücre duvarı kalınlaşmasına neden olduğunu bildirmiştir. Kalefetoglu Makar36 başka bir çalışmada avermektin insektisitlerinin 0,025 ml/L, 0,050 ml/L ve 0,100 ml/L dozlarında uygulanmasının soğan köklerinde tanımlanmamış iletken doku, epidermal hücre deformasyonu ve yassılaşmış nükleer hasara neden olduğunu saptamıştır. Kök, zararlı kimyasalların bitkiye girmesi için giriş noktasıdır ve aynı zamanda toksik etkilere en duyarlı ana bölgedir. Çalışmamızın MDA sonuçlarına göre oksidatif stres hücre zarı hasarına yol açabilir. Diğer yandan kök sisteminin aynı zamanda bu tür tehlikelere karşı ilk savunma mekanizması olduğunu bilmek önemlidir69. Çalışmalar, kök meristem hücrelerinde gözlenen hasarın, bu hücrelerin pestisit alımını engelleyen savunma mekanizmasından kaynaklanabileceğini göstermiştir. Bu çalışmada gözlemlenen epidermal ve kortikal hücrelerdeki artış, bitkinin kimyasal alımını azaltmasının bir sonucudur. Bu artış, hücrelerin ve çekirdeklerin fiziksel olarak sıkışmasına ve deformasyonuna neden olabilir. Ayrıca,70 bitkilerin pestisitlerin hücrelere nüfuzunu sınırlamak için belirli kimyasalları biriktirebileceği öne sürülmüştür. Bu olgu, hücrelerin ometoatın köklere nüfuz etmesini önlemek için hücre duvarlarını selüloz ve süberin gibi maddelerle kalınlaştırdığı, kortikal ve vasküler doku hücrelerinde adaptif bir değişiklik olarak açıklanabilir.71 Ayrıca, düzleşmiş nükleer hasar, hücrelerin fiziksel olarak sıkıştırılması veya nükleer zarı etkileyen oksidatif stresin sonucu olabilir veya ometoat uygulamasının neden olduğu genetik materyalin hasar görmesinden kaynaklanabilir.
Ometoat, özellikle gelişmekte olan ülkelerde yaygın olarak kullanılan oldukça etkili bir insektisittir. Ancak, diğer birçok organofosfatlı pestisitte olduğu gibi, çevre ve insan sağlığı üzerindeki etkileri konusunda endişeler devam etmektedir. Bu çalışma, yaygın olarak test edilen bir bitki olan A. cepa üzerindeki ometoat insektisitlerinin zararlı etkilerini kapsamlı bir şekilde değerlendirerek bu bilgi boşluğunu doldurmayı amaçlamaktadır. A. cepa'da ometoat maruziyeti büyüme geriliğine, genotoksik etkilere, DNA bütünlüğünün kaybına, oksidatif strese ve kök meristeminde hücre hasarına neden olmuştur. Sonuçlar, ometoat insektisitlerinin hedef dışı organizmalar üzerindeki olumsuz etkilerini vurgulamıştır. Bu çalışmanın sonuçları, ometoat insektisitlerinin kullanımında daha fazla dikkatli olunması, daha hassas dozajlama, çiftçiler arasında artan farkındalık ve daha sıkı düzenlemeler ihtiyacını göstermektedir. Ayrıca, bu sonuçlar ometoat insektisitlerinin hedef dışı türler üzerindeki etkilerini araştıran araştırmalar için değerli bir başlangıç noktası sağlayacaktır.
Bitkiler ve bunların kısımlarının (soğan soğanları) deneysel çalışmaları ve arazi çalışmaları, bitki materyali toplanması da dahil olmak üzere, ilgili kurumsal, ulusal ve uluslararası norm ve yönetmeliklere uygun olarak yürütülmüştür.
Gönderi zamanı: 04-Haz-2025