Dünya nüfusunun ihtiyaçlarını karşılamak için gıda üretiminin artırılması gereklidir. Bu bağlamda, pestisitler, ürün verimini artırmayı amaçlayan modern tarım uygulamalarının ayrılmaz bir parçasıdır. Tarımda sentetik pestisitlerin yaygın kullanımı, ciddi çevre kirliliğine ve insan sağlığı sorunlarına neden olduğu gösterilmiştir. Pestisitler insan hücre zarlarında birikebilir ve doğrudan temas veya kontamine gıda tüketimi yoluyla insan fonksiyonlarını bozabilir; bu da önemli bir sağlık sorunu nedenidir.
Bu çalışmada kullanılan sitogenetik parametreler, omethoatın soğan meristemleri üzerinde genotoksik ve sitotoksik etkiler gösterdiğini belirten tutarlı bir örüntü ortaya koymuştur. Mevcut literatürde omethoatın soğan üzerindeki genotoksik etkilerine dair net bir kanıt olmamasına rağmen, çok sayıda çalışma omethoatın diğer test organizmaları üzerindeki genotoksik etkilerini araştırmıştır. Dolara ve ark., omethoatın in vitro insan lenfositlerinde kardeş kromatid değişimlerinin sayısında doza bağımlı bir artışa neden olduğunu göstermiştir. Benzer şekilde, Arteaga-Gómez ve ark., omethoatın HaCaT keratinositlerinde ve NL-20 insan bronşiyal hücrelerinde hücre canlılığını azalttığını ve genotoksik hasarın kuyruklu yıldız testi kullanılarak değerlendirildiğini göstermiştir. Benzer şekilde, Wang ve ark., omethoata maruz kalan işçilerde telomer uzunluğunda artış ve kansere yatkınlıkta artış gözlemlemiştir. Ayrıca, mevcut çalışmayı desteklemek amacıyla Ekong ve ark. Omethoate'in (omethoate'in oksijen analoğu) A. cepa'da MI değerinde azalmaya ve hücre lizisine, kromozom tutulumuna, 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. Omethoate tedavisi sonrası MI değerlerindeki azalma, hücre bölünmesinin yavaşlamasından veya hücrelerin mitotik döngüyü tamamlayamamasından kaynaklanabilir. Buna karşılık, MN ve kromozomal anormalliklerdeki ve DNA parçalanmasındaki artış, MI değerlerindeki azalmanın doğrudan DNA hasarıyla ilişkili olduğunu göstermiştir. Bu çalışmada tespit edilen kromozomal anormallikler arasında yapışkan kromozomlar en yaygın olanıdır. Son derece toksik ve geri dönüşümsüz olan bu özel anormallik, kromozomal proteinlerin fiziksel yapışmasından veya hücredeki nükleik asit metabolizmasının bozulmasından kaynaklanır. Alternatif olarak, kromozomal DNA'yı saran proteinlerin çözünmesinden kaynaklanabilir ve bu da nihayetinde hücre ölümüne yol açabilir42. Serbest kromozomlar anöploidi olasılığını düşündürmektedir43. Ek olarak, kromozom ve kromatidlerin kırılması ve kaynaşmasıyla kromozomal köprüler oluşur. Parçaların oluşumu doğrudan MN oluşumuna yol açar ve bu da mevcut çalışmadaki kuyruklu yıldız testi sonuçlarıyla tutarlıdır. Kromatinin düzensiz dağılımı, geç mitotik fazda kromatid ayrılmasının başarısızlığından kaynaklanır ve bu da serbest kromozomların oluşmasına yol açar44. Omethoate'in genotoksisitesinin kesin mekanizması net değildir; ancak, bir organofosforlu pestisit olarak, nükleobazlar gibi hücresel bileşenlerle etkileşime girebilir veya reaktif oksijen türleri (ROS) üreterek DNA hasarına neden olabilir45. Bu nedenle, organofosforlu pestisitler, organizmalardaki DNA bazlarıyla reaksiyona girebilen ve böylece doğrudan veya dolaylı olarak DNA hasarına neden olabilen O2−, H2O2 ve OH− gibi yüksek derecede 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, omethoate40'ın genotoksik etkilerinde çeşitli enzimlerin ve bu enzimleri kodlayan genlerin rol almasına yol açtığı öne sürülmüştür. Ding ve ark.46, omethoate'e maruz kalan işçilerde telomer uzunluğunun arttığını ve bunun telomeraz aktivitesi ve genetik polimorfizm ile ilişkili olduğunu bildirmiştir. Bununla birlikte, omethoate DNA onarım enzimleri ile genetik polimorfizm arasındaki ilişki insanlarda açıklığa kavuşturulmuş olsa da, bu soru bitkiler için çözülmemiş 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. Stres altındaki bitkilerde normal değerlerin 100 katına kadar daha yüksek prolin seviyeleri gözlemlenmiştir56. Bu çalışmanın sonuçları, omethoate ile muamele edilmiş buğday fidelerinde yüksek prolin seviyeleri bildiren sonuçlarla33 tutarlıdır. Benzer şekilde, Srivastava ve Singh57 de organofosfatlı insektisit malathionun soğanda (A. cepa) prolin seviyelerini artırdığını ve ayrıca süperoksit dismutaz (SOD) ve katalaz (CAT) aktivitelerini artırarak membran bütünlüğünü azalttığını ve DNA hasarına neden olduğunu gözlemlemiştir. Prolin, protein yapısı oluşumu, protein fonksiyonu belirlenmesi, hücresel redoks homeostazının korunması, singlet oksijen ve hidroksil radikal temizleme, ozmotik dengenin korunması ve hücre sinyalleşmesi57 dahil olmak üzere çeşitli fizyolojik mekanizmalarda yer alan esansiyel olmayan bir amino asittir. Ek olarak, prolin antioksidan enzimleri koruyarak hücre zarlarının yapısal bütünlüğünü korur58. Omethoate maruziyetinden sonra soğanlardaki prolin seviyelerindeki artış, vücudun böcek ilacı kaynaklı toksisiteye karşı korunmak için prolini süperoksit dismutaz (SOD) ve katalaz (CAT) olarak kullandığını düşündürmektedir. Bununla birlikte, enzimatik antioksidan sisteme benzer şekilde, prolinin soğan kök ucu hücrelerini böcek ilacı hasarından korumak için yetersiz olduğu gösterilmiştir.
Literatür taraması, omethoat insektisitlerin bitki köklerinde neden olduğu anatomik hasar üzerine herhangi bir çalışma bulunmadığını göstermiştir. Bununla birlikte, diğer insektisitler üzerine yapılan önceki çalışmaların sonuçları bu çalışmanın sonuçlarıyla tutarlıdır. Çavuşoğlu vd.67, geniş spektrumlu tiametoksam insektisitlerin soğan köklerinde hücre nekrozu, belirsiz vasküler doku, hücre deformasyonu, belirsiz epidermal tabaka ve meristem çekirdeklerinin anormal şekli gibi anatomik hasara neden olduğunu bildirmiştir. Tütüncü vd.68, üç farklı dozda metiokarb insektisitinin soğan köklerinde nekroz, epidermal hücre hasarı ve kortikal hücre duvarı kalınlaşmasına neden olduğunu belirtmiştir. Başka bir çalışmada ise Kalefetoglu Makar36, 0,025 ml/L, 0,050 ml/L ve 0,100 ml/L dozlarında avermektin insektisitlerinin uygulanmasının soğan köklerinde belirsiz iletken doku, epidermal hücre deformasyonu ve düzleşmiş çekirdek hasarına neden olduğunu bulmuştur. Kök, zararlı kimyasalların bitkiye giriş noktasıdır ve aynı zamanda toksik etkilere en duyarlı ana bölgedir. Çalışmamızın MDA sonuçlarına göre, oksidatif stres hücre zarı hasarına yol açabilir. Öte yandan, kök sisteminin bu tür tehlikelere karşı ilk savunma mekanizması olduğunu da kabul etmek önemlidir.69 Çalışmalar, kök meristem hücrelerinde gözlemlenen hasarın, bu hücrelerin pestisit alımını önleyen savunma mekanizmasından kaynaklanabileceğini göstermiştir. Bu çalışmada gözlemlenen epidermal ve kortikal hücrelerdeki artış, bitkinin kimyasal alımını azaltmasının bir sonucu olabilir. Bu artış, hücrelerin ve çekirdeklerin fiziksel sıkışmasına ve deformasyonuna neden olabilir. Ayrıca,70 bitkilerin pestisitlerin hücrelere nüfuzunu sınırlamak için belirli kimyasalları biriktirebileceği öne sürülmüştür. Bu fenomen, kortikal ve vasküler doku hücrelerinde meydana gelen adaptif bir değişiklik olarak açıklanabilir; bu değişiklikte hücreler, omethoate'in köklere nüfuz etmesini önlemek için hücre duvarlarını selüloz ve süberin gibi maddelerle kalınlaştırır.71 Ayrıca, düzleşmiş çekirdek hasarı, hücrelerin fiziksel olarak sıkıştırılması veya çekirdek zarını etkileyen oksidatif stresin sonucu olabilir veya omethoate uygulaması nedeniyle genetik materyalde meydana gelen hasardan kaynaklanabilir.
Omethoate, özellikle gelişmekte olan ülkelerde yaygın olarak kullanılan oldukça etkili bir böcek ilacıdır. Bununla birlikte, diğer birçok organofosfatlı pestisit gibi, çevre ve insan sağlığı üzerindeki etkileriyle ilgili endişeler devam etmektedir. Bu çalışma, yaygın olarak test edilen bir bitki olan A. cepa'da omethoate böcek ilaçlarının zararlı etkilerini kapsamlı bir şekilde değerlendirerek bu bilgi boşluğunu doldurmayı amaçlamıştır. A. cepa'da omethoate maruziyeti, büyüme geriliğine, genotoksik etkilere, DNA bütünlüğünün kaybına, oksidatif strese ve kök meristeminde hücre hasarına neden olmuştur. Sonuçlar, omethoate böcek ilaçlarının hedef olmayan organizmalar üzerindeki olumsuz etkilerini vurgulamıştır. Bu çalışmanın sonuçları, omethoate böcek ilaçlarının kullanımında daha fazla dikkatli olunması, daha hassas dozlama, çiftçiler arasında farkındalığın artırılması ve daha sıkı düzenlemelerin gerekliliğini göstermektedir. Ayrıca, bu sonuçlar, omethoate böcek ilaçlarının hedef olmayan türler üzerindeki etkilerini araştıran çalışmalar için değerli bir başlangıç noktası sağlayacaktır.
Bitkilerin ve bitki parçalarının (soğan soğanları) deneysel çalışmaları ve saha çalışmaları, bitki materyalinin toplanması da dahil olmak üzere, ilgili kurumsal, ulusal ve uluslararası norm ve düzenlemelere uygun olarak gerçekleştirilmiştir.
Yayın tarihi: 04-06-2025