कांद्यांमध्ये ओमेथोएट या कीटकनाशकाचे विषविज्ञानविषयक मूल्यांकन.

जगाच्या लोकसंख्येच्या गरजा पूर्ण करण्यासाठी अन्न उत्पादन वाढवणे आवश्यक आहे. या संदर्भात, पिकांचे उत्पन्न वाढवण्याच्या उद्देशाने आधुनिक कृषी पद्धतींमध्ये कीटकनाशके हा एक अविभाज्य भाग आहे. शेतीमध्ये रासायनिक कीटकनाशकांच्या व्यापक वापरामुळे गंभीर पर्यावरणीय प्रदूषण आणि मानवी आरोग्याच्या समस्या निर्माण होतात, असे दिसून आले आहे. कीटकनाशके मानवी पेशींच्या आवरणांवर जमा होऊ शकतात आणि थेट संपर्कातून किंवा दूषित अन्नाच्या सेवनाने मानवी कार्यांना बाधा आणू शकतात, जे आरोग्याच्या समस्यांचे एक महत्त्वाचे कारण आहे.
या अभ्यासात वापरलेल्या सायटोजेनेटिक पॅरामीटर्सनी एक सुसंगत नमुना दर्शवला, जो सूचित करतो की ओमेथोएट कांद्याच्या मेरिस्टेमवर जनोटॉक्सिक आणि सायटोटॉक्सिक परिणाम करतो. जरी सध्याच्या साहित्यात कांद्यावरील ओमेथोएटच्या जनोटॉक्सिक परिणामांचा कोणताही स्पष्ट पुरावा नसला तरी, मोठ्या संख्येने अभ्यासांनी इतर चाचणी जीवांवरील ओमेथोएटच्या जनोटॉक्सिक परिणामांचा तपास केला आहे. डोलारा आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी दाखवून दिले की ओमेथोएटमुळे मानवी लिम्फोसाइट्समध्ये इन विट्रोमध्ये सिस्टर क्रोमॅटिड एक्सचेंजच्या संख्येत डोस-आधारित वाढ होते. त्याचप्रमाणे, आर्टेगा-गोमेझ आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी दाखवून दिले की ओमेथोएटमुळे HaCaT केराटिनोसाइट्स आणि NL-20 मानवी श्वासनलिका पेशींमधील पेशी व्यवहार्यता कमी होते आणि कॉमेट चाचणी वापरून जनोटॉक्सिक नुकसानीचे मूल्यांकन केले गेले. त्याचप्रमाणे, वांग आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी ओमेथोएटच्या संपर्कात आलेल्या कामगारांमध्ये टेलोमेअरची लांबी वाढल्याचे आणि कर्करोगाची संवेदनशीलता वाढल्याचे निरीक्षण केले. शिवाय, सध्याच्या अभ्यासाला पाठिंबा देण्यासाठी, एकोंग आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी... असे दिसून आले की ओमेथोएट (ओमेथोएटचा ऑक्सिजन अॅनालॉग) मुळे ए. सेपा (A. cepa) मध्ये एमआय (MI) मध्ये घट झाली आणि त्यामुळे पेशी विघटन, गुणसूत्र धारणा, गुणसूत्र विखंडन, केंद्रक लांबी वाढणे, केंद्रक झीज, गुणसूत्रांचे अकाली परिपक्वन, मेटाफेज क्लस्टरिंग, केंद्रक संक्षेपण, अॅनाफेज चिकटपणा आणि सी-मेटाफेज व अॅनाफेज ब्रिजमधील विकृती निर्माण झाल्या. ओमेथोएट उपचारानंतर एमआय मूल्यांमधील घट ही पेशी विभाजनाच्या मंदावण्यामुळे किंवा पेशी मायटोटिक चक्र पूर्ण करण्यात अयशस्वी झाल्यामुळे असू शकते. याउलट, एमएन (MN) मधील वाढ, गुणसूत्रीय विकृती आणि डीएनए विखंडन यावरून असे दिसून आले की एमआय मूल्यांमधील घट ही थेट डीएनएच्या नुकसानाशी संबंधित होती. या अभ्यासात आढळलेल्या गुणसूत्रीय विकृतींपैकी, चिकट गुणसूत्र सर्वात सामान्य होते. ही विशिष्ट विकृती, जी अत्यंत विषारी आणि अपरिवर्तनीय आहे, गुणसूत्रीय प्रथिनांच्या भौतिक आसंजनामुळे किंवा पेशीमधील न्यूक्लिक आम्ल चयापचयाच्या व्यत्ययामुळे होते. पर्यायाने, हे गुणसूत्रीय डीएनएला वेढणाऱ्या प्रथिनांच्या विघटनामुळे होऊ शकते, ज्यामुळे अखेरीस पेशींचा मृत्यू होऊ शकतो⁴². मुक्त गुणसूत्रे ॲन्यूप्लॉइडीची शक्यता दर्शवतात⁴³. याव्यतिरिक्त, गुणसूत्रे आणि क्रोमॅटिड्सच्या तुटण्याने आणि एकत्र येण्याने गुणसूत्रीय पूल तयार होतात. तुकड्यांची निर्मिती थेट एमएनच्या निर्मितीस कारणीभूत ठरते, जे प्रस्तुत अभ्यासातील कॉमेट चाचणीच्या निकालांशी सुसंगत आहे. क्रोमॅटिनचे असमान वितरण हे मायटोटिक अवस्थेच्या उत्तरार्धात क्रोमॅटिड विभक्त होण्यात आलेल्या अपयशामुळे होते, ज्यामुळे मुक्त गुणसूत्रे तयार होतात⁴⁴. ओमेथोएटच्या जननविषारीतेची नेमकी यंत्रणा स्पष्ट नाही; तथापि, एक ऑर्गनोफॉस्फोरस कीटकनाशक म्हणून, ते न्यूक्लिओबेससारख्या पेशीय घटकांशी आंतरक्रिया करू शकते किंवा प्रतिक्रियाशील ऑक्सिजन प्रजाती (ROS) निर्माण करून डीएनएला नुकसान पोहोचवू शकते⁴⁵. अशाप्रकारे, ऑर्गनोफॉस्फोरस कीटकनाशकांमुळे O2−, H2O2, आणि OH− यांसारख्या अत्यंत क्रियाशील फ्री रॅडिकल्सचा संचय होऊ शकतो, जे सजीवांमधील डीएनए बेसशी अभिक्रिया करून प्रत्यक्ष किंवा अप्रत्यक्षपणे डीएनएचे नुकसान करतात. हे ROS डीएनए प्रतिकृती आणि दुरुस्तीमध्ये सामील असलेल्या एन्झाइम्स आणि संरचनांना देखील नुकसान पोहोचवतात असे दिसून आले आहे. याउलट, असे सुचवले गेले आहे की मानवांनी सेवन केल्यानंतर ऑर्गनोफॉस्फोरस कीटकनाशके एका जटिल चयापचय प्रक्रियेतून जातात, ज्यात ते अनेक एन्झाइम्सशी संवाद साधतात. ते असा प्रस्ताव मांडतात की या संवादामुळे ओमेथोएटच्या जनुकीय विषारी परिणामांमध्ये विविध एन्झाइम्स आणि या एन्झाइम्सना सांकेतिक रूप देणाऱ्या जनुकांचा सहभाग असतो. डिंग आणि सहकाऱ्यांनी अहवाल दिला की ओमेथोएटच्या संपर्कात आलेल्या कामगारांमध्ये टेलोमेअरची लांबी वाढली होती, जी टेलोमेरेज क्रियाकलाप आणि अनुवांशिक बहुरूपतेशी संबंधित होती. तथापि, मानवांमध्ये ओमेथोएट डीएनए दुरुस्ती एन्झाइम्स आणि अनुवांशिक बहुरूपता यांच्यातील संबंध स्पष्ट झाला असला तरी, वनस्पतींच्या बाबतीत हा प्रश्न अनुत्तरित आहे.
प्रतिक्रियाशील ऑक्सिजन प्रजातींविरुद्ध (ROS) पेशीय संरक्षण यंत्रणा केवळ एन्झायमॅटिक अँटिऑक्सिडेंट प्रक्रियांमुळेच नव्हे, तर नॉन-एन्झायमॅटिक अँटिऑक्सिडेंट प्रक्रियांमुळेही वाढतात, ज्यापैकी मुक्त प्रोलाइन वनस्पतींमधील एक महत्त्वाचा नॉन-एन्झायमॅटिक अँटिऑक्सिडेंट आहे. ताणग्रस्त वनस्पतींमध्ये सामान्य मूल्यांपेक्षा १०० पट जास्त प्रोलाइनची पातळी आढळून आली⁵⁶. या अभ्यासाचे निष्कर्ष ओमेथोएट-उपचारित गव्हाच्या रोपांमध्ये प्रोलाइनची पातळी वाढल्याचे नोंदवणाऱ्या निष्कर्षांशी³³ सुसंगत आहेत. त्याचप्रमाणे, श्रीवास्तव आणि सिंग⁵⁷ यांनी असेही निरीक्षण केले की ऑर्गनोफॉस्फेट कीटकनाशक मॅलाथिऑनने कांद्यामध्ये (A. cepa) प्रोलाइनची पातळी वाढवली आणि सुपरऑक्साइड डिसम्युटेज (SOD) व कॅटलेज (CAT) ची क्रियाशीलता देखील वाढवली, ज्यामुळे पेशीपटलाची अखंडता कमी झाली आणि डीएनएला नुकसान झाले. प्रोलाइन हे एक नॉन-एसेन्शियल अमिनो आम्ल आहे जे प्रथिनांची रचना तयार करणे, प्रथिनांचे कार्य निश्चित करणे, पेशीय रेडॉक्स होमियोस्टॅसिस राखणे, सिंगलेट ऑक्सिजन आणि हायड्रॉक्सिल रॅडिकल स्कॅव्हेंजिंग, ऑस्मोटिक संतुलन राखणे आणि पेशी सिग्नलिंग⁵⁷ यासह विविध शारीरिक यंत्रणांमध्ये सामील असते. याव्यतिरिक्त, प्रोलाइन अँटिऑक्सिडंट एन्झाइम्सचे संरक्षण करते, ज्यामुळे पेशींच्या पडद्यांची संरचनात्मक अखंडता टिकून राहते58. ओमेथोएटच्या संपर्कात आल्यानंतर कांद्यांमध्ये प्रोलाइनच्या पातळीत होणारी वाढ असे सूचित करते की, कीटकनाशकांमुळे होणाऱ्या विषबाधेपासून संरक्षण करण्यासाठी शरीर प्रोलाइनचा वापर सुपरऑक्साइड डिसम्युटेज (SOD) आणि कॅटलेज (CAT) म्हणून करते. तथापि, एन्झायमॅटिक अँटिऑक्सिडंट प्रणालीप्रमाणेच, कांद्याच्या मुळांच्या टोकाकडील पेशींना कीटकनाशकांमुळे होणाऱ्या नुकसानापासून वाचवण्यासाठी प्रोलाइन अपुरे असल्याचे दिसून आले आहे.
साहित्य समीक्षेतून असे दिसून आले की, ओमेथोएट कीटकनाशकांमुळे वनस्पतींच्या मुळांना होणाऱ्या शारीरिक नुकसानीवर कोणताही अभ्यास झालेला नाही. तथापि, इतर कीटकनाशकांवरील पूर्वीच्या अभ्यासांचे निष्कर्ष या अभ्यासाच्या निष्कर्षांशी सुसंगत आहेत. Çavuşoğlu et al.67 यांनी नोंदवले की, ब्रॉड-स्पेक्ट्रम थायमेथोक्साम कीटकनाशकांमुळे कांद्याच्या मुळांमध्ये पेशींचा मृत्यू (सेल नेक्रोसिस), अस्पष्ट संवहनी ऊतक, पेशींचा विरूपण, अस्पष्ट बाह्यत्वचा थर आणि मेरिस्टेम केंद्रकांचा असामान्य आकार यांसारखे शारीरिक नुकसान होते. Tütüncü et al.68 यांनी सूचित केले की, मेथिओकार्ब कीटकनाशकांच्या तीन वेगवेगळ्या डोसमुळे कांद्याच्या मुळांमध्ये पेशींचा मृत्यू (नेक्रोसिस), बाह्यत्वचा पेशींचे नुकसान आणि कॉर्टिकल पेशीभित्तिका जाड होणे यांसारखे परिणाम दिसून आले. दुसऱ्या एका अभ्यासात, कालेफेटोग्लू मकर३६ यांनी असे आढळून आणले की, ०.०२५ मिली/लिटर, ०.०५० मिली/लिटर आणि ०.१०० मिली/लिटर या डोसमध्ये ॲव्हरमेक्टिन कीटकनाशकांचा वापर केल्याने कांद्याच्या मुळांमध्ये अस्पष्ट संवाहक ऊती, बाह्यत्वचा पेशींचे विरूपण आणि चपटे केंद्रक नुकसान होते. मूळ हे वनस्पतीमध्ये हानिकारक रसायने प्रवेश करण्याचे प्रवेशद्वार आहे आणि विषारी परिणामांना सर्वाधिक संवेदनशील असलेले मुख्य ठिकाण देखील आहे. आमच्या अभ्यासाच्या MDA निकालांनुसार, ऑक्सिडेटिव्ह ताणामुळे पेशीपटलाचे नुकसान होऊ शकते. दुसरीकडे, हे ओळखणे महत्त्वाचे आहे की मूळ प्रणाली अशा धोक्यांविरुद्धची प्राथमिक संरक्षण यंत्रणा देखील आहे६९. अभ्यासातून असे दिसून आले आहे की, मूळ मेरिस्टेम पेशींना झालेले नुकसान हे या पेशींच्या संरक्षण यंत्रणेमुळे असू शकते, जी कीटकनाशकांचे शोषण रोखते. या अभ्यासात दिसून आलेली बाह्यत्वचा आणि कॉर्टिकल पेशींमधील वाढ ही वनस्पतीद्वारे रसायनांचे शोषण कमी केल्याचा परिणाम असण्याची शक्यता आहे. या वाढीमुळे पेशी आणि केंद्रकांवर भौतिक दाब आणि विरूपण येऊ शकते. याव्यतिरिक्त,70 असे सुचवले गेले आहे की वनस्पती पेशींमध्ये कीटकनाशकांचा प्रवेश मर्यादित करण्यासाठी काही विशिष्ट रसायने जमा करू शकतात. या घटनेचे स्पष्टीकरण कॉर्टिकल आणि व्हॅस्क्युलर ऊतींच्या पेशींमधील एक अनुकूली बदल म्हणून दिले जाऊ शकते, ज्यामध्ये पेशी ओमेथोएटला मुळांमध्ये प्रवेश करण्यापासून रोखण्यासाठी सेल्युलोज आणि सुबेरिन सारख्या पदार्थांनी त्यांच्या पेशीभित्ती जाड करतात.71 शिवाय, चपटे झालेले केंद्रकीय नुकसान हे पेशींच्या भौतिक दाबामुळे किंवा केंद्रकीय पटलावर परिणाम करणाऱ्या ऑक्सिडेटिव्ह ताणामुळे असू शकते, किंवा ते ओमेथोएटच्या वापरामुळे जनुकीय सामग्रीला झालेल्या नुकसानीमुळे असू शकते.
ओमेथोएट हे एक अत्यंत प्रभावी कीटकनाशक आहे, जे विशेषतः विकसनशील देशांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते. तथापि, इतर अनेक ऑर्गनोफॉस्फेट कीटकनाशकांप्रमाणेच, पर्यावरण आणि मानवी आरोग्यावरील त्याच्या परिणामांबद्दल चिंता कायम आहे. या अभ्यासाचा उद्देश, सामान्यतः चाचणी केल्या जाणाऱ्या 'ए. सेपा' (A. cepa) या वनस्पतीवर ओमेथोएट कीटकनाशकांच्या हानिकारक परिणामांचे सर्वसमावेशक मूल्यांकन करून, ही माहितीची उणीव भरून काढणे हा होता. 'ए. सेपा'मध्ये, ओमेथोएटच्या संपर्कामुळे मुळांच्या मेरिस्टेममध्ये वाढ खुंटणे, जनुकीय विषारी परिणाम, डीएनएच्या अखंडतेचे नुकसान, ऑक्सिडेटिव्ह ताण आणि पेशींचे नुकसान दिसून आले. या परिणामांनी ओमेथोएट कीटकनाशकांचे लक्ष्य नसलेल्या जीवांवरील नकारात्मक परिणाम अधोरेखित केले. या अभ्यासाचे परिणाम ओमेथोएट कीटकनाशकांच्या वापरात अधिक सावधगिरी, अधिक अचूक मात्रा, शेतकऱ्यांमध्ये वाढीव जागरूकता आणि कठोर नियमांची गरज दर्शवतात. शिवाय, हे परिणाम ओमेथोएट कीटकनाशकांच्या लक्ष्य नसलेल्या प्रजातींवरील परिणामांचा तपास करणाऱ्या संशोधनासाठी एक मौल्यवान प्रारंभिक बिंदू प्रदान करतील.
वनस्पती आणि त्यांचे भाग (कांद्याचे कंद) यांच्यावरील प्रायोगिक अभ्यास आणि क्षेत्रीय अभ्यास, तसेच वनस्पती सामग्रीचे संकलन, हे संबंधित संस्थात्मक, राष्ट्रीय आणि आंतरराष्ट्रीय नियम व नियमांनुसार करण्यात आले.