Kısa süreli test teknikleri ile bazı insektisitlerin genotoksik etkilerinin belirlenmesi ve bu etkilerin giderilmesi için Portulaca oleracea L. (semizotu) bitkisine ait çeşitli ekstraktların kullanılması üzerine araştırmalar

Abstract

Bu çalışmada tarımda üretim, saklama ve işleme aşamalarında sıklıkla kullanılan Bifentrin (BİF), Permetrin (PER), İmidakloprid (İMİ) ve Asetamiprid (ASE) insektisitlerinin genotoksik etkileri in vivo ve in vitro olarak belirlenmeye çalışılmıştır. Genotoksik etkilerin giderilebilmesi için de Portulaca oleracea L. (Semizotu) bitkisine ait metanol (POmet) ve su (POsu) ekstraktları kullanılmıştır. İn vivo test çalışmaları için Drosophila melanogaster'de Kanat Somatik Mutasyon ve Rekombinasyon Testi (SMART), in vitro test çalışmaları için de Kardeş Kromatid Değişim Testi (KKD) ve Mikronükleus Testi (MN) kullanılmıştır. SMART için D. melanogaster'in 3. evre trans-heterozigot larvaları dört farklı insektisit ile muamele edilerek erginleşen sineklerin kanat hücrelerindeki mutant trikomlar incelenmiştir. KKD ve MN için ise insan periferal lenfosit kültürlerine yine farklı konsantrasyonlarda BİF, PER, İMİ ve ASE insektisitleri ilave edilmiştir. 72 saat inkübasyona bırakılan kültürlerden yayma preparatlar hazırlanmış ve incelenmiştir. Ayrıca tüm testler için negatif kontrol olarak distile su ve insektisitlerin çözücüsü olan dimetil sülfoksit (DMSO), pozitif kontrol olarak da etil metansülfonat (EMS) kullanılmıştır. Elde edilen bulgulara göre; SMART'da normal kanat fenotipi için, tüm insektisit uygulama gruplarında doz artışına bağlı olarak toplam klon sayıları ve buna bağlı mutasyon frekansında artış gözlenmiştir. Ancak kullanılan tüm insektisitlerin sadece en yüksek uygulama gruplarında (7ppm BİF, 8ppm PER, 2ppm İMİ ve ASE) sonuçlar anlamlı bulunmuştur (P<0,05). In vitro testlerde ise tüm insektisit uygulama grupları için (50-500 ppm BİF, PER, İMİ ve 25-250 ppm ASE) MN ve KKD sayılarında artış gözlenmiştir (P<0,05). Çalışmanın ikinci aşamasında, SMART için besiyerine insektisitlerin en yüksek uygulama gruplarıyla beraber %1 POmet ve %1 POsu ayrı ayrı eklenerek semizotunun antigenotoksik etkisi araştırılmıştır. KKD ve MN için ise insektisitlerin en yüksek uygulama grupları ve kendisi kadar POmet ve POsu (1:1 / v:v) besiyerine beraber eklenerek antigenotoksisite çalışmaları yapılmıştır. Bitkisel ekstraktlara bağlı olarak tüm testlerde, insektisit uygulama gruplarında gözlenen mutasyon frekanslarında istatistiksel olarak önemli düşüş gözlenmiştir (P<0,05). Sonuç olarak; SMART'da insektisitlere bağlı mutasyon artışı, in vitro testlerde ise kardeş kromatit değişimi ve mikronükleus frekansında gözlenen artış, genetik materyalde oluşan hasarın bir göstergesi olarak değerlendirilmiştir. Ayrıca POmet ve POsu ile bu hasarların giderilmesi, semizotunun kuvvetli bir antigenotoksik ajan olabileceğini göstermektedir.

In this study, we aimed to determine the genotoxic effects of Bifenthrin (BIF), Permethrin (PER), Imidacloprid (IMI) and Acetamiprid (ACE) insecticides, which are frequently used in agricultural manufacturing, strorage and cultivation, in in vivo and in vitro environment. In order to eliminate genotoxic effects, we used methanol (POmet) and water (POwtr) extracts of Portulaca oleracea L. (Purslane). We utilized Wing Somatic Mutation and Recombination Test (SMART) in Drosophila melanogaster for in vivo and Sister Chromatid Exchange (SCE) and Micronucleus Test (MN) for in vitro studies. The 3rd stage trans-heterozygous larvae of Drosophila melanogaster were treated by four different insecticide for SMART and the mutant tricoms in wing cells of matured flies were studied. The different concentrations of BIF, PER, IMI and ACE insecticides were added to human peripheral lymphocyte cultures for SCE and MN tests. The smears from cultures incubated for 72 hours were prepared and studied. Additionally, in all tests, distiled water and a solvent of insecticides, dimethyl sulfoxide (DMSO), were used as negative controls, and ethyl methanesulfonate (EMS) was used as a positive control. An increase in the number of total clone spots and mutation frequency was observed as a result of the increase in the dosage of insecticides in all application groups for normal wing phenotype in SMART. However, the statistically significant results were found only in the groups treated by highest dosage of insecticides (7ppm BIF, 8ppm PER, 2ppm IMI ve ASE) (P<0,05). In vitro tests showed an increase in the frequencies of MN and SCE in all insecticide application groups (50-500 ppm BIF, PER, IMI ve 25-250 ppm ASE) (P<0,05). In the second stage of the study, the antigenotoxic effect of purslane was studied by adding 1% POmet and 1% POwtr individually into groups with highest insecticide application for SMART. The antigenotoxicity studies were also performed by adding equal amount of POmet and POwtr with insecticides (1:1/v:v) into the groups with highest insecticide application for SCE and MN. The addition of herbal extracts in all tests was shown to cause a statistically significant decrease in mutation frequency in each insecticide application group (P<0,05). As a result of our study, the increase in mutations in SMART, and SCE and MN in in vitro tests, respectively, can be assumed as a marker of damage in genetic material. Additionally, the repair of this damage by POmet and POwtr indicates that purslane can be a strong antigenotoxic agent.