प्याज में कीटनाशक ओमेथोएट का विषाक्तता मूल्यांकन।

विश्व की जनसंख्या की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए खाद्य उत्पादन में वृद्धि आवश्यक है। इस संबंध में, कीटनाशक आधुनिक कृषि पद्धतियों का एक अभिन्न अंग हैं जिनका उद्देश्य फसल की पैदावार बढ़ाना है। कृषि में सिंथेटिक कीटनाशकों के व्यापक उपयोग से गंभीर पर्यावरण प्रदूषण और मानव स्वास्थ्य समस्याएँ उत्पन्न हुई हैं। कीटनाशक मानव कोशिका झिल्लियों पर जैव-संचयित हो सकते हैं और दूषित भोजन के सीधे संपर्क या सेवन से मानव कार्यों को बाधित कर सकते हैं, जो स्वास्थ्य समस्याओं का एक महत्वपूर्ण कारण है।
इस अध्ययन में उपयोग किए गए साइटोजेनेटिक मापदंडों ने एक सुसंगत पैटर्न दिखाया जो दर्शाता है कि ओमेथोएट प्याज के मेरिस्टेम पर जीनोटॉक्सिक और साइटोटॉक्सिक प्रभाव डालता है। हालांकि मौजूदा साहित्य में प्याज पर ओमेथोएट के जीनोटॉक्सिक प्रभावों का कोई स्पष्ट प्रमाण नहीं है, लेकिन बड़ी संख्या में अध्ययनों ने अन्य परीक्षण जीवों पर ओमेथोएट के जीनोटॉक्सिक प्रभावों की जांच की है। डोलारा एट अल ने दिखाया कि ओमेथोएट ने इन विट्रो में मानव लिम्फोसाइटों में बहन क्रोमैटिड एक्सचेंजों की संख्या में एक खुराक पर निर्भर वृद्धि को प्रेरित किया। इसी तरह, आर्टेगा-गोमेज़ एट अल ने दिखाया कि ओमेथोएट ने HaCaT केराटिनोसाइट्स और NL-20 मानव ब्रोन्कियल कोशिकाओं में कोशिका व्यवहार्यता को कम कर दिया, और एक धूमकेतु परख का उपयोग करके जीनोटॉक्सिक क्षति का आकलन किया गया। इसी तरह, वांग एट अल ने ओमेथोएट ने दर्शाया कि ओमेथोएट (ओमेथोएट का ऑक्सीजन एनालॉग) ए. सेपा में एमआई में कमी का कारण बना और कोशिका अपघटन, गुणसूत्र प्रतिधारण, गुणसूत्र विखंडन, परमाणु बढ़ाव, परमाणु क्षरण, समयपूर्व गुणसूत्र परिपक्वता, मेटाफ़ेज़ क्लस्टरिंग, परमाणु संघनन, एनाफ़ेज़ चिपचिपाहट और सी-मेटाफ़ेज़ और एनाफ़ेज़ पुलों की असामान्यताएं पैदा करता है। ओमेथोएट उपचार के बाद एमआई मूल्यों में कमी कोशिका विभाजन में मंदी या कोशिकाओं द्वारा माइटोटिक चक्र को पूरा करने में विफलता के कारण हो सकती है। इसके विपरीत, एमएन और गुणसूत्र असामान्यताओं और डीएनए विखंडन में वृद्धि ने संकेत दिया कि एमआई मूल्यों में कमी सीधे डीएनए क्षति से संबंधित थी। वर्तमान अध्ययन में पाई गई गुणसूत्र असामान्यताओं में, चिपचिपे गुणसूत्र सबसे आम थे। वैकल्पिक रूप से, यह गुणसूत्र डीएनए को घेरने वाले प्रोटीन के विघटन के कारण भी हो सकता है, जिससे अंततः कोशिका मृत्यु42 हो सकती है। मुक्त गुणसूत्रों में एनेप्लोइडी43 की संभावना दिखाई देती है। इसके अतिरिक्त, गुणसूत्रीय सेतु गुणसूत्रों और क्रोमैटिडों के टूटने और संलयन से बनते हैं। टुकड़ों के निर्माण से सीधे MN का निर्माण होता है, जो वर्तमान अध्ययन में धूमकेतु परख परिणामों के अनुरूप है। क्रोमेटिन का असमान वितरण, माइटोटिक अवस्था के अंत में क्रोमैटिड पृथक्करण की विफलता के कारण होता है, जिससे मुक्त गुणसूत्रों का निर्माण44 होता है। ओमेथोएट जीनोटॉक्सिसिटी की सटीक क्रियाविधि स्पष्ट नहीं है; हालाँकि, एक ऑर्गनोफॉस्फोरस कीटनाशक के रूप में, यह न्यूक्लियोबेस जैसे कोशिकीय घटकों के साथ परस्पर क्रिया कर सकता है या प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियाँ (ROS)45 उत्पन्न करके डीएनए को नुकसान पहुँचा सकता है। इस प्रकार, ऑर्गेनोफ़ॉस्फ़ोरस कीटनाशक अत्यधिक प्रतिक्रियाशील मुक्त मूलकों, जैसे O2−, H2O2, और OH−, के संचय का कारण बन सकते हैं, जो जीवों में डीएनए क्षारकों के साथ अभिक्रिया कर सकते हैं, जिससे प्रत्यक्ष या अप्रत्यक्ष रूप से डीएनए क्षति हो सकती है। ये ROS, डीएनए प्रतिकृति और मरम्मत में शामिल एंजाइमों और संरचनाओं को भी नुकसान पहुँचाते हैं। इसके विपरीत, यह सुझाव दिया गया है कि मनुष्यों द्वारा अंतर्ग्रहण के बाद, ऑर्गेनोफ़ॉस्फ़ोरस कीटनाशक एक जटिल उपापचयी प्रक्रिया से गुजरते हैं, जिसमें वे कई एंजाइमों के साथ परस्पर क्रिया करते हैं। उनका प्रस्ताव है कि इस परस्पर क्रिया के परिणामस्वरूप ओमेथोएट40 के जीनोटॉक्सिक प्रभावों में विभिन्न एंजाइम और इन एंजाइमों को कूटबद्ध करने वाले जीन शामिल होते हैं। डिंग एट अल.46 ने बताया कि ओमेथोएट के संपर्क में आने वाले श्रमिकों में टेलोमेर की लंबाई बढ़ गई थी, जो टेलोमेरेज़ गतिविधि और आनुवंशिक बहुरूपता से जुड़ी थी। हालाँकि, मनुष्यों में ओमेथोएट डीएनए मरम्मत एंजाइमों और आनुवंशिक बहुरूपता के बीच संबंध को स्पष्ट किया गया है, लेकिन पौधों के लिए यह प्रश्न अभी भी अनसुलझा है।
प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियों (ROS) के विरुद्ध कोशिकीय रक्षा तंत्र न केवल एंजाइमी एंटीऑक्सीडेंट प्रक्रियाओं द्वारा, बल्कि गैर-एंजाइमी एंटीऑक्सीडेंट प्रक्रियाओं द्वारा भी उन्नत होते हैं, जिनमें से मुक्त प्रोलाइन पौधों में एक महत्वपूर्ण गैर-एंजाइमी एंटीऑक्सीडेंट है। तनावग्रस्त पौधों में प्रोलाइन का स्तर सामान्य मानों से 100 गुना अधिक देखा गया56। इस अध्ययन के परिणाम उन परिणामों33 के अनुरूप हैं जिनमें ओमेथोएट-उपचारित गेहूँ के पौधों में प्रोलाइन के उच्च स्तर की सूचना दी गई थी। इसी प्रकार, श्रीवास्तव और सिंह57 ने यह भी देखा कि ऑर्गनोफॉस्फेट कीटनाशक मैलाथियान ने प्याज (ए. सेपा) में प्रोलाइन के स्तर को बढ़ा दिया और सुपरऑक्साइड डिसम्यूटेज (SOD) और कैटेलेज (CAT) गतिविधियों को भी बढ़ा दिया, जिससे झिल्ली की अखंडता कम हो गई और डीएनए को नुकसान पहुँचा। प्रोलाइन एक अनावश्यक अमीनो अम्ल है जो प्रोटीन संरचना निर्माण, प्रोटीन कार्य निर्धारण, कोशिकीय रेडॉक्स होमियोस्टेसिस के रखरखाव, सिंगलेट ऑक्सीजन और हाइड्रॉक्सिल रेडिकल स्केवेंजिंग, आसमाटिक संतुलन रखरखाव और कोशिका संकेतन57 सहित विभिन्न शारीरिक तंत्रों में शामिल है। इसके अलावा, प्रोलाइन एंटीऑक्सीडेंट एंजाइमों की रक्षा करता है, जिससे कोशिका झिल्लियों की संरचनात्मक अखंडता बनी रहती है58। ओमेथोएट के संपर्क में आने के बाद प्याज में प्रोलाइन के स्तर में वृद्धि से पता चलता है कि शरीर कीटनाशक-जनित विषाक्तता से बचाव के लिए प्रोलाइन का उपयोग सुपरऑक्साइड डिसम्यूटेज (SOD) और कैटेलेज (CAT) के रूप में करता है। हालाँकि, एंजाइमेटिक एंटीऑक्सीडेंट प्रणाली की तरह, प्रोलाइन प्याज की जड़ की कोशिकाओं को कीटनाशकों से होने वाले नुकसान से बचाने में अपर्याप्त पाया गया है।
एक साहित्य समीक्षा से पता चला है कि ओमेथोएट कीटनाशकों से पौधों की जड़ों को होने वाले संरचनात्मक नुकसान पर कोई अध्ययन उपलब्ध नहीं है। हालाँकि, अन्य कीटनाशकों पर किए गए पिछले अध्ययनों के परिणाम इस अध्ययन के परिणामों के अनुरूप हैं। चावुसोग्लू एट अल.67 ने बताया कि व्यापक-स्पेक्ट्रम थियामेथोक्सम कीटनाशकों ने प्याज की जड़ों में कोशिका परिगलन, अस्पष्ट संवहनी ऊतक, कोशिका विकृति, अस्पष्ट एपिडर्मल परत और मेरिस्टेम नाभिक के असामान्य आकार जैसी संरचनात्मक क्षति पहुँचाई। टुटुनकू एट अल.68 ने संकेत दिया कि मेथियोकार्ब कीटनाशकों की तीन अलग-अलग खुराकों ने प्याज की जड़ों में परिगलन, एपिडर्मल कोशिका क्षति और कॉर्टिकल कोशिका भित्ति का मोटा होना पैदा किया। एक अन्य अध्ययन में, कालेफेटोग्लू मकर36 ने पाया कि 0.025 मिली/लीटर, 0.050 मिली/लीटर और 0.100 मिली/लीटर की खुराक पर एवरमेक्टिन कीटनाशकों के प्रयोग से प्याज की जड़ों में अपरिभाषित चालक ऊतक, बाह्यत्वचीय कोशिका विकृति और चपटी नाभिकीय क्षति हुई। जड़ हानिकारक रसायनों के पौधे में प्रवेश का प्रवेश बिंदु है और विषाक्त प्रभावों के प्रति सबसे अधिक संवेदनशील मुख्य स्थल भी है। हमारे अध्ययन के एमडीए परिणामों के अनुसार, ऑक्सीडेटिव तनाव कोशिका झिल्ली को नुकसान पहुँचा सकता है। दूसरी ओर, यह पहचानना महत्वपूर्ण है कि जड़ प्रणाली ऐसे खतरों के विरुद्ध प्रारंभिक रक्षा तंत्र भी है69। अध्ययनों से पता चला है कि जड़ विभज्योतक कोशिकाओं को हुई क्षति इन कोशिकाओं के कीटनाशक अवशोषण को रोकने वाले रक्षा तंत्र के कारण हो सकती है। इस अध्ययन में देखी गई बाह्यत्वचीय और वल्कुटीय कोशिकाओं में वृद्धि संभवतः पौधे द्वारा रासायनिक अवशोषण में कमी का परिणाम है। इस वृद्धि के परिणामस्वरूप कोशिकाओं और नाभिकों का भौतिक संपीड़न और विरूपण हो सकता है। इसके अलावा,70 यह सुझाव दिया गया है कि पौधे कोशिकाओं में कीटनाशकों के प्रवेश को सीमित करने के लिए कुछ रसायनों का संचय कर सकते हैं। इस घटना को कॉर्टिकल और संवहनी ऊतक कोशिकाओं में एक अनुकूली परिवर्तन के रूप में समझाया जा सकता है, जिसमें कोशिकाएँ अपनी कोशिका भित्ति को सेल्यूलोज़ और सुबेरिन जैसे पदार्थों से मोटा कर लेती हैं ताकि ओमेथोएट को जड़ों में प्रवेश करने से रोका जा सके।71 इसके अलावा, चपटी नाभिकीय क्षति कोशिकाओं के भौतिक संपीड़न या नाभिकीय झिल्ली को प्रभावित करने वाले ऑक्सीडेटिव तनाव का परिणाम हो सकती है, या यह ओमेथोएट के अनुप्रयोग के कारण आनुवंशिक सामग्री को हुई क्षति के कारण हो सकती है।
ओमेथोएट एक अत्यधिक प्रभावी कीटनाशक है जिसका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, विशेष रूप से विकासशील देशों में। हालाँकि, कई अन्य ऑर्गनोफॉस्फेट कीटनाशकों की तरह, पर्यावरण और मानव स्वास्थ्य पर इसके प्रभाव को लेकर चिंताएँ बनी हुई हैं। इस अध्ययन का उद्देश्य एक सामान्यतः परीक्षण किए गए पौधे, ए. सेपा पर ओमेथोएट कीटनाशकों के हानिकारक प्रभावों का व्यापक मूल्यांकन करके इस जानकारी के अंतर को भरना था। ए. सेपा में, ओमेथोएट के संपर्क में आने से विकास मंदता, जीनोटॉक्सिक प्रभाव, डीएनए अखंडता की हानि, ऑक्सीडेटिव तनाव और जड़ विभज्योतक में कोशिका क्षति हुई। परिणामों ने गैर-लक्षित जीवों पर ओमेथोएट कीटनाशकों के नकारात्मक प्रभावों को उजागर किया। इस अध्ययन के परिणाम ओमेथोएट कीटनाशकों के उपयोग में अधिक सावधानी, अधिक सटीक खुराक, किसानों में जागरूकता बढ़ाने और कड़े नियमों की आवश्यकता की ओर इशारा करते हैं। इसके अलावा, ये परिणाम गैर-लक्षित प्रजातियों पर ओमेथोएट कीटनाशकों के प्रभावों की जाँच करने वाले शोध के लिए एक मूल्यवान प्रारंभिक बिंदु प्रदान करेंगे।
पौधों और उनके भागों (प्याज बल्ब) के प्रायोगिक अध्ययन और क्षेत्र अध्ययन, जिसमें पौध सामग्री का संग्रह भी शामिल है, प्रासंगिक संस्थागत, राष्ट्रीय और अंतर्राष्ट्रीय मानदंडों और विनियमों के अनुसार किए गए।