प्याज में कीटनाशक ओमेथोएट का विषैलापन संबंधी मूल्यांकन।

विश्व की जनसंख्या की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए खाद्य उत्पादन बढ़ाना आवश्यक है। इस संदर्भ में, फसलों की पैदावार बढ़ाने के उद्देश्य से अपनाई जाने वाली आधुनिक कृषि पद्धतियों में कीटनाशक एक अभिन्न अंग हैं। कृषि में कृत्रिम कीटनाशकों के व्यापक उपयोग से गंभीर पर्यावरणीय प्रदूषण और मानव स्वास्थ्य संबंधी समस्याएं उत्पन्न होती हैं। कीटनाशक मानव कोशिका झिल्लियों पर जमा हो सकते हैं और दूषित भोजन के सीधे संपर्क या सेवन से मानव शरीर के कार्यों को प्रभावित 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 प्रदर्शित किया कि ओमेथोएट ने इन विट्रो में मानव लिम्फोसाइट्स में सिस्टर क्रोमेटिड एक्सचेंज की संख्या में खुराक-निर्भर वृद्धि को प्रेरित किया। इसी तरह, आर्टेगा-गोमेज़ एट अल. ने प्रदर्शित किया कि ओमेथोएट ने HaCaT केराटिनोसाइट्स और NL-20 मानव ब्रोन्कियल कोशिकाओं में कोशिका व्यवहार्यता को कम किया, और जीनोटॉक्सिक क्षति का आकलन कॉमेट एसे का उपयोग करके किया गया। इसी तरह, वांग एट अल. ने ओमेथोएट के संपर्क में आए श्रमिकों में टेलोमेयर की लंबाई में वृद्धि और कैंसर की संवेदनशीलता में वृद्धि देखी। इसके अलावा, वर्तमान अध्ययन के समर्थन में, एकोंग एट अल. यह प्रदर्शित किया गया कि ओमेथोएट (ओमेथोएट का ऑक्सीजन एनालॉग) ने ए. सेपा में एमआई में कमी का कारण बना और इसके परिणामस्वरूप कोशिका लिसिस, गुणसूत्र प्रतिधारण, गुणसूत्र विखंडन, नाभिकीय विस्तार, नाभिकीय क्षरण, अपरिपक्व गुणसूत्र परिपक्वता, मेटाफ़ेज़ क्लस्टरिंग, नाभिकीय संघनन, एनाफ़ेज़ चिपचिपाहट और सी-मेटाफ़ेज़ और एनाफ़ेज़ सेतुओं की असामान्यताएं उत्पन्न हुईं। ओमेथोएट उपचार के बाद एमआई मानों में कमी कोशिका विभाजन की धीमी गति या कोशिकाओं द्वारा समसूत्री चक्र को पूरा करने में विफलता के कारण हो सकती है। इसके विपरीत, एमएन और गुणसूत्रीय असामान्यताओं और डीएनए विखंडन में वृद्धि ने संकेत दिया कि एमआई मानों में कमी सीधे डीएनए क्षति से संबंधित थी। वर्तमान अध्ययन में पाई गई गुणसूत्रीय असामान्यताओं में, चिपचिपे गुणसूत्र सबसे आम थे। यह विशेष असामान्यता, जो अत्यधिक विषैली और अपरिवर्तनीय है, गुणसूत्रीय प्रोटीन के भौतिक आसंजन या कोशिका में न्यूक्लिक अम्ल चयापचय के विघटन के कारण होती है। इसके अलावा, यह गुणसूत्र डीएनए को घेरने वाले प्रोटीनों के विघटन के कारण भी हो सकता है, जिससे अंततः कोशिका मृत्यु हो सकती है42। मुक्त गुणसूत्र एन्यूप्लोइडी की संभावना दर्शाते हैं43। इसके अतिरिक्त, गुणसूत्रों और क्रोमेटिड्स के टूटने और जुड़ने से गुणसूत्र सेतु बनते हैं। खंडों का निर्माण सीधे एमएन के निर्माण की ओर ले जाता है, जो वर्तमान अध्ययन में कॉमेट एसे के परिणामों के अनुरूप है। क्रोमेटिन का असमान वितरण माइटोटिक चरण के अंतिम चरण में क्रोमेटिड पृथक्करण की विफलता के कारण होता है, जिससे मुक्त गुणसूत्रों का निर्माण होता है44। ओमेथोएट की जीनविषाक्तता का सटीक तंत्र स्पष्ट नहीं है; हालांकि, एक ऑर्गेनोफॉस्फोरस कीटनाशक के रूप में, यह न्यूक्लियोबेस जैसे कोशिकीय घटकों के साथ परस्पर क्रिया कर सकता है या प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियों (आरओएस) को उत्पन्न करके डीएनए क्षति का कारण बन सकता है45। इस प्रकार, ऑर्गेनोफॉस्फोरस कीटनाशक O2−, H2O2 और OH− सहित अत्यधिक प्रतिक्रियाशील मुक्त कणों के संचय का कारण बन सकते हैं, जो जीवों में DNA बेस के साथ प्रतिक्रिया कर सकते हैं, जिससे प्रत्यक्ष या अप्रत्यक्ष रूप से DNA क्षति हो सकती है। यह भी देखा गया है कि ये ROS DNA प्रतिकृति और मरम्मत में शामिल एंजाइमों और संरचनाओं को नुकसान पहुंचाते हैं। इसके विपरीत, यह सुझाव दिया गया है कि मनुष्यों द्वारा अंतर्ग्रहण के बाद ऑर्गेनोफॉस्फोरस कीटनाशक एक जटिल चयापचय प्रक्रिया से गुजरते हैं, जो कई एंजाइमों के साथ परस्पर क्रिया करते हैं। उनका प्रस्ताव है कि इस परस्पर क्रिया के परिणामस्वरूप विभिन्न एंजाइम और इन एंजाइमों को एन्कोड करने वाले जीन ओमेथोएट40 के जीनोटॉक्सिक प्रभावों में शामिल होते हैं। डिंग एट अल.46 ने बताया कि ओमेथोएट के संपर्क में आए श्रमिकों में टेलोमेयर की लंबाई बढ़ गई थी, जो टेलोमेरेज़ गतिविधि और आनुवंशिक बहुरूपता से जुड़ी थी। हालांकि, मनुष्यों में ओमेथोएट DNA मरम्मत एंजाइमों और आनुवंशिक बहुरूपता के बीच संबंध स्पष्ट हो चुका है, लेकिन पौधों के लिए यह प्रश्न अभी भी अनसुलझा है।
प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियों (आरओएस) के खिलाफ कोशिकीय रक्षा तंत्र न केवल एंजाइमेटिक एंटीऑक्सीडेंट प्रक्रियाओं द्वारा बल्कि गैर-एंजाइमेटिक एंटीऑक्सीडेंट प्रक्रियाओं द्वारा भी मजबूत होते हैं, जिनमें से मुक्त प्रोलाइन पौधों में एक महत्वपूर्ण गैर-एंजाइमेटिक एंटीऑक्सीडेंट है। तनावग्रस्त पौधों में प्रोलाइन का स्तर सामान्य मानों से 100 गुना अधिक पाया गया है56। इस अध्ययन के परिणाम उन परिणामों33 के अनुरूप हैं जिनमें ओमेथोएट-उपचारित गेहूं के पौधों में प्रोलाइन के बढ़े हुए स्तर की सूचना दी गई थी। इसी प्रकार, श्रीवास्तव और सिंह57 ने भी पाया कि ऑर्गेनोफॉस्फेट कीटनाशक मैलाथियन ने प्याज (ए. सेपा) में प्रोलाइन के स्तर को बढ़ाया और साथ ही सुपरऑक्साइड डिसम्यूटेज (एसओडी) और कैटालेज (कैट) गतिविधियों को भी बढ़ाया, जिससे झिल्ली की अखंडता कम हो गई और डीएनए क्षति हुई। प्रोलाइन एक गैर-आवश्यक अमीनो अम्ल है जो प्रोटीन संरचना निर्माण, प्रोटीन कार्य निर्धारण, कोशिकीय रेडॉक्स होमियोस्टेसिस का रखरखाव, सिंगलेट ऑक्सीजन और हाइड्रॉक्सिल रेडिकल स्कैवेंजिंग, ऑस्मोटिक संतुलन रखरखाव और सेल सिग्नलिंग सहित विभिन्न शारीरिक तंत्रों में शामिल होता है57। इसके अतिरिक्त, प्रोलाइन एंटीऑक्सीडेंट एंजाइमों की रक्षा करता है, जिससे कोशिका झिल्लियों की संरचनात्मक अखंडता बनी रहती है।58 ओमेथोएट के संपर्क में आने के बाद प्याज में प्रोलाइन के स्तर में वृद्धि से पता चलता है कि शरीर कीटनाशक-प्रेरित विषाक्तता से बचाव के लिए सुपरऑक्साइड डिसम्यूटेस (SOD) और कैटालेज (CAT) के रूप में प्रोलाइन का उपयोग करता है। हालांकि, एंजाइमेटिक एंटीऑक्सीडेंट प्रणाली के समान, यह दिखाया गया है कि प्रोलाइन प्याज की जड़ की ऊपरी कोशिकाओं को कीटनाशक क्षति से बचाने के लिए अपर्याप्त है।
साहित्य समीक्षा से पता चला कि ओमेथोएट कीटनाशकों द्वारा पौधों की जड़ों को होने वाली संरचनात्मक क्षति पर कोई अध्ययन नहीं है। हालांकि, अन्य कीटनाशकों पर किए गए पिछले अध्ययनों के परिणाम इस अध्ययन के परिणामों से मेल खाते हैं। Çavuşoğlu et al.67 ने बताया कि व्यापक स्पेक्ट्रम वाले थियामेथॉक्सम कीटनाशकों ने प्याज की जड़ों में कोशिका परिगलन, अस्पष्ट संवहनी ऊतक, कोशिका विरूपण, अस्पष्ट उपत्वचीय परत और मेरिस्टेम नाभिक के असामान्य आकार जैसी संरचनात्मक क्षति उत्पन्न की। Tütüncü et al.68 ने संकेत दिया कि मेथिओकार्ब कीटनाशकों की तीन अलग-अलग खुराकें प्याज की जड़ों में परिगलन, उपत्वचीय कोशिका क्षति और कॉर्टिकल कोशिका भित्ति के मोटे होने का कारण बनीं। एक अन्य अध्ययन में, कालेफेटोग्लू मकर36 ने पाया कि 0.025 मिली/लीटर, 0.050 मिली/लीटर और 0.100 मिली/लीटर की मात्रा में एवरमेक्टिन कीटनाशकों के प्रयोग से प्याज की जड़ों में अपरिभाषित संवाहक ऊतक, उपत्वचीय कोशिका विरूपण और चपटे नाभिकीय क्षति हुई। जड़ हानिकारक रसायनों के पौधे में प्रवेश का मुख्य द्वार है और विषाक्त प्रभावों के प्रति सबसे अधिक संवेदनशील मुख्य स्थान भी है। हमारे अध्ययन के एमडीए परिणामों के अनुसार, ऑक्सीडेटिव तनाव कोशिका झिल्ली को नुकसान पहुंचा सकता है। दूसरी ओर, यह समझना महत्वपूर्ण है कि जड़ प्रणाली ऐसे खतरों के खिलाफ प्रारंभिक रक्षा तंत्र भी है69। अध्ययनों से पता चला है कि जड़ मेरिस्टेम कोशिकाओं को होने वाली क्षति इन कोशिकाओं के कीटनाशक अवशोषण को रोकने वाले रक्षा तंत्र के कारण हो सकती है। इस अध्ययन में देखी गई उपत्वचीय और कॉर्टिकल कोशिकाओं में वृद्धि संभवतः पौधे द्वारा रासायनिक अवशोषण को कम करने का परिणाम है। इस वृद्धि के परिणामस्वरूप कोशिकाओं और नाभिकों का भौतिक संपीड़न और विरूपण हो सकता है। इसके अतिरिक्त,70 यह सुझाव दिया गया है कि पौधे कीटनाशकों को कोशिकाओं में प्रवेश करने से रोकने 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 कोशिकाएं ओमेथोएट को जड़ों में प्रवेश करने से रोकने के लिए सेल्युलोज और सुबेरिन जैसे पदार्थों से अपनी कोशिका भित्ति को मोटा कर लेती हैं।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 प्रयोग से आनुवंशिक सामग्री को हुए नुकसान के कारण हो सकती है।
ओमेथोएट एक अत्यंत प्रभावी कीटनाशक है जिसका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, विशेष रूप से विकासशील देशों में। हालांकि, कई अन्य ऑर्गेनोफॉस्फेट कीटनाशकों की तरह, पर्यावरण और मानव स्वास्थ्य पर इसके प्रभाव को लेकर चिंताएं बनी हुई हैं। इस अध्ययन का उद्देश्य आमतौर पर परीक्षण किए जाने वाले पौधे, ए. सेपा पर ओमेथोएट कीटनाशकों के हानिकारक प्रभावों का व्यापक मूल्यांकन करके इस जानकारी की कमी को दूर करना था। ए. सेपा में, ओमेथोएट के संपर्क में आने से वृद्धि में रुकावट, जीनविषाक्त प्रभाव, डीएनए अखंडता की हानि, ऑक्सीडेटिव तनाव और जड़ मेरिस्टेम में कोशिका क्षति देखी गई। 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, सटीक खुराक, किसानों में जागरूकता बढ़ाने और सख्त नियमों की आवश्यकता को दर्शाते हैं। इसके अलावा, ये परिणाम गैर-लक्षित प्रजातियों पर ओमेथोएट कीटनाशकों के प्रभावों की जांच करने वाले अनुसंधान के लिए एक मूल्यवान प्रारंभिक बिंदु प्रदान करेंगे।
पौधों और उनके भागों (प्याज के कंद) के प्रयोगात्मक अध्ययन और क्षेत्र अध्ययन, जिनमें पादप सामग्री का संग्रह भी शामिल है, प्रासंगिक संस्थागत, राष्ट्रीय और अंतर्राष्ट्रीय मानदंडों और विनियमों के अनुसार किए गए।