Peningkatan pengeluaran makanan adalah perlu untuk memenuhi keperluan penduduk dunia. Dalam hal ini, racun perosak merupakan bahagian penting dalam amalan pertanian moden yang bertujuan untuk meningkatkan hasil tanaman. Penggunaan racun perosak sintetik yang meluas dalam pertanian telah terbukti menyebabkan pencemaran alam sekitar yang serius dan masalah kesihatan manusia. Racun perosak boleh terkumpul secara bio pada membran sel manusia dan menjejaskan fungsi manusia melalui sentuhan langsung atau pengambilan makanan yang tercemar, yang merupakan punca penting masalah kesihatan.
Parameter sitogenetik yang digunakan dalam kajian ini menunjukkan corak yang konsisten yang menunjukkan bahawa omethoate memberikan kesan genotoksik dan sitotoksik pada meristem bawang. Walaupun tiada bukti jelas tentang kesan genotoksik omethoate pada bawang dalam literatur sedia ada, sebilangan besar kajian telah mengkaji kesan genotoksik omethoate pada organisma ujian lain. Dolara et al. menunjukkan bahawa omethoate mendorong peningkatan yang bergantung kepada dos dalam bilangan pertukaran kromatid saudara dalam limfosit manusia secara in vitro. Begitu juga, Arteaga-Gómez et al. menunjukkan bahawa omethoate mengurangkan daya tahan sel dalam keratinosit HaCaT dan sel bronkial manusia NL-20, dan kerosakan genotoksik dinilai menggunakan ujian komet. Begitu juga, Wang et al. memerhatikan peningkatan panjang telomer dan peningkatan kerentanan kanser dalam pekerja yang terdedah kepada omethoate. Tambahan pula, untuk menyokong kajian ini, Ekong et al. menunjukkan bahawa omethoate (analog oksigen omethoate) menyebabkan penurunan MI dalam A. cepa dan menyebabkan lisis sel, pengekalan kromosom, pemecahan kromosom, pemanjangan nuklear, hakisan nuklear, kematangan kromosom pramatang, pengelompokan metafasa, pemeluwapan nuklear, kelekitan anafasa, dan keabnormalan jambatan c-metafasa dan anafasa. Penurunan nilai MI selepas rawatan omethoate mungkin disebabkan oleh kelembapan pembahagian sel atau kegagalan sel untuk melengkapkan kitaran mitosis. Sebaliknya, peningkatan MN dan keabnormalan kromosom serta pemecahan DNA menunjukkan bahawa penurunan nilai MI berkaitan secara langsung dengan kerosakan DNA. Antara keabnormalan kromosom yang dikesan dalam kajian ini, kromosom melekit adalah yang paling biasa. Keabnormalan khusus ini, yang sangat toksik dan tidak dapat dipulihkan, disebabkan oleh lekatan fizikal protein kromosom atau gangguan metabolisme asid nukleik dalam sel. Secara alternatif, ia mungkin disebabkan oleh pembubaran protein yang merangkum DNA kromosom, yang akhirnya boleh menyebabkan kematian sel42. Kromosom bebas mencadangkan kemungkinan aneuploidi43. Di samping itu, jambatan kromosom dibentuk oleh pemecahan dan gabungan kromosom dan kromatid. Pembentukan serpihan secara langsung membawa kepada pembentukan MN, yang selaras dengan keputusan ujian komet dalam kajian ini. Taburan kromatin yang tidak sekata adalah disebabkan oleh kegagalan pemisahan kromatid dalam fasa mitosis lewat, yang membawa kepada pembentukan kromosom bebas44. Mekanisme tepat genotoksisiti ometoat tidak jelas; walau bagaimanapun, sebagai racun perosak organofosforus, ia mungkin berinteraksi dengan komponen selular seperti nukleobase atau menyebabkan kerosakan DNA dengan menghasilkan spesies oksigen reaktif (ROS)45. Oleh itu, racun perosak organofosforus boleh menyebabkan pengumpulan radikal bebas yang sangat reaktif termasuk O2−, H2O2, dan OH−, yang boleh bertindak balas dengan bes DNA dalam organisma, sekali gus menyebabkan kerosakan DNA secara langsung atau tidak langsung. ROS ini juga telah terbukti merosakkan enzim dan struktur yang terlibat dalam replikasi dan pembaikan DNA. Sebaliknya, telah dicadangkan bahawa racun perosak organofosforus menjalani proses metabolik yang kompleks selepas pengambilan oleh manusia, berinteraksi dengan pelbagai enzim. Mereka mencadangkan bahawa interaksi ini mengakibatkan penglibatan pelbagai enzim dan gen yang mengekod enzim ini dalam kesan genotoksik omethoate40. Ding et al.46 melaporkan bahawa pekerja yang terdedah kepada omethoate mempunyai peningkatan panjang telomer, yang dikaitkan dengan aktiviti telomerase dan polimorfisme genetik. Walau bagaimanapun, walaupun hubungan antara enzim pembaikan DNA omethoate dan polimorfisme genetik telah dijelaskan pada manusia, persoalan ini masih belum dapat diselesaikan untuk tumbuhan.
Mekanisme pertahanan selular terhadap spesies oksigen reaktif (ROS) dipertingkatkan bukan sahaja oleh proses antioksidan enzimatik tetapi juga oleh proses antioksidan bukan enzimatik, yang mana prolin bebas merupakan antioksidan bukan enzimatik yang penting dalam tumbuhan. Tahap prolin sehingga 100 kali lebih tinggi daripada nilai normal diperhatikan pada tumbuhan yang mengalami tekanan56. Keputusan kajian ini selaras dengan keputusan33 yang melaporkan peningkatan tahap prolin dalam anak benih gandum yang dirawat dengan omethoate. Begitu juga, Srivastava dan Singh57 juga memerhatikan bahawa malathion insektisida organofosfat meningkatkan tahap prolin dalam bawang (A. cepa) dan juga meningkatkan aktiviti superoksida dismutase (SOD) dan katalase (CAT), mengurangkan integriti membran dan menyebabkan kerosakan DNA. Prolin ialah asid amino tidak penting yang terlibat dalam pelbagai mekanisme fisiologi termasuk pembentukan struktur protein, penentuan fungsi protein, penyelenggaraan homeostasis redoks selular, penyingkiran radikal oksigen singlet dan hidroksil, penyelenggaraan keseimbangan osmosis, dan isyarat sel57. Di samping itu, prolin melindungi enzim antioksidan, sekali gus mengekalkan integriti struktur membran sel58. Peningkatan tahap prolin dalam bawang selepas pendedahan omethoate menunjukkan bahawa badan menggunakan prolin sebagai superoksida dismutase (SOD) dan katalase (CAT) untuk melindungi daripada ketoksikan yang disebabkan oleh racun serangga. Walau bagaimanapun, sama seperti sistem antioksidan enzimatik, prolin telah terbukti tidak mencukupi untuk melindungi sel hujung akar bawang daripada kerosakan racun serangga.
Satu tinjauan literatur menunjukkan bahawa tiada kajian mengenai kerosakan anatomi akar tumbuhan yang disebabkan oleh racun serangga omethoate. Walau bagaimanapun, hasil kajian terdahulu mengenai racun serangga lain adalah selaras dengan hasil kajian ini. Çavuşoğlu et al.67 melaporkan bahawa racun serangga tiametoksam spektrum luas menyebabkan kerosakan anatomi pada akar bawang seperti nekrosis sel, tisu vaskular yang tidak jelas, ubah bentuk sel, lapisan epidermis yang tidak jelas, dan bentuk nukleus meristem yang tidak normal. Tütüncü et al.68 menunjukkan bahawa tiga dos racun serangga metiokarb yang berbeza menyebabkan nekrosis, kerosakan sel epidermis, dan penebalan dinding sel kortikal pada akar bawang. Dalam satu lagi kajian, Kalefetoglu Makar36 mendapati bahawa penggunaan racun serangga avermektin pada dos 0.025 ml/L, 0.050 ml/L dan 0.100 ml/L menyebabkan tisu konduktif yang tidak jelas, ubah bentuk sel epidermis dan kerosakan nuklear yang leper pada akar bawang. Akar merupakan titik masuk bahan kimia berbahaya untuk memasuki tumbuhan dan juga merupakan tapak utama yang paling mudah terdedah kepada kesan toksik. Menurut keputusan MDA kajian kami, tekanan oksidatif boleh menyebabkan kerosakan membran sel. Sebaliknya, adalah penting untuk menyedari bahawa sistem akar juga merupakan mekanisme pertahanan awal terhadap bahaya tersebut69. Kajian telah menunjukkan bahawa kerosakan yang diperhatikan pada sel meristem akar mungkin disebabkan oleh mekanisme pertahanan sel-sel ini yang menghalang pengambilan racun perosak. Peningkatan sel epidermis dan kortikal yang diperhatikan dalam kajian ini berkemungkinan disebabkan oleh tumbuhan yang mengurangkan pengambilan bahan kimia. Peningkatan ini boleh mengakibatkan mampatan fizikal dan ubah bentuk sel dan nukleus. Di samping itu,70 telah dicadangkan bahawa tumbuhan mungkin mengumpul bahan kimia tertentu untuk mengehadkan penembusan racun perosak ke dalam sel. Fenomena ini boleh dijelaskan sebagai perubahan adaptif dalam sel tisu kortikal dan vaskular, di mana sel menebalkan dinding selnya dengan bahan seperti selulosa dan suberin untuk menghalang omethoate daripada menembusi akar.71 Tambahan pula, kerosakan nuklear yang leper mungkin disebabkan oleh mampatan fizikal sel atau tekanan oksidatif yang menjejaskan membran nuklear, atau mungkin disebabkan oleh kerosakan pada bahan genetik yang disebabkan oleh aplikasi omethoate.
Omethoate ialah racun serangga yang sangat berkesan yang digunakan secara meluas, terutamanya di negara-negara membangun. Walau bagaimanapun, seperti kebanyakan racun perosak organofosfat yang lain, kebimbangan masih wujud mengenai kesannya terhadap alam sekitar dan kesihatan manusia. Kajian ini bertujuan untuk mengisi jurang maklumat ini dengan menilai secara komprehensif kesan buruk racun serangga omethoate pada tumbuhan yang biasa diuji, A. cepa. Dalam A. cepa, pendedahan omethoate mengakibatkan terencat pertumbuhan, kesan genotoksik, kehilangan integriti DNA, tekanan oksidatif dan kerosakan sel dalam meristem akar. Keputusan ini mengetengahkan kesan negatif racun serangga omethoate pada organisma bukan sasaran. Keputusan kajian ini menunjukkan keperluan untuk lebih berhati-hati dalam penggunaan racun serangga omethoate, dos yang lebih tepat, peningkatan kesedaran dalam kalangan petani dan peraturan yang lebih ketat. Tambahan pula, keputusan ini akan menyediakan titik permulaan yang berharga untuk penyelidikan yang menyiasat kesan racun serangga omethoate pada spesies bukan sasaran.
Kajian eksperimen dan kajian lapangan terhadap tumbuhan dan bahagiannya (umbi bawang), termasuk pengumpulan bahan tumbuhan, telah dijalankan mengikut norma dan peraturan institusi, kebangsaan dan antarabangsa yang berkaitan.
Masa siaran: 04 Jun 2025