Organofosforlu pestisitlerin arpa bitkisi (Hordeum vulgare L.) ve zebra balığı (Danio rerio) üzerindeki in vitro genotoksik etkilerinin comet testi ile araştırılması
Investigation of in vitro genotoxic effects of organophosphorus pesticides in barley (Hordeum vulgare L.) and zebrafish (Danio rerio)
Yazar: TUBA AKAN
Danışman: DOÇ. DR. NAGİHAN GÜLSOY ; YRD. DOÇ. DR. YILDIZ AYDIN
Marmara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Biyoloji = Biology
Dizin: Arpa = Barley ; Comet tekniği = Comet assay ; Hordeum vulgare = Hordeum vulgare ; Klorpirifos = Chlorpyrifos ; Organofosforlu insektisidler = Organophosphorus insecticides ; Zebra balığı = Zebrafish

Özet:
Bu çalışma farklı süre ve konsantrasyonlardaki chlorpyrifos (CPF) pestisitinin arpa bitkisi (Hordeum vulgare L.) ve zebra balığı (Danio rerio) üzerindeki genotoksik potansiyelinin belirlenmesi için gerçekleştirildi. İki haftalık arpa fideleri negatif kontrol (Hoagland solüsyonu), pozitif kontrol (% 0,1 H2O2 içeren Hoagland solüsyonu) ve farklı konsantrasyonlardaki CPF (5 ml/L, 10 ml/L, 20 ml/L ve 40 ml/L) uygulanmış gruplardan 6., 12. ve 18. saatlerin sonunda yaprak örnekleri alınarak comet testi (tek hücre jel elektroforezi) ile incelendi. Çalışmada kullanılan balıkların tümü birbirine yakın boy (ortalama total boyu 4,7±0,1 cm) ve ağırlıktaki (ortalama ağırlığı 0,72±0,1 g) bireylerden seçildi. Negatif kontrol (boş akvaryum suyu), pozitif kontrol (% 0,05 H2O2 içeren akvaryum suyunda 1 saat süreyle) ve farklı konsantrasyonlarda (10 µg/L, 20 µg/L, 40 µg/L ve 60 µg/L) CPF uygulaması yapıldı. Her doza ait gruplardan 24., 48., 72. ve 96. saatlerde ve kontrol gruplarındaki balıklardan kan örnekleri alınarak comet testi ile incelendi.Arpa bitkisinde CPF uygulaması sonucu açığa çıkan ve comet ile belirlenen DNA hasar seviyelerinin, tüm saat ve dozlarda pozitif kontrol grubuna göre oransal olarak anlamlı bir şekilde arttığı tespit edildi. En yüksek DNA hasar seviyesi 6. saatte 5ml/L CPF (%DNA kuyruk: 55, Olive kuyruk momenti: 0.36) uygulamasında belirlendi (p<0,001). 6., 12. ve 18. saat sonunda elde edilen comet verileri karşılaştırıldığında süre artımı ile birlikte tüm gruplarda belirlenen DNA hasar seviyesinde azalmanın olduğu tespit edilirken, 12. saatteki 40ml/L CPF uygulamasına ait DNA hasar seviyesinde (%DNA kuyruk: 47, Olive kuyruk momenti: 0.29) 6. saatle karşılaştırıldığında (%DNA kuyruk: 39, Olive kuyruk momenti: 0.23) anlamlı bir artış olduğu izlendi.Zebra balıklarında CPF maruziyeti sonunda tespit edilen DNA hasar seviyelerinin % DNA kuyruk oranlarına bakıldığında tüm saat ve dozlarda negatif kontrol grubuna göre oransal olarak anlamlı bir şekilde arttığı tespit edildi. En yüksek DNA hasar seviyesi (%DNA kuyruk: 68) 96. saatte 60 µg/L CPF uygulamasında belirlendi (p<0,001). Süre artımı ile birlikte 60 µg/L CPF uygulaması yapılan grup dışındaki tüm gruplarda belirlenen DNA hasar seviyesinde lineer olmayan anlamlı bir azalmanın olduğu tespit edildi (p<0,001). Olive kuyruk momenti sonuçlarında ise uygulama grupları ile negatif kontrol grupları arasındaki ikili karşılaştırmalarda tüm gruplarda DNA hasar seviyelerinde anlamlı bir değişiklik olduğu gözlenirken, en yüksek DNA hasar seviyesi (olive kuyruk momenti: 0.51) 96. saatte 60 µg/L CPF uygulamasında belirlendi (p<0.001)Bu tez çalışmasında elde edilen comet testi bulguları CPF pestisinin DNA kırıklarına neden olarak hem bitkilerde hem de balıklarda genotoksik etkiye sahip bir kimyasal ajan olduğunu ve farklı doz ve sürelerde genotoksik ajanlara maruz kalan her iki organizmada da farklı seviyelerde genotoksik etkilerin ortaya çıkabileceği tespit edildi. Comet analizlerinden elde edilen bulguların söz konusu pestisitin kullanımında uygun dozların belirlenmesinin yanı sıra ilaçlama ve hasat zamanının belirlenmesi çalışmalarına katkı sağlayacağı umut edilmektedir.

Abstract:
This research was performed to determine the genotoxicity potential of Chlorpyrifos at different concentrations and exposure times in barley and zebrafish. The genotoxic effects of CPF were evaluated by comet assay.The barley seedlings were treated with negative control (Hoagland?s solution), postive control (Hoagland?s solution with %0,1 H2O2) and different concentrations (5ml/L, 10ml/L, 20ml/L and 40 ml/L) of CPF for 6, 12 and 18h. Zebrafishes were treated negative control (dechlorinated tap water), positive control (dechlorinated tap water %0,05 H2O2) and four different concentration of CPF (10 µg/L, 20 µg/L, 40 µg/L ve 60 µg/L) for 24, 48, 72 and 96h.In barley seedlings, the highest single stranded DNA breaks were determined for (%DNA kuyruk: 55, Olive kuyruk momenti: 0.36) 6h of 5ml/L CPF dosage. During the exposure time, although the lineer decrease in DNA damage has been observed in leaves of barley, the DNA damage was increased in 40ml/L CPF for 12 h(%DNA kuyruk: 47, Olive kuyruk momenti: 0.29).Treatment of zebrafish groups, the highest DNA damage (%DNA kuyruk: 68) for % DNA kuyruk in the 96h of 60 µg/L CPF. In our experiments, it was observed that CPF produced a concentration-dependent increase in DNA single-strand breaks in the form of comet induction and time-dependent decrease in the damage (p <0.001). Olive kuyruk momenti results in the comparison between the treatment groups and negative control groups, no significant change in levels of DNA damage that was observed in all groups, the highest level of DNA damage (olive kuyruk momenti: 0.51) 96h of 60 µg / L CPF (p <0.001).Our research findings clearly indicated that CPF has genotoxic effects in barley and zebrafish. Comet analysis of the findings, as well as the determination of pesticide spraying and harvesting time of use to determine appropriate doses contributed to the work.