يصف البروتوكول طريقة جديدة لتقييم السمية الخلوية المتكاملة لمستقلبات مبيدات الآفات التريازول في النباتات.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
يصف البروتوكول طريقة جديدة لتقييم السمية الخلوية المتكاملة لمستقلبات مبيدات الآفات التريازول في النباتات.
تم إطلاق ملوثات عضوية مختلفة في البيئة بسبب الأنشطة البشرية. يمكن أن تمتص نباتات المحاصيل هذه الملوثات ، مما يتسبب في تهديدات محتملة للنظام البيئي وصحة الإنسان في جميع أنحاء السلسلة الغذائية. يولد التحول الأحيائي للملوثات في النباتات عددا من المستقلبات التي قد تكون أكثر سمية من مركباتها الأصلية ، مما يعني أنه ينبغي أخذ المستقلبات في الاعتبار أثناء تقييم السمية. ومع ذلك ، فإن مستقلبات الملوثات في النباتات معقدة للغاية ، مما يجعل من الصعب الحصول على المعلومات السمية لجميع الأيضات بشكل شامل. اقترحت هذه الدراسة استراتيجية لتقييم السمية الخلوية المتكاملة لمستقلبات الملوثات في النباتات من خلال معالجتها ككل أثناء الاختبارات السمية. تم تطبيق مبيدات الآفات Triazole ، وهي فئة من مبيدات الفطريات واسعة الطيف ، على نطاق واسع في الإنتاج الزراعي. وقد اجتذب تلوث بقاياها في الأراضي الزراعية اهتماما متزايدا. ومن ثم ، تم اختيار أربعة مبيدات آفات تريازول ، بما في ذلك فلوسيلازول ، ودينيكونازول ، وتيبوكونازول ، وبروبيكونازول ، كملوثات تم اختبارها. تم إنشاء المستقلبات عن طريق معالجة الكالس الجزري بمبيدات الآفات التريازول المختبرة. بعد معالجة 72 ساعة ، تم استخراج مستقلبات المبيدات الحشرية في الكالس الجزري ، تليها اختبارات السمية باستخدام خط خلية Caco-2. أظهرت النتائج أن مستقلبات المبيدات المختبرة في الكالس الجزري لم تمنع بشكل كبير صلاحية خلايا Caco-2 (P>0.05) ، مما يدل على عدم وجود سمية خلوية لمستقلبات المبيدات. تفتح هذه الطريقة المقترحة طريقا جديدا لتقييم السمية الخلوية لمستقلبات الملوثات في النباتات ، والتي من المتوقع أن توفر بيانات قيمة لتقييم السمية بدقة.
قد تتعرض نباتات المحاصيل التي تنمو في الأراضي الزراعية لملوثات عضوية مختلفة ناشئة عن الأنشطة البشرية 1,2. يمكن أن تمتص النباتات الملوثات ، مما يتسبب في مزيد من التهديدات للنظام البيئي وصحة الإنسان من خلال سلاسل الغذاء 3,4. من المحتمل أن يخضع xenobiotics في النباتات لسلسلة من التحول الحيوي ، مثل المرحلة الأولى والثانية من التمثيل الغذائي5 ، مما يولد عددا من الأيضات. وفقا لمفهوم الكبد الأخضر في النباتات ، يمكن أن يقلل التمثيل الغذائي للنبات من سمية xenobiotics 6,7. ومع ذلك ، فقد تم الكشف عن أن سمية بعض المستقلبات قد تكون أعلى من سمية والديهم. فعلى سبيل المثال، ثبت أن المنتج غير المشبع بالبرومة من رباعي البروم ثنائي الفينول ألف (TBBPA) والمنتج الميثيلي O للثنائي الفينول ألف (BPA) أكثر سمية بكثير من والديهما8، 9، وتشكل إزالة البرومة وميثيل O مسارات التمثيل الغذائي الرئيسية للمرحلة الأولى في النباتات. وبالتالي ، فإن تقييم السمية الذي يعتمد فقط على الوالدين الملوثين في النباتات ليس دقيقا ، في حين يجب أن تؤخذ المستقلبات المقابلة في الاعتبار.
مستقلبات xenobiotics في النباتات معقدة للغاية10,11 ، مما يجعل من الصعب تحديدها وفصلها بشكل شامل. بالإضافة إلى ذلك ، لا يمكن الحصول إلا على عدد قليل من معايير الأيضات المحددة. ومن ثم، فإن البيانات السمية لجميع المستقلبات غير متاحة، مما يعوق إجراء تقييم شامل للسمية. اقترحت هذه الدراسة استراتيجية لتقييم السمية المتكاملة لمستقلبات الملوثات في النباتات من خلال معالجتها ككل أثناء الاختبارات السمية ، مما يوفر بيانات جديدة لتقييم سمية الملوثات في النباتات. كشفت دراستنا السابقة أن ثقافة الكالس النباتية تفتح طريقا بسيطا وفعالا للحصول على مستقلبات xenobiotics في النباتات12. وبناء على ذلك ، تم استخدام ثقافة الكالس النباتية في هذه الدراسة لتوليد مستقلبات الملوثات في النباتات ، تليها الاستخراج الكيميائي والاختبارات السمية باستخدام خط الخلايا البشرية. الجهاز المعوي هو أحد الأعضاء المستهدفة مباشرة للأجانب المعرضين للحيوانات والبشر. أثبت خط خلايا Caco-2 أنه أفضل نموذج للتحقيق في السلوكيات المعوية وسمية xenobiotics في المختبر13،14،15. وهكذا ، تم اختيار نموذج خلية Caco-2 في هذه الدراسة.
تم تطبيق مبيدات الآفات Triazole ، وهي فئة من مبيدات الفطريات واسعة الطيف ، على نطاق واسع في الإنتاج الزراعي16. وقد جذب تلوث بقاياها في الأراضي الزراعية اهتماما متزايدا17,18. هنا ، تم اختيار أربعة مبيدات حشرية شائعة الاستخدام ، بما في ذلك فلوسيلازول ، دينيكونازول ، تيبوكونازول ، وبروبيكونازول ، كملوثات نموذجية. تم اختيار الجزر في هذه الدراسة كنبات تمثيلي للخضروات الطازجة الجاهزة للأكل. تعرض الكالس الجزري في البداية لمبيدات الآفات المختبرة بتركيز 100 مجم / لتر. بعد التعرض لمدة 72 ساعة ، تم استخراج المستقلبات لتقييم السمية الخلوية باستخدام خط خلية Caco-2. يمكن توسيع هذه الطريقة بسهولة لتقييم السمية الخلوية المتكاملة لمستقلبات الأنواع الأخرى من الملوثات في النباتات.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
1. تمايز الكالس الجزرة
ملاحظة: تم وصف البروتوكول التفصيلي لتمايز الكالس الجزري في دراسة سابقة12. هنا وصف موجز.
2. علاج الكالس الجزرة بالمبيدات الحشرية
3. الاستخراج الكيميائي للجزرة الكالس
4. إنعاش خلية Caco-2
ملاحظة: تم تعقيم جميع الكواشف والمواد المشاركة في اختبارات خلايا Caco-2 لمدة 20 دقيقة وتعقيمها تحت الأشعة فوق البنفسجية لمدة ساعتين.
5. مرور خلية Caco-2
6. التعرض لخلية Caco-2
7. تقييم صلاحية الخلية
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
يمثل الشكل 1 مخططا للطريقة المقترحة لتوليد واستخراج وتقييم السمية الخلوية لمستقلبات مبيدات الآفات في الكالس الجزري. في الشكل 2 ، منحنيات حركية الامتصاص والتمثيل الغذائي لمبيدات الآفات المختبرة ، والتي يمكننا من خلالها أن نجد أن تركيزات مبيدات الآفات في وسط الاستزراع قد انخفضت بشكل كبير ، بينما بدأت تلك الموجودة في الكالس الجزري في الزيادة ، وبلغت ذروتها عند 4 أو 8 ساعات ، متبوعة بانخفاض تدريجي. تشير هذه النتائج إلى أنه يمكن تناول المبيدات الحشرية بسرعة وتحويلها ...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تم تطوير هذا البروتوكول لتقييم السمية الخلوية المتكاملة لمستقلبات مبيدات الآفات التريازول في النباتات من خلال الجمع بين الكالس النباتي ونماذج الخلايا البشرية. الخطوات الحاسمة لهذا البروتوكول المقترح هي زراعة الكالس النباتي وخلية Caco-2. تم تقديم الجزء الأكثر صعوبة والنصائح النسبية لثقافة الكالس النباتية في دراستنا السابقة12. هنا ، تجدر الإشارة إلى أن صيانة الخلايا هي أصعب جزء لثقافة خلايا Caco-2 ، لأن الخلايا تصاب بسهولة. نتيجة لذلك ، من المهم التأكد من أن جميع ال...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.
تم دعم هذه الدراسة من قبل المؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين (21976160) ومشروع أبحاث تطبيق تكنولوجيا الرفاهية العامة بمقاطعة تشجيانغ (LGF21B070006).
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| 2،4-حمض ثنائي كلورو فينوكسي أسيتيك | WAKO | 1 مجم / لتر | |
| 20٪ H2< / sub>O2< / sub> | Sinopharm Chemical Reagent Co.، Ltd. | 10011218-500 مل | |
| 6-بنزيل لامينوبورين | WAKO | 0.5 مجم / لتر | |
| 75٪ إيثانول | سينوفارم كاشف كيميائي المحدودة | 1269101-500 مل | |
| 96 بئر لوحة | الحرارية فيشر | ||
| أسيتونيتريل | سيجما ألدريتش | ||
| حاضنة المناخ الاصطناعي | نينغبو دونغنان مختبر المعدات المحدودة | RDN-1000A-4 | |
| الأوتوكلاف | STIK | MJ-سلسلة | |
| Caco-2 خلايا | Nuoyang التكنولوجيا الحيوية المحدودة | ||
| كواشف CCK8 | معهد نانجينغ جيانتشنغ للهندسة الحيوية ، الصين | G021-1-3 | |
| أجهزة الطرد المركزي | الحرارية فيشر | ||
| CO2< / sub> حاضنة | Labtrip | HWJ-3-160 | |
| ثنائي ميثيل سلفوكسيد | Solarbio Life Sciences | D8371 | |
| Diniconazole ، 98.7٪ | J& K Scientific | 83657-24-3 | |
| Dulbecco المتوسط | Solarbio Life Sciences | 11965-500 مل | |
| الميزان الإلكتروني | Shanghai Precision Instrument Co.، Ltd | FA1004B | |
| مصل الأبقار الجنيني | Cellmax | ||
| Fluorescence | مقياس الطيف الضوئي Tecan | Infinite M200 | |
| Flusilazole ، 98.5٪ | J& ك العلمية | 85509-19-9 | |
| مجفف التجميد | SCIENTZ | ||
| طاحونة مناديل عالية الإنتاجية | SCIENTZ | ||
| مجهر مقلوب | Leica Biosystems | DMi1 | |
| نظام Milli-Q | Millipore | MS1922801-4L | |
| Murashige & Skoog متوسط | HOPEBIO | HB8469-7 | |
| مكثف نفخ النيتروجين | AOSHENG | MD200-2 | |
| PBS | Solarbio Life Sciences | P1022-500 مل | |
| البنسلين الستربتومايسين السائل | Solarbio Life Sciences | P1400-100 مل | |
| بروبيكونازول ، 100٪ | J& ك علمية | 60207-90-1 | |
| البحث بالإضافة إلى | Eppendorf | 10-1000 & mu ؛ L | |
| بذور الجزر الصغير الإصبع (Daucus carota var. sativus) | Shouguang Seed Industry Co.، Ltd | ||
| حاضنات اهتزاز | شنغهاي bluepard الأدوات المحدودة | THZ-98AB | |
| تيبوكونازول ، 100٪ | J& K Scientific | 107534-96-3 | |
| حل التربسين-EDTA | Solarbio علوم الحياة | T1300-100 مل | |
| آلة الموجات فوق الصوتية | ZKI | UC-6 | |
| مقعد فائق التنظيف المعقم بالأشعة فوق البنفسجية | AIRTECH | ||
| أداة دوامة | Wuxi Laipu Instrument Equipment Co.، Ltd | BV-1010 |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.