Комплексный скрининг токсичности вод ручья Пазарсую, содержащих тяжелые металлы и защитную роль ликопина.

Jun 03, 2023

Научные отчеты, том 12, Номер статьи: 16615 (2022) Цитировать эту статью

836 Доступов

7 цитат

1 Альтметрика

Подробности о метриках

В этом исследовании с помощью теста Allium исследовались загрязнение тяжелыми металлами ручья Пазарсую провинции Гиресун и защитная роль ликопина против токсичности, вызванной этим загрязнением. Процент всхожести, длина корня и привес как физиологические маркеры токсичности; митотический индекс (МИ), микроядро (МН) и хромосомные аберрации (ХА) как генетические маркеры токсичности; уровень малонового диальдегида (МДА), активность супероксиддисмутазы (СОД) и каталазы (КАТ) в качестве биохимических маркеров токсичности, а также меристематических повреждений клеток использовали в качестве анатомических маркеров. Для этой цели луковицы Allium cepa L. были разделены на шесть групп и проращивались в течение 72 часов с дозами ликопина 215 мг/л и 430 мг/л, водопроводной и речной воды. Загрязнение тяжелыми металлами анализировали с помощью ICP-MS и Fe > Sr > Ba > Be > Mo > Li определяли в зависимости от уровня присутствия в пробах воды Пазарсую. В результате показатели прорастания и меристематическая пролиферация клеток луковиц, проросших пробами воды Пазарсую, значительно снизились. Процент прорастания, длина корней и прирост веса в группе, обработанной образцами воды Пазарсую, снизились на 50%, 73% и 68% соответственно по сравнению с контролем. Кроме того, были повышены частоты МН и КА, свидетельствующие о генотоксических эффектах, и выявлены значительные отклонения в уровнях МДА, СОД и КАТ, что свидетельствует об ухудшении антиоксидантно-оксидантного баланса. Наблюдаемый с высокой частотой КА также подтверждался фрагментацией ДНК, определенной с помощью теста Comet. Применение проточной воды способствовало анатомическим повреждениям, таким как повреждение эпидермиса и клеток коры головного мозга, накопление некоторых веществ в клетках коры, уплощение клеточного ядра и неявное появление проводящей ткани в клетках меристемы кончика корня. Все эти аномалии, наблюдаемые в клетках кончика корня A. cepa, были связаны с присутствием тяжелых металлов в пробах воды. Одновременное применение ликопина с речной водой снижало воздействие тяжелых металлов и приводило к дозозависимому улучшению всех изученных показателей. Применение ликопина показало защитную роль, обеспечивая увеличение параметров прорастания и ИМ, снижение частоты МН и КА, а также улучшение активности МДА, СОД и КАТ. В результате тяжелые металлы, обнаруженные в пробах воды ручья Пазарсую, вызвали множественную токсичность в биоиндикаторном растении, а ликопин снизил эту токсичность и сыграл защитную роль.

Изменение климата и быстрая индустриализация приводят к сокращению и загрязнению водных ресурсов. Вода является одним из наиболее важных возобновляемых ресурсов для устойчивого сельскохозяйственного производства, экономического развития и общего благополучия. Это также один из наиболее поддающихся управлению природных ресурсов благодаря его способности перенаправлять, транспортировать, хранить и перерабатывать. Ресурсы поверхностных и подземных вод имеют жизненно важное значение в таких областях, как сельское хозяйство, гидроэнергетика, животноводство, промышленная деятельность, лесное хозяйство, рыболовство, мореплавание и отдых. Несмотря на такое жизненно важное значение, мировые пресноводные экосистемы составляют лишь 0,5% поверхности Земли, а в этом процентиле река составляет 0,01% и имеет большое значение1. Хотя охрана ресурсов пресной воды так важна для человечества, загрязнение природных водоемов патогенными микроорганизмами, радиоактивными веществами, промышленными и бытовыми отходами, органическими и неорганическими веществами в результате различной деятельности отрицательно влияет на качество воды. Общие последствия загрязнения воды для экосистем включают гибель видов, потерю биоразнообразия и утрату экосистемных услуг. Основной причиной загрязнения воды являются химические вещества, сбрасываемые в естественные водоемы в результате деятельности человека. Наиболее распространенными примерами этого типа загрязнения являются ионы тяжелых металлов, таких как Hg, образующиеся в результате горнодобывающей деятельности, некоторые соединения азота, используемые в сельском хозяйстве, хлорированные органические молекулы из сточных вод или водоочистных сооружений, а также кислоты, образующиеся в результате различной производственной деятельности2.