Bewertung der Zytotoxizität von Metaboliten typischer Triazol-Pestizide in Pflanzen

Zusammenfassung

Das Protokoll beschreibt eine neue Methode zur Beurteilung der integralen Zytotoxizität von Metaboliten von Triazol-Pestiziden in Pflanzen.

Zusammenfassung

Verschiedene organische Schadstoffe sind durch anthropogene Aktivitäten in die Umwelt gelangt. Diese Schadstoffe können von Nutzpflanzen aufgenommen werden und in der gesamten Nahrungskette eine potenzielle Bedrohung für das Ökosystem und die menschliche Gesundheit darstellen. Bei der Biotransformation von Schadstoffen in Pflanzen entsteht eine Reihe von Metaboliten, die möglicherweise toxischer sind als ihre Ausgangsverbindungen, was bedeutet, dass die Metaboliten bei der Toxizitätsbewertung berücksichtigt werden sollten. Die Metaboliten von Schadstoffen in Pflanzen sind jedoch äußerst komplex, so dass es schwierig ist, die toxikologischen Informationen aller Metaboliten umfassend zu erhalten. In dieser Studie wurde eine Strategie vorgeschlagen, um die integrale Zytotoxizität von Schadstoffmetaboliten in Pflanzen zu bewerten, indem sie in toxikologischen Tests als Ganzes behandelt werden. Triazol-Pestizide, eine Klasse von Breitbandfungiziden, werden in der landwirtschaftlichen Produktion in großem Umfang eingesetzt. Ihre Schadstoffbelastung durch Rückstände auf landwirtschaftlichen Flächen hat zunehmend Aufmerksamkeit auf sich gezogen. Daher wurden vier Triazol-Pestizide, darunter Flusilazol, Diniconazol, Tebuconazol und Propiconazol, als getestete Schadstoffe ausgewählt. Die Metaboliten wurden durch die Behandlung von Karottenkallus mit getesteten Triazol-Pestiziden erzeugt. Nach einer Behandlung von 72 h wurden die Metaboliten von Pestiziden im Karottenkallus extrahiert, gefolgt von toxikologischen Tests mit der Caco-2-Zelllinie. Die Ergebnisse zeigten, dass die Metaboliten der getesteten Pestizide in Karottenkallus die Lebensfähigkeit von Caco-2-Zellen nicht signifikant hemmten (P>0,05), was keine Zytotoxizität von Pestizidmetaboliten zeigte. Diese vorgeschlagene Methode eröffnet einen neuen Weg zur Bewertung der Zytotoxizität von Schadstoffmetaboliten in Pflanzen, von dem erwartet wird, dass es wertvolle Daten für eine präzise Toxizitätsbewertung liefert.

Einleitung

Kulturpflanzen, die auf landwirtschaftlichen Flächen angebaut werden, können verschiedenen organischen Schadstoffen ausgesetzt sein, die aus anthropogenen Aktivitäten stammen ^1,2. Die Schadstoffe können von Pflanzen aufgenommen werden, was das Ökosystem und die menschliche Gesundheit über die Nahrungsketten weiter gefährdet ^3,4. Die Xenobiotika in Pflanzen durchlaufen wahrscheinlich eine Reihe von Biotransformationen, wie z. B. den Phase-I- und II-Metabolismus⁵, wobei eine Reihe von Metaboliten ....

Protokoll

1. Unterscheidung des Karottenkallus

HINWEIS: Das detaillierte Protokoll zur Differenzierung von Karottenkallus wurde in einer früheren Studie^{beschrieben 12}. Hier eine kurze Beschreibung.

1. Sterilisieren Sie die Oberfläche der vernalisierten Samen 20 Minuten lang mit 75 % Ethanol, gefolgt von 20 % H₂O₂ für 20 Minuten. Waschen Sie die Wäsche mindestens 3x mit destilliertem Wasser.
2. Säen Sie die Samen auf hormonfreies, mit Agar geliertem (1 % w/v) Murashige und Skoog (MS) Medium (pH = 5,8, autoklaviert bei 121 °C) und inkubieren S....

Diskussion

Dieses Protokoll wurde entwickelt, um die integrale Zytotoxizität von Metaboliten von Triazol-Pestiziden in Pflanzen durch die Kombination von Pflanzenkallus- und menschlichen Zellmodellen zu bewerten. Die kritischen Schritte für dieses vorgeschlagene Protokoll sind die Kultur von Pflanzenkallus und Caco-2-Zelle. Der schwierigste Teil und die relativesten Ratschläge für die pflanzliche Kalluskultur wurden in unserer vorherigen Studie¹² gegeben. Hier ist zu bea.......

Materialien

Name	Company	Catalog Number	Comments
2,4-dichlorophenoxyacetic acid	WAKO	1 mg/L
20% H2O2	Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd.	10011218-500ML
6-benzylaminopurine	WAKO	0.5 mg/L
75% ethanol	Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd.	1269101-500 mL
96-well plate	Thermo Fisher
Acetonitrile	Sigma-Aldrich
Artificial climate incubator	Ningbo DongNan Lab Equipment Co.,Ltd	RDN-1000A-4
Autoclaves	STIK	MJ-Series
Caco-2 cells	Nuoyang Biotechnology Co.,Ltd.
CCK8 reagents	Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute, China	G021-1-3
Centrifuge	Thermo Fisher
CO2 incubator	Labtrip	HWJ-3-160
Dimethyl sulfoxide	Solarbio Life Sciences	D8371
Diniconazole, 98.7%	J&K Scientific	83657-24-3
Dulbecco's modified Eagle's medium	Solarbio Life Sciences	11965-500 mL
electronic balance	Shanghai Precision Instrument Co., Ltd	FA1004B
Fetal bovine serum	Cellmax
Fluorescence spectrophotometer	Tecan	Infinite M200
Flusilazole, 98.5%	J&K Scientific	85509-19-9
Freeze dryer	SCIENTZ
High-throughput tissue grinder	SCIENTZ
Inverted microscope	Leica Biosystems	DMi1
Milli-Q system	Millipore	MS1922801-4L
Murashige & Skoog medium	HOPEBIO	HB8469-7
Nitrogen blowing concentrator	AOSHENG	MD200-2
PBS	Solarbio Life Sciences	P1022-500 mL
Penicillin-Streptomycin Liquid	Solarbio Life Sciences	P1400-100 mL
Propiconazole, 100%	J&K Scientific	60207-90-1
Research plus	Eppendorf	10-1000 μL
Seeds of Little Finger carrot (Daucus carota var. sativus)	Shouguang Seed Industry Co., Ltd
Shaking Incubators	Shanghai bluepard instruments Co.,Ltd.	THZ-98AB
Tebuconazole, 100%	J&K Scientific	107534-96-3
Trypsin-EDTA solution	Solarbio Life Sciences	T1300-100 mL
Ultrasound machine	ZKI	UC-6
UV-sterilized super clean bench	AIRTECH
Vortex instrument	Wuxi Laipu Instrument Equipment Co., Ltd	BV-1010