Биотестирование потенциальных фунгицидных агентов с использованием Daphnia magna Straus

Размещено на http://www.allbest.ru/

Биотестирование потенциальных фунгицидных агентов с использованием Daphnia magna Straus

Карачурина Р.Р., Ахмадиев Н.С., Зайнуллин Р.А., Лубянов А.А.

Аннотация

Статья посвящена проблеме применения биологически активных веществ и их воздействие на живые организмы. В работе показана возможность использования метода биотестирования для оценки токсичности потенциально фунгицидных агентов, где в качестве тест - объекта используются чувствительные к загрязнителям низшие ракообразные Daphnia magna Straus.

Ключевые слова: биологическое тестирование, острая токсичность, пестициды, фунгициды, процент летальности, Daphnia magna Straus.

Abstract

The article is devoted to the problem of the use of biologically active substances and their effects on living organisms. The paper shows the possibility of using the method of biotesting to assess the toxicity of potentially fungicidal agents, where the pollutant-sensitive lower crustacean Daphnia magna Straus is used as a test object.

Keywords: biological testing, acute toxicity, pesticides, fungicides, percentage for lethality, Daphnia magna Straus.

Одна из самых актуальных проблем в современном мире - это вопрос качества пищи человека. Общеизвестно, что овощные и плодовые культуры - важный элемент полноценного и здорового питания, поэтому рекомендуется их употреблять в достаточном количестве. Так как вопрос здорового питания интересует все больше людей, овощи и фрукты становятся ценным товаром. Наряду с этим растет и масштаб проблем безопасности продуктов питания. Современные методы ведения сельского хозяйства включают широкое применение химических веществ различной природы. Пестициды, используемые для защиты растений от вредителей, сорняков или болезней, а людей - от трансмиссивных заболеваний, таких как малярия, лихорадка денге, шистосомоз и др. с одной стороны, также имеют потенциал вызывать негативные последствия для здоровья людей и животных, либо способны ухудшать экологическое состояние окружающей среды [1 с. 1].

По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), пестициды могут являться причиной смерти в результате отравления, а также триггером онкозаболеваний, влиять на внутриутробное развитие нервной системы и вызывать эндокринные нарушения [2 с. 174]. Типичными представителями пестицидов являются фунгициды, используемые для борьбы с грибными заболеваниями в растениеводстве. Следует отметить, что на протяжении ряда лет наблюдается неуклонная тенденция возрастания резистентности микроорганизмов к применяемым в сельском хозяйстве известным биоцидным препаратам. По этой причине, поиск новых соединений, потенциально обладающих фунгицидной активностью является актуальным. В Институте нефтехимии и катализа Уфимского федерального исследовательского центра Российской академии наук был проведен синтез соединений, обладающих биологической активностью и имеющих фунгицидный потенциал. Оптимальным методом оценки токсичности синтезированных химических веществ может выступать биотестирование, которое дает прямую информацию о реакции организмов на стрессовые факторы.

Цель исследования - токсикологическая оценка синтезированных соединений с использованием в качестве тест-объекта биотестирования in vitro дафний D. magna Straus.

Объектами исследования являлись следующие синтезированные в Институте нефтехимии и катализа УФИЦ РАН соединения: 1H-1,2,4-триазол; 1 -((диметиламино)метил)нафталин-2-ол; 1H,И-диметил-1-(1И-1,2,4-триазол-1 - ил)метанамин; Ы,Ы,Ы-триметил-1-(1Н-1,2,4-триазол-1-ил)-метанаминиум иодид; 1-(2-гидроксинафтален-1-ил)-1H,1H,1H-триметилметанаминиум иодид; 1,3,5-триметил-1Н-пиразол. Эксперимент был проведен с использованием 1% водных растворов тестируемых соединений в трех повторностях согласно стандартной методике [3]. Время экспозиции составляло 96 часов. Для определения острой токсичности рассчитывался процент летальности (А, %) рассчитывали по формуле:

где А - процент погибших дафний; Хк - количество выживших дафний в контрольной пробе (среднее значение); Хт - количество выживших дафний в тестируемых пробирках (среднее значение). Процент летальности дафний в тестируемом объекте по сравнению с контрольным тестом - не более 10%. Показатель А > 50% свидетельствовал об острой токсичности. Данные, полученные в ходе эксперимента, обрабатывались с использованием статистических функций и таблиц в программе Microsoft Excel.

Учет смертности проводился визуально, а также с помощью увеличительных приборов (световой микроскоп). В ходе эксперимента наблюдались такие признаки гибели гидробионта, как: изменения в окраске тела и содержимого кишечника, а также в жизненно важных органах особей (Рис.1).

Согласно результатам исследования, все 1 %-е водные растворы тестируемых соединений, за исключением 1H -1,2,4-триазола, продемонстрировали острую токсичность. Угнетенная подвижность, летальность или тотальная летальность рачков D. magna Straus наблюдалась уже в первые 12-24 часов экспозиции.

Рисунок 1. Мертвая D. magna Straus

Процент погибших дафний в исследуемых пробах составил 100% (А > 50%). По итогам проведенных тестирований рассчитали индекс токсичности оцениваемого фактора (ИТФ) по формуле:

ИТФ = ТФо/ТФк,

где ТФ_о - значение регистрируемой тест-функции в опыте, ТФ_к - значение регистрируемой тест-функции в контроле. В соответствии с классификацией [4 с. 408-411] шкалы токсичности, вещество ANS-1 относится к VI классу, его ИТФ (ИТФ=1,3) находится в пределах 1,11 -1,40 - активное вещество оказало среднюю стимуляцию на тест-объект. Остальные вещества имеют величину ИТФ равную нулю (ИТФ = 0) - среда не пригодна для жизни тест-объекта, I класс токсичности.

Таким образом, по результатам биотестирования было выявлено, что все исследуемые объекты оказывают сверхвысокое или среднее стимулирующее действие на тест-объект при концентрации растворов 1%. Это не соответствует норме токсичности (V класс) [4 с. 408-411], где фактор не оказывает существенного влияния на тест-объект и величина учитываемых тест-функций находится на уровне контроля. Поэтому исследуемые вещества можно считать токсичными.

Дальнейшие эксперименты будут направлены на определение эффектов более низких доз потенциальных фунгицидных агентов на объекты биотестирования, и более высоких для 1И-1,2,4-триазола.

биотестирование дафния токсичность фунгицидный

Использованные источники

1. Nicolopoulou-Stamati, P. Chemical Pesticides and Human Health: The Urgent Need for a New Concept in Agriculture / P. Nicolopoulou-Stamati, S. Maipas, C. Kotampasi, P. Stamatis, L. Hens // Frontiers in Public Health.-2016. - Р. 1-8.

2. Correia, M. Fungicides / M. Correia, M. Rodrigues, P. Pai'ga, C. Delerue - Matos// Encyclopedia of Food and Health. - 2016. - P. 169-176.

3. Методика измерений количества Daphnia magna Straus для определения острой токсичности питьевых, пресных природных и сточных вод, водных вытяжек из грунтов, почв, осадков сточных вод, отходов производства и потребления методом прямого счета ПНД Ф Т 14.1:2:3:4.12-06/Т 16.1:2:2.3: 3.9-06 // ПНД Ф. М.: - 2014. - 39 с.

4. Кабиров Р.Р. Разработка и использование многокомпонентной тест - системы для оценки токсичности почвенного покрова городской территории / Р.Р. Кабиров, А.Р. Сагитова, Н.В. Суханова // Экология. 1997. № 6. С. 408-411.

Размещено на Allbest.ru