بررسی پاسخ‌های فیزیولوژیکی ماهی زبرا (Danio rerio) در مواجهه با علف‌کش بوتاکلر

نوع مقاله : مقاله کامل علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 نویسنده مسئول، دانشجوی دکتری شیلات، دانشکده شیلات و محیط‌زیست، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران.

2 گروه تکثیر و پرورش آبزیان، دانشکده شیلات و محیط‌زیست، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران.

3 گروه بوم‌شناسی آبزیان، دانشکده شیلات و محیط‌زیست، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران.

چکیده

هدف از انجام این مطالعه بررسی اثر غلظت‌های تحت کشنده علف‌کش بوتاکلر (Butachlor) بر برخی از پاسخ‌های آنتی-اکسیدانی (بیان ژن‌های SOD و CAT)، استرس (HSP70) و آنزیم‌های کبدی ماهی زبرا گورخری (Danio rerio) بود. به‌همین منظور در ابتدا میزان LC50 بوتاکلر در مدت زمان 96 ساعت مشخص شد بچه‌ماهیان زبرا با میانگین وزنی 01/0±3/0 گرم در معرض غلظت‌های 0، 10، 25 و 50 درصد بوتاکلر (LC50) به‌مدت 14 روز مورد آزمایش قرار گرفتند و در پایان دوره آزمایش به‌منظور ارزیابی بیات ژن‌های مذکور و فاکتورهای بیوشیمیایی از ماهیان زبرا (کل بدن) نمونه‌برداری انجام شد. نتایج نشان داد که سطح بیان ژن‌های سوپراکسید دیسموتاز (SOD)، کاتالاز (CAT) و پروتئین شوک حرارتی (HSP70) در ماهیانی که در معرض غلظت‌های 25 و 50 درصد قرار گرفته بودند نسبت به تیمار 10 درصد و گروه شاهد بالاتر بودند و اختلاف معنی‌داری با گروه شاهد و تیمار 10 درصد داشتند (05/0>P). میزان آنزیم‌های آلکالین فسفاتاز (ALP)، آلانین آمینوترانسفراز (ALT) و آسپارتات آمینوترانسفراز (AST) نیز با افزایش غلظت بوتاکلر تا سطح 25 درصد روندی افزایشی را داشتند و بالاترین میزان در تیمار 25 درصد بود که اختلاف معنی‌داری با شاهد داشت (05/0>P). به‌طور کلی می‌توان چنین استنباط کرد سمیت بوتاکلر توانسته آثار مخربی را بر سلامت ماهی زبرا اعمال کند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Investigation on zebrafish (Danio rerio) physiological responses exposed to Butachlor herbicide

نویسندگان [English]

  • Peyman Rostami 1
  • Ali Shaabani 2
  • Roghieh Safari 2
  • Seyed Aliakbar Hedayati 3
1 Corresponding Author, Ph.D. Student of Fisheries, Faculty of Fisheries and Environmental Sciences, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran
2 Dept. of Aquaculture, Faculty of Fisheries and Environmental Sciences, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran
3 Dept. of Aquatic Ecology, Faculty of Fisheries and Environmental Sciences, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran
چکیده [English]

The aim of this study was to evaluate the effect of sub-lethal concentrations of Butachlor on some antioxidant responses and stress genes expression and some biochemical indices of zebra fish. After determination of LC50, for 96 hours, zebra fish (0/3±0/01 g) in four experimental groups including (T1: 10%, T2: 25%, T3: 50% of LC50 and control) were exposed to different levels of the herbicide Bbutachlor for 14 days. At the end of the exposure to Butachlor, samples of whole body were collected to measured SOD, CAT and HSP70 genes expression and some biochemical indices including: ALP, ALT and AST. At the end of experimental period, results revealed that SOD, CAT and HSP70 genes expression were up-regulated at 25 and 50% treatments that had significant differences with 10% and control (P<0/05). ALP, ALT and AST activities in fish treated with 25% Butachlor had remarkable differences with others groups (P<0/05). Therefore, it can be concluded theat, Butachlor had destructive effects on zebra fish.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Herbicide
  • gene expression
  • liver enzyme
  • toxin

مراجع

1.Oluah, N. S., Aguzie, I. O., Ekechukwu, N. E., Madu, J. C., Ngene, C. I., & Oluah, C. (2020). Hematological and immunological responses in the African catfish Clarias gairepinus exposed to sublethal concentrations of herbicide Ronstar®. Ecotoxicology and Environmental Safety. 201, 110824.
2.Elbadawi, A. A., & Ramadan, O. A. (2006). Some toxicological studies of the insecticide "pymetrozine" on Oreochromis niloticus. Journal of Egyptian Academic Society for Environmental Development. 7(3), 125-138.
3.Rao, A. N., Singh, R. G., Mahajan, G., & Wani, S. P. (2020). Weed research issues, challenges, and opportunities in India. Crop Protection. 134, 104451.
4.Akoto, O., Azuure, A. A., & Adotey, K. D. (2016). Pesticide residues in water, sediment and fish from Tono Reservoir and their health risk implications. SpringerPlus. 5(1), 1-11.
5.Eurie, F. M. A., Isabel, G. A., Arne, D., Lenin, R. F., Liesbeth, J., Pieter, S., & LM, G. P. (2021). From field to plate: Agricultural pesticide presence in the guayas estuary (Ecuador) and commercial mangrove crabs. Environmental Pollution. 289, 117955.
6.Xu, H. D., Wang, J. S., Li, M. H., Liu, Y., Chen, T., & Jia, A. Q. (2015). 1H NMR based metabolomics approach to study the toxic effects of herbicide butachlor on goldfish (Carassius auratus). Aquatic Toxicology. 159, 69-80.
7.Ebrahimzadeh, M., Heidari, B., Nazarhaghighi, F., & Alipour, A. (2021). Physiological responses of the goldfish (Carassius auratus) during subacute exposure to organic pollutants. Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology. 106, 773-778.
8.Van Geast, J. (2010). Bioaccumulation of sediment associated contaminants in freshwater organism: development and standardization of a laboratory method. PhD thesis, University of Guelph, Canada. 1-232.
9.OECD (Organization for Economic Co-Operation and Development), 1992. OCED Test. Guideline 203 for Fish, Acute Toxicity Test. OECD, Paris, France.
10.D'costa, A., & Shepherd, I. T. (2009). Zebrafish development and genetics: introducing undergraduates to developmental biology and genetics in a large introductory laboratory class. Zebrafish. 6(2), 169-177.
11.Bharti, S., & Rasool, F. (2021). Analysis of the biochemical and histopathological impact of a mild dose of commercial malathion on Channa punctatus (Bloch) fish. Toxicology Reports. 8, 443-455.
12.Kumar, V., Swain, H. S., Roy, S., Das, B. K., Upadhyay, A., Ramteke, M. H., & Banerjee, H. (2022). Integrated biomarker approach strongly explaining in vivo sub-lethal acute toxicity of butachlor on Labeo rohita. Comparative Biochemistry and Physiology Part C: Toxicology and Pharmacology.261, 109427.
13.Meng, D., Zhang, P., Zhang, L., Wang, H., Ho, C. T., Li, S., & Zhao, H. (2017). Detection of cellular redox reactions and antioxidant activity assays. Journal of Functional Foods. 37, 467-479.
14.Wang, X. H., Souders II, C. L., Zhao, Y. H., & Martyniuk, C. J. (2018). Mitochondrial bioenergetics and locomotor activity are altered in zebrafish (Danio rerio) after exposure to the bipyridylium herbicide diquat. Toxicology letters. 283, 13-20.
15.Song, S. B., Xu, Y., & Zhou, B. S. (2006). Effects of hexachlorobenzene on antioxidant status of liver and brain of common carp (Cyprinus carpio). Chemosphere. 65, 699-706.
16.Gupta, P., & Verma, S. K. (2022). Evaluation of genotoxicity induced by herbicide pendimethalin in fresh water fish Clarias batrachus (linn.) and possible role of oxidative stress in induced DNA damage. Drug and Chemical Toxicology. 45(2), 750-759.
17.Liu, X., Shi, H., Liu, Z., Wang, J., & Huang, J. (2019). Effect of heat stress on heat shock protein 30 (Hsp30) mRNA expression in rainbow trout, Oncorhynchus mykiss. Turkish Journal of Fisheries and Aquatic Sciences. 19(8), 681-688.
18.Patnaik, L. (2010). Biochemical alterations induced by sevin in Clarias batrachus. Asian Journal Exprimental Biology Science, 1(1), 124-127.
19.Gabriel, U. U., Akinrotimi, O. A., & Ariweriokuma, V. S. (2012). Changes in metabolic enzymes activities in selected organs and tissue of Clarias gariepinus exposed to cypermethrin. Journal of Chemical Engineering. 1(1), 25-30.
20.Somaiah, K., & Sunita, K. (2015). Biochemical changes induced by Butachlor, pre-emergent herbicide to sub lethal concentrations in the freshwater fish Labeo rohita (Hamilton). Journal de Afrikana. 2(4), 99Y122.
21.Safari, R., Hoseinifar, S. H., Van Doan, H., & Dadar, M. (2017). The effects of dietary Myrtle (Myrtus communis) on skin mucus immune parameters and mRNA levels of growth, antioxidant and immune related genes in zebrafish (Danio rerio). Fish & Shellfish Immunology. 66, 264-269.
مجله بهره برداری و پرورش آبزیان
دوره 14، شماره 2
تیر 1404
صفحه 57-67

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار