पौधों में 2,4-डिब्रोमोफेनॉल के चयापचय को स्पष्ट करना
Summary
वर्तमान प्रोटोकॉल पौधों में 2,4-डिब्रोमोफेनॉल मेटाबोलाइट्स की पहचान के लिए एक सरल और कुशल विधि का वर्णन करता है।
Abstract
फसलों को बड़े पैमाने पर कार्बनिक प्रदूषकों के संपर्क में लाया जा सकता है, क्योंकि मिट्टी पर्यावरण में छोड़े जाने वाले प्रदूषकों के लिए एक प्रमुख सिंक है। यह प्रदूषक-संचित खाद्य पदार्थों की खपत के माध्यम से संभावित मानव जोखिम पैदा करता है। फसलों में ज़ेनोबायोटिक्स के उत्थान और चयापचय को स्पष्ट करना मनुष्यों में आहार जोखिम जोखिम के आकलन के लिए आवश्यक है। हालांकि, ऐसे प्रयोगों के लिए, बरकरार पौधों के उपयोग के लिए दीर्घकालिक प्रयोगों और जटिल नमूना तैयारी प्रोटोकॉल की आवश्यकता होती है जो विभिन्न कारकों से प्रभावित हो सकते हैं। उच्च-रिज़ॉल्यूशन मास स्पेक्ट्रोमेट्री (एचआरएमएस) के साथ संयुक्त प्लांट कैलस संस्कृतियां पौधों में ज़ेनोबायोटिक्स के मेटाबोलाइट्स की सटीक और समय-बचत पहचान के लिए एक समाधान प्रदान कर सकती हैं, क्योंकि यह माइक्रोबियल या फंगल माइक्रोएन्वायरमेंट से हस्तक्षेप से बच सकती है, उपचार की अवधि को कम कर सकती है, और बरकरार पौधों के मैट्रिक्स प्रभाव को सरल बना सकती है। 2,4-डिब्रोमोफेनॉल, एक विशिष्ट लौ रोधी और अंतःस्रावी विघटनकारी, को मिट्टी में इसकी व्यापक घटना और पौधों द्वारा इसकी उत्थान क्षमता के कारण मॉडल पदार्थ के रूप में चुना गया था। इसमें, प्लांट कैलस को एसेप्सिस के बीजों से उत्पन्न किया गया था और बाँझ 2,4-डिब्रोमोफेनॉल युक्त संस्कृति माध्यम के संपर्क में लाया गया था। परिणामों से पता चला कि 120 घंटे की इनक्यूबेशन के बाद प्लांट कैलस ऊतकों में 2,4-डिब्रोमोफेनॉल के आठ मेटाबोलाइट्स की पहचान की गई थी। यह इंगित करता है कि 2,4-डिब्रोमोफेनॉल को प्लांट कैलस ऊतकों में तेजी से चयापचय किया गया था। इस प्रकार, प्लांट कैलस कल्चर प्लेटफॉर्म पौधों में ज़ेनोबायोटिक्स के उत्थान और चयापचय का मूल्यांकन करने के लिए एक प्रभावी तरीका है।
Introduction
मानवजनितगतिविधियों 1,2 के कारण पर्यावरण में कार्बनिक प्रदूषकों की बढ़ती संख्या को त्याग दिया गया है, और मिट्टी को इन दूषित पदार्थों के लिए एक प्रमुख सिंक माना जाता है 3,4. मिट्टी में दूषित पदार्थों को पौधों द्वारा लिया जा सकता है और संभावित रूप से फसल की खपत के माध्यम से सीधे मानव शरीर में प्रवेश करके खाद्य श्रृंखलाओं के साथ उच्च ट्रॉफिक-स्तर के जीवों में स्थानांतरित किया जा सकता है, जिसके परिणामस्वरूप अनपेक्षित जोखिम 5,6 होता है। पौधेविषहरण के लिए ज़ेनोबायोटिक्स को चयापचय करने के लिए विभिन्न मार्गों का उपयोग करते हैं; ज़ेनोबायोटिक्स के चयापचय को स्पष्ट करना महत्वपूर्ण है, क्योंकि यह पौधों में दूषित पदार्थों के वास्तविक भाग्य को नियंत्रित करता है। चूंकि मेटाबोलाइट्स को पत्तियों (वायुमंडल) या जड़ों द्वारा उत्सर्जित किया जा सकता है, इसलिए एक्सपोजर के शुरुआती चरणों में मेटाबोलाइट्स का निर्धारण करनामेटाबोलाइट्स की विस्तारित संख्या का परीक्षण करने की संभावना प्रदान करता है। हालांकि, बरकरार पौधों का उपयोग करने वाले अध्ययनों के लिए दीर्घकालिक प्रयोगों और जटिल नमूना तैयारी प्रोटोकॉल की आवश्यकता होती है जो विभिन्न कारकों से प्रभावित हो सकते हैं।
इसलिए, प्लांट कैलस संस्कृतियां, प्लांटा में ज़ेनोबायोटिक्स के चयापचय का अध्ययन करने के लिए एक अच्छा विकल्प हैं, क्योंकि वे उपचार के समय को बहुत कम कर सकते हैं। ये संस्कृतियां माइक्रोबियल हस्तक्षेप और फोटोकैमिकल गिरावट को बाहर करती हैं, बरकरार पौधों के मैट्रिक्स प्रभाव को सरल बनाती हैं, खेती की स्थितियों को मानकीकृत करती हैं, और कम प्रयोगात्मक प्रयास की आवश्यकता होती है। प्लांट कैलस संस्कृतियों को ट्राइक्लोसन9, नोनिलफेनॉल10 और टेबुकोनाज़ोल8 के चयापचय अध्ययन में एक वैकल्पिक दृष्टिकोण के रूप में सफलतापूर्वक लागू किया गया है। इन अध्ययनों से पता चला है कि कैलस संस्कृतियों में चयापचय पैटर्न बरकरार पौधों के समान थे। यह अध्ययन जटिल और समय लेने वाले प्रोटोकॉल के बिना पौधों में ज़ेनोबायोटिक्स के मेटाबोलाइट्स की कुशल और सटीक पहचान के लिए एक विधि का प्रस्ताव करता है। यहां, हम कम तीव्रता वाले संकेतों11,12 के साथ मेटाबोलाइट्स के विश्लेषण के लिए उच्च-रिज़ॉल्यूशन मास स्पेक्ट्रोमेट्री के साथ संयोजन में प्लांट कैलस संस्कृतियों का उपयोग करते हैं।
इसके लिए, गाजर (डौकस कैरोटा वर सैटिवस) कैलस सस्पेंशन को 130 आरपीएम और 26 डिग्री सेल्सियस पर शेकर में 120 घंटे के लिए 2,4-डिब्रोमोफेनॉल के 100 μg / L के संपर्क में लाया गया था। मेटाबोलाइट्स को उच्च-रिज़ॉल्यूशन मास स्पेक्ट्रोमेट्री द्वारा निकाला और विश्लेषण किया गया था। यहां प्रस्तावित प्रोटोकॉल अन्य प्रकार के कार्बनिक यौगिकों के इनप्लांटा चयापचय की जांच कर सकता है जिन्हें आयनित किया जा सकता है।
Protocol
Representative Results
Discussion
यह प्रोटोकॉल पौधों में ज़ेनोबायोटिक्स के बायोट्रांसफॉर्म की कुशलतापूर्वक पहचान करने के लिए विकसित किया गया था। इस प्रोटोकॉल का महत्वपूर्ण कदम प्लांट कैलस की संस्कृति है। सबसे कठिन हिस्सा प्लांट कै…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
इस अध्ययन को चीन के राष्ट्रीय प्राकृतिक विज्ञान फाउंडेशन (21976160) और झेजियांग प्रांत लोक कल्याण प्रौद्योगिकी अनुप्रयोग अनुसंधान परियोजना (LGF21B070006) द्वारा समर्थित किया गया था।
Materials
| 2,4-dichlorophenoxyacetic acid | WAKO | 1 mg/L | |
| 20% H2O2 | Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd. | 10011218-500ML | |
| 4-n-NP, >99% | Dr. Ehrenstorfer GmbH | ||
| 4-n-NP-d4 | Pointe-Claire | ||
| 6-benzylaminopurine | WAKO | 0.5 mg/L | |
| 75% ethanol | Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd. | 1269101-500ML | |
| 7890A-5975 gas chromatography | Agilent | ||
| ACQULTY ultra-performance liquid chromatography | Waters | ||
| Amber glass vials | Waters | ||
| Artificial climate incubator | Ningbo DongNan Lab Equipment Co.,LTD | RDN-1000A-4 | |
| Autoclaves | STIK | MJ-Series | |
| C18 column | ACQUITY UPLC BEH | ||
| Centrifuge | Thermo Fisher | ||
| DB-5MS capillary column | Agilent | ||
| Dichloromethane | Sigma-Aldrich | 40071190-4L | |
| Freeze dryer | SCIENTZ | ||
| High-throughput tissue grinder | SCIENTZ | ||
| Methanol | Sigma-Aldrich | ||
| MicrOTOF-QII mass spectrometer | Bruker Daltonics | ||
| Milli-Q system | Millipore | MS1922801-4L | |
| Murashige & Skoog medium | HOPEBIO | HB8469-7 | |
| N-hexane | Sigma-Aldrich | H109658-4L | |
| Nitrogen blowing instrument | AOSHENG | MD200-2 | |
| NP isomers, >99% | Dr. Ehrenstorfer GmbH | ||
| Oasis HLB cartridges | Waters | 60 mg/3 mL | |
| Research plus | Eppendorf | 100-1000 µL | |
| Seeds of Little Finger carrot (Daucus carota var. sativus) | Shouguang Seed Industry Co., Ltd | ||
| Shaking Incubators | Shanghai bluepard instruments Co.,ltd. | THZ-98AB | |
| Solid phase extractor | AUTO SCIENCE | ||
| Ultrasound machine | ZKI | UC-6 | |
| UV-sterilized ultra-clean workbench | AIRTECH |
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