Meningkatkan produksi pangan sangat diperlukan untuk memenuhi kebutuhan penduduk dunia. Dalam hal ini, pestisida merupakan bagian integral dari praktik pertanian modern yang bertujuan untuk meningkatkan hasil panen. Penggunaan pestisida sintetis secara luas di bidang pertanian telah terbukti menyebabkan pencemaran lingkungan yang serius dan masalah kesehatan manusia. Pestisida dapat terakumulasi secara biologis pada membran sel manusia dan mengganggu fungsi tubuh manusia melalui kontak langsung atau konsumsi makanan yang terkontaminasi, yang merupakan penyebab penting masalah kesehatan.
Parameter sitogenetik yang digunakan dalam penelitian ini menunjukkan pola yang konsisten yang mengindikasikan bahwa omethoate memberikan efek genotoksik dan sitotoksik pada meristem bawang. Meskipun tidak ada bukti yang jelas tentang efek genotoksik omethoate pada bawang dalam literatur yang ada, sejumlah besar penelitian telah menyelidiki efek genotoksik omethoate pada organisme uji lainnya. Dolara dkk. menunjukkan bahwa omethoate menginduksi peningkatan jumlah pertukaran kromatid saudara yang bergantung pada dosis pada limfosit manusia secara in vitro. Demikian pula, Arteaga-Gómez dkk. menunjukkan bahwa omethoate mengurangi viabilitas sel pada keratinosit HaCaT dan sel bronkial manusia NL-20, dan kerusakan genotoksik dinilai menggunakan uji komet. Demikian pula, Wang dkk. mengamati peningkatan panjang telomer dan peningkatan kerentanan kanker pada pekerja yang terpapar omethoate. Lebih lanjut, untuk mendukung penelitian ini, Ekong dkk. Penelitian ini menunjukkan bahwa omethoate (analog oksigen dari omethoate) menyebabkan penurunan MI pada A. cepa dan menyebabkan lisis sel, retensi kromosom, fragmentasi kromosom, pemanjangan nukleus, erosi nukleus, pematangan kromosom prematur, pengelompokan metafase, kondensasi nukleus, perlengketan anafase, dan kelainan jembatan c-metafase dan anafase. Penurunan nilai MI setelah perlakuan omethoate mungkin disebabkan oleh perlambatan pembelahan sel atau kegagalan sel untuk menyelesaikan siklus mitosis. Sebaliknya, peningkatan MN dan kelainan kromosom serta fragmentasi DNA menunjukkan bahwa penurunan nilai MI berhubungan langsung dengan kerusakan DNA. Di antara kelainan kromosom yang terdeteksi dalam penelitian ini, kromosom lengket adalah yang paling umum. Kelainan khusus ini, yang sangat toksik dan ireversibel, disebabkan oleh adhesi fisik protein kromosom atau gangguan metabolisme asam nukleat dalam sel. Alternatifnya, hal ini mungkin disebabkan oleh pelarutan protein yang membungkus DNA kromosom, yang pada akhirnya dapat menyebabkan kematian sel42. Kromosom bebas menunjukkan kemungkinan aneuploidi43. Selain itu, jembatan kromosom terbentuk oleh pemecahan dan fusi kromosom dan kromatid. Pembentukan fragmen secara langsung menyebabkan pembentukan MN, yang konsisten dengan hasil uji komet dalam penelitian ini. Distribusi kromatin yang tidak merata disebabkan oleh kegagalan pemisahan kromatid pada fase mitosis akhir, yang menyebabkan pembentukan kromosom bebas44. Mekanisme pasti genotoksisitas omethoate belum jelas; namun, sebagai pestisida organofosfor, ia dapat berinteraksi dengan komponen seluler seperti nukleobasa atau menyebabkan kerusakan DNA dengan menghasilkan spesies oksigen reaktif (ROS)45. Dengan demikian, pestisida organofosfor dapat menyebabkan akumulasi radikal bebas yang sangat reaktif termasuk O2−, H2O2, dan OH−, yang dapat bereaksi dengan basa DNA dalam organisme, sehingga menyebabkan kerusakan DNA secara langsung atau tidak langsung. ROS ini juga telah terbukti merusak enzim dan struktur yang terlibat dalam replikasi dan perbaikan DNA. Sebaliknya, telah dikemukakan bahwa pestisida organofosfor mengalami proses metabolisme yang kompleks setelah dikonsumsi oleh manusia, berinteraksi dengan berbagai enzim. Mereka mengusulkan bahwa interaksi ini menghasilkan keterlibatan berbagai enzim dan gen yang mengkode enzim-enzim ini dalam efek genotoksik omethoate40. Ding dkk.46 melaporkan bahwa pekerja yang terpapar omethoate memiliki peningkatan panjang telomer, yang dikaitkan dengan aktivitas telomerase dan polimorfisme genetik. Namun, meskipun hubungan antara enzim perbaikan DNA omethoate dan polimorfisme genetik telah dijelaskan pada manusia, pertanyaan ini masih belum terpecahkan untuk tanaman.
Mekanisme pertahanan seluler terhadap spesies oksigen reaktif (ROS) ditingkatkan tidak hanya oleh proses antioksidan enzimatik tetapi juga oleh proses antioksidan non-enzimatik, di mana prolin bebas merupakan antioksidan non-enzimatik penting pada tumbuhan. Kadar prolin hingga 100 kali lebih tinggi dari nilai normal diamati pada tanaman yang mengalami stres56. Hasil penelitian ini konsisten dengan hasil33 yang melaporkan peningkatan kadar prolin pada bibit gandum yang diberi perlakuan omethoate. Demikian pula, Srivastava dan Singh57 juga mengamati bahwa insektisida organofosfat malathion meningkatkan kadar prolin pada bawang bombai (A. cepa) dan juga meningkatkan aktivitas superoksida dismutase (SOD) dan katalase (CAT), mengurangi integritas membran dan menyebabkan kerusakan DNA. Prolin adalah asam amino non-esensial yang terlibat dalam berbagai mekanisme fisiologis termasuk pembentukan struktur protein, penentuan fungsi protein, pemeliharaan homeostasis redoks seluler, penangkapan oksigen singlet dan radikal hidroksil, pemeliharaan keseimbangan osmotik, dan pensinyalan sel57. Selain itu, prolin melindungi enzim antioksidan, sehingga menjaga integritas struktural membran sel58. Peningkatan kadar prolin pada bawang setelah paparan omethoate menunjukkan bahwa tubuh menggunakan prolin sebagai superoksida dismutase (SOD) dan katalase (CAT) untuk melindungi dari toksisitas yang disebabkan oleh insektisida. Namun, serupa dengan sistem antioksidan enzimatik, prolin terbukti tidak cukup untuk melindungi sel ujung akar bawang dari kerusakan akibat insektisida.
Tinjauan literatur menunjukkan bahwa belum ada penelitian tentang kerusakan anatomi akar tanaman yang disebabkan oleh insektisida omethoate. Namun, hasil penelitian sebelumnya tentang insektisida lain konsisten dengan hasil penelitian ini. Çavuşoğlu dkk.67 melaporkan bahwa insektisida tiametoksam spektrum luas menyebabkan kerusakan anatomi pada akar bawang seperti nekrosis sel, jaringan vaskular yang tidak jelas, deformasi sel, lapisan epidermis yang tidak jelas, dan bentuk inti meristem yang abnormal. Tütüncü dkk.68 menunjukkan bahwa tiga dosis berbeda dari insektisida methiocarb menyebabkan nekrosis, kerusakan sel epidermis, dan penebalan dinding sel kortikal pada akar bawang. Dalam penelitian lain, Kalefetoglu Makar36 menemukan bahwa aplikasi insektisida avermectin pada dosis 0,025 ml/L, 0,050 ml/L dan 0,100 ml/L menyebabkan jaringan konduktif yang tidak jelas, deformasi sel epidermis dan kerusakan inti yang pipih pada akar bawang. Akar merupakan titik masuk bagi bahan kimia berbahaya untuk memasuki tanaman dan juga merupakan lokasi utama yang paling rentan terhadap efek toksik. Menurut hasil MDA dari penelitian kami, stres oksidatif dapat menyebabkan kerusakan membran sel. Di sisi lain, penting untuk menyadari bahwa sistem akar juga merupakan mekanisme pertahanan awal terhadap bahaya tersebut69. Studi telah menunjukkan bahwa kerusakan yang diamati pada sel meristem akar mungkin disebabkan oleh mekanisme pertahanan sel-sel ini yang mencegah penyerapan pestisida. Peningkatan sel epidermis dan kortikal yang diamati dalam penelitian ini kemungkinan merupakan hasil dari pengurangan penyerapan bahan kimia oleh tanaman. Peningkatan ini dapat mengakibatkan kompresi fisik dan deformasi sel dan inti. Selain itu,70 telah disarankan bahwa tanaman dapat mengakumulasi bahan kimia tertentu untuk membatasi penetrasi pestisida ke dalam sel. Fenomena ini dapat dijelaskan sebagai perubahan adaptif pada sel jaringan kortikal dan vaskular, di mana sel-sel menebal dinding selnya dengan zat-zat seperti selulosa dan suberin untuk mencegah omethoate menembus akar.71 Selanjutnya, kerusakan inti yang pipih mungkin merupakan akibat dari kompresi fisik sel atau stres oksidatif yang memengaruhi membran inti, atau mungkin disebabkan oleh kerusakan materi genetik yang disebabkan oleh aplikasi omethoate.
Omethoate adalah insektisida yang sangat efektif dan banyak digunakan, terutama di negara-negara berkembang. Namun, seperti halnya banyak pestisida organofosfat lainnya, kekhawatiran tetap ada mengenai dampaknya terhadap lingkungan dan kesehatan manusia. Studi ini bertujuan untuk mengisi kesenjangan informasi ini dengan secara komprehensif menilai efek merugikan insektisida omethoate pada tanaman yang umum diuji, A. cepa. Pada A. cepa, paparan omethoate mengakibatkan perlambatan pertumbuhan, efek genotoksik, hilangnya integritas DNA, stres oksidatif, dan kerusakan sel pada meristem akar. Hasil penelitian menyoroti dampak negatif insektisida omethoate pada organisme non-target. Hasil studi ini menunjukkan perlunya kehati-hatian yang lebih besar dalam penggunaan insektisida omethoate, dosis yang lebih tepat, peningkatan kesadaran di kalangan petani, dan peraturan yang lebih ketat. Lebih lanjut, hasil ini akan memberikan titik awal yang berharga untuk penelitian yang menyelidiki efek insektisida omethoate pada spesies non-target.
Studi eksperimental dan studi lapangan terhadap tanaman dan bagian-bagiannya (umbi bawang), termasuk pengumpulan bahan tanaman, dilakukan sesuai dengan norma dan peraturan kelembagaan, nasional, dan internasional yang relevan.
Waktu posting: 04 Juni 2025