Effect of the Pesticide Karate 025EC on the Antioxidant Properties of Radish (Raphanus sativus L.) seedling extract

Radish (Raphanus sativus L.) seedlings are a recognized model organism used in short-term ecotoxicological tests, particularly in research on the toxicity of heavy metals, pesticides and xenobiotics. Radish seedlings were used to determine the toxicity of the pyrethroid Karate 025EC. In this study seeds of the Rowa variety of radish (Raphanus sativus L.) were germinated in Petri dishes lined with filter paper. The radish seedlings were grown under natural light conditions at a temperature of 22 oC, with no added nutrients. Samples for analysis were collected 2, 4, and 6 days after plating. Control samples were grown in the presence of water, while in the samples with Karate the pesticide solutions contained 0.005 % to 0.1 % of the active substance. The radish seedlings were shown to be sensitive to lambda-cyhalothrin, the active ingredient in Karate 025EC. The compound inhibited germination of the radish seeds, affected the morphology of the seedlings, and decreased germination energy and rate. The effect depended on the growth time and the concentration of the active substance. Water extracts were prepared from the seedlings that had been subjected to the activity of lambda-cyhalothrin and their antioxidant activity was determined by a modification of the method of Brand-Williams et al, using the synthetic radical DPPH (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl). Total antioxidant activity based on reduction of the ABTS+ cation radical was also determined, using the method of Re et al as modified by Bartosz. In the control, the total antioxidant activity of the extracts, determined both by the DPPH method and the ABTS method, decreased with growth time, possibly due to the seedlings rapid growth and utilization of reserve substances for the needs of the developing plant. In the samples grown in the presence of Karate 025EC the antioxidant content in the extract decreased more slowly, and inhibition of seedling growth was observed as well. A description of this phenomenon may be helpful in research on the toxicity of pyrethroids in radish seedlings used as a model organism.

Siewki rzodkiewki (Raphanus sativus L.) to uznany organizm modelowy, który znalazł zastosowanie w krótkoterminowych testach ekotoksykologicznych, szczególnie w badaniach nad toksycznooecią metali ciężkich, pestycydów i ksenobiotyków. Siewki rzodkiewki posłużyły do określenia toksyczności preparatu z grupy pyretroidów Karate 025EC. W prezentowanej pracy kiełkowanie nasion rzodkiewki Raphanus sativus L. odmiany Rowa przeprowadzono na szalkach Petriego wyłożonych bibułą filtracyjną. Siewki rosły w naturalnych warunkach ooewietlenia, w temperaturze 22 oC, bez dodatku składników odżywczych, próbki do analiz pobierano po 2, 4, 6 dniach od ich wysiewu. Próbki kontrolne rosły w obecności wody, w próbkach z preparatem Karate 025EC zastosowano wodne roztwory tego pestycydu o zawartości substancji aktywnej od 0,005 % do 0,1 %. Stwierdzono, że siewki rzodkiewki są wrażliwe na lambda-cyhalotrynę, aktywny składnik preparatu Karate 025EC. Związek ten hamował kiełkowanie nasion rzodkiewki, wpływał na morfologię siewek, obniżał energię i siłę kiełkowania, a efekt jego działania zależy od czasu hodowli i stężenia substancji aktywnej. Przygotowano wodne ekstrakty z siewek rzodkiewki poddanych działaniu lambda cyhalotryny i oznaczono w nich aktywnooeć antyoksydacyjną według zmodyfikowanej metody Branda-Wiliamsa i współpracowników z użyciem syntetycznego rodnika DPPH (1,1-difenylo-2-pikrylohydrazyl). Całkowitą zdolnooeć antyoksydacyjną opartą na zasadzie redukcji kationorodnika ABTS+ oznaczono według metody Re i współpracowników w modyfikacji Bartosza. W kontroli w miarę czasu hodowli całkowita zdolność antyoksydacyjna ekstraktów oznaczana zarówno metodą z DPPH, jak i z ABTS zmniejsza się, co może być powiązane z intensywnym wzrostem siewek i wykorzystaniem substancji zapasowych dla potrzeb rozwijającej się rośliny. W próbkach rosnących w obecności preparatu Karate 025EC obniżanie się ilości antyoksydantów w ekstrakcie zachodzi wolniej, w próbkach tych stwierdzono też zahamowanie wzrostu siewek. Opis tego zjawiska może być pomocny w badaniach nad toksycznością pyretroidów na organizmie modelowym, jakim są siewki rzodkiewki.