Phyto-cytogenotoxic effects of glyphosate-based herbicide contaminated soil: assays using Allium cepa.
J Toxicol Environ Health A · 2026 · 89:333-347 · PMID 41084846 · 등급6 세포·모델 세포실험 · 발암성 > 유전독성 · 제형(GBH)
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글리포세이트는 전 세계적으로 가장 널리 사용되는 제초제이지만, 식물을 이용한 대부분의 독성 연구는 수용액 상태에서 수행되어 왔으며, 이로 인해 토양 특성이 제초제 효과를 조절하는 역할을 간과해 왔다. 본 연구의 목적은 글리포세이트 오염 토양에 노출된 후의 식물독성(phyto-), 세포독성(cyto-) 및 유전독성 반응을 조사하는 것이었다. 이는 현실적인 환경 조건 하에서의 제초제 유발 독성에 관한 중요한 지식 격차를 해소할 것이다. 글리포세이트 농도는 농업 환경에서 발견되는 수준을 기반으로 2배 비율의 기하급수적 계열로 1부터 1024 mg a.i./kg 토양 범위까지 테스트되었다. 조사된 매개변수에는 발아율, 뿌리 길이, 세포 생존율, 유사분열 지수 및 염색체 이상 빈도가 포함되었다. 16부터 1024 mg a.i./kg 범위의 글리포세이트 농도는 뿌리 성장을 억제하고 세포막 무결성을 손상시켰으며, 반면 1, 4, 및 128 mg a.i./kg 수준에서는 유사분열 지수 감소와 관련된 세포 분열이 증가하는 양상을 보였고, 512 mg a.i./kg에서 이러한 현상이 나타났다. 유전독성 효과는 4부터 1024 mg a.i./kg 범위에서 관찰되었다. 낮은 농도와 중간 농도는 주로 유전독성 효과를 유발했지만, 가장 높은 농도(256~1024 mg a.i./kg)에서는 현저한 세포 독성을 촉진하였다. 이러한 발견은 토양 내 글리포세이트가 A. cepa에서 이단계적이고 다중 매개변수적 반응을 유도할 수 있다는 새로운 증거를 제공하며, 환경 위험 평가를 위해 토양 기반 생물학적 분석법 사용의 중요성을 강화한다.ORIGINAL ABSTRACT
Glyphosate is the most widely used herbicide worldwide; however, most toxicity studies utilizing plants have been conducted in aqueous solutions, thus overlooking the role of soil properties in modulating herbicidal effects. The aim of this study was to examine the phyto-, cyto-, and genotoxic responses following Allium cepa exposure to glyphosate-contaminated soil. This would thus address a critical knowledge gap regarding herbicide-initiated toxicity under realistic environmental conditions. Glyphosate concentrations were tested in a geometric series with a 2× ratio, ranging from 1 to 1024 mg a.i./kg of soil, based upon levels found in agricultural environments. The parameters examined included germination rate, root length, cell viability, mitotic index, and frequency of chromosomal alterations. Glyphosate concentrations ranging from 16 to 1024 mg a.i./kg inhibited root growth and damaged cell membrane integrity, whereas levels from 1, 4, and 128 mg a.i./kg increased cell division associated with reduced mitotic index at 512 mg a.i./kg. Genotoxic effects were observed from 4 to 1024 mg a.i./kg. While low and intermediate concentrations primarily triggered genotoxic effects, the highest concentrations (256 to 1024 mg a.i./kg) promoted marked cytotoxicity. These findings provide novel evidence that glyphosate in soil might induce biphasic and multiparametric responses in A. cepa, reinforcing the importance of using soil-based bioassays for environmental risk assessment.| 저자 | Miranda, L. A.; Oliveira, A. C. S.; Souza, T. D. S. |
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| 저널 | Journal of toxicology and environmental health. Part A |
| 권·호·쪽 | 89(8), 333-347 |
| PMID | 41084846 |
| DOI | 10.1080/15287394.2025.2568848 |
| MeSH | Glyphosate; Glycine; Herbicides; Onions; Soil Pollutants; Plant Roots; Germination; Chromosome Aberrations |