Effects of the herbicide 2, 4-D dimethylammonium on induction of vitellogenin synthesis in the plasma of Nile tilapia (Orechromis niloticus) and field study
Keywords:
Vitellogenin, Herbicides, Contamination, 2,4-D dimethylammoniumAbstract
Herbicides contaminating water sources can disrupt endocrine functions by inducing vitellogenin in male or juvenile fish. This study investigates the induction of vitellogenin in the plasma of Nile tilapia (Oreochromis niloticus) using the herbicide 2,4-D dimethylammonium. The experiment was divided into two parts as 1) Laboratory Study: This part involved inducing vitellogenin using estrogen (E2) and 2,4-D at a non-lethal concentration of 2.5 µL/L. The plasma protein content and protein expression were analyzed using SDS-PAGE, while vitellogenin expression was detected using antibody techniques (Western blot and dot blot) 2) Field Study: Fishes samples were collected from Huai Senang reservoir in Surin province, and a fish farm using reservoir water in culture system. The plasma protein content, protein expression, and vitellogenin expression, together with pesticide contamination in the water using the GT test kit. The results showed that Nile tilapia exposed to 2,4-D herbicide synthesized vitellogenin similarly to those exposed to E2, with vitellogenin sizes of 250 and 220 kDa. In contrast, natural fishes from the Huai Senang reservoir (Snakehead fish, African catfish, Goby and Hybrid catfish) did not show vitellogenin expression. However, Nile tilapia from the private farm showed vitellogenin expression in all samples, correlating with positive pesticide contamination in the water. The study indicates that the herbicide 2,4-D affects endocrine function, with vitellogenin serving as a biomarker. Consuming fish exposed to such contaminants may lead to bioaccumulation of pesticides in the food chain, posing health risks to humans.
References
ไชยวัฒน์ นวลขาว, พัชรี มงคลวัย, สำเนาว์ เสาวกูล, พอจิต นันทนาวัฒน์, จันทร์พิมพ์ กังพานิช, อำนวย วัฒนกรสิริ และชุติมา ถนอมสิทธิ์. (2564). ผลกระทบของพาราควอตต่อการเปลี่ยนแปลงทางสรีรวิทยา การแสดงออกของอะซิทิลโคลีนเอสเทอเรสและการเปลี่ยนแปลงเนื้อเยื่อวิทยาของปลานิล. ใน การประชุมวิชาการระดับชาติ “ราชมงคลสุรินทร์ ครั้งที่ 12 วิจัยและนวัตกรรมเพื่อพัฒนาเศรษฐกิจวิถีใหม่” 16-17 กันยายน 2564. มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลอีสาน วิทยาเขตสุรินทร์. สุรินทร์. F20 – F32.
พอจิต นันทนาวัฒน์. (2558). ไวเทลโลเจนิน : ตัวชี้วัดทางชีวภาพสำหรับการปนเปื้อนสารรบกวนการทำงานของต่อมไร้ท่อในแหล่งน้ำ. วารสารวิทยาศาสตร์บูรพา. 20(1): 201-208.
พอจิต นันทนาวัฒน์, นันทิกา คงเจริญพร และศุภกิจ ศรีสวัสดิ์. (2559). การพัฒนาโมโคนอลแอนติบอดีจำเพาะต่อไวเทลโลเจนินในปลากระพงขาว (Lates calcarifer Bloch). รายงานการวิจัยฉบับสมบูรณ์. คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยบูรพา ชลบุรี.
วิชาดา จงมีวาสนา และรัติยากร ไชยพลงาม. (2548). การปนเปื้อนของสารเคมีกำจัดแมลงเอนซัลแผนในน้ำประปา. วารสารกรมวิทยาศาสตร์การแพทย์. 47(3): 202-212.
วิชชุดา ประสาทแก้ว และพอจิต นันทนาวัฒน์. (2561). การพัฒนาเทคนิคดอทบลอทเพื่อตรวจสอบไวเทลโลเจนินสำหรับใช้เป็นตัวชี้วัดทางชีวภาพของสารรบกวนการทำงานของต่อมไร้ท่อ. วารสารวิทยาศาสตร์บูรพา. 23(3): 1448-1457.
สำนักควบคุมพืชและวัสดุการเกษตร. (2567). สรุปการนำเข้าวัตถุอันตรายทางการเกษตร ปี 2566 10 อันดับ. กรม วิชาการเกษตร กระทรวงเกษตรและสหกรณ์. ค้นเมื่อ 4 มิถุนายน 2567. https://www.doa.go.th/ard/wp-content/uploads/2024/04/5-รายงานสรุปการนำเข้าวัตถุอันตรายทางการเกษตร-ปี-พ.ศ.-2566-ประเภท.pdf.
สุรัสวดี แพทย์รังษี, วิชชุดา ประสาทแก้ว และพอจิต นันทนาวัฒน์. (2560). ผลของโนนิลฟีนอลต่อการชักนำไวเทลโลเจนิน ในปลากะพงขาววัยอ่อน. วารสารวิทยาศาสตร์บูรพา. 22(ฉบับพิเศษ): 195-202.
อุไรวรรณ อินทร์ม่วง. (2545). มลพิษทางน้ำ. พิมพ์ครั้งที่ 1. สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยขอนแก่น: ขอนแก่น.
อุทุมพร สมพงษ์. (2564). การศึกษาชนิดและปริมาณสารกำจัดศัตรูพืชตกค้างในน้ำบริเวณพื้นที่เกษตรกรรมของกรุงเทพมหานครฝั่งธนบุรี. วารสารวิชาการซายน์เทค มรภ.ภูเก็ต. 5(2): 17-30.
Akers J.T., Johnston M.F. and Haasch M.L. (2000). Immunodetection of hepatic peroxisomal PMP70 as an indicator of peroxisomal proliferation in the ummichog, Fundulus heteroclitus. Marine Environmental Research. 50: 361-365.
Atecq B., Farah M.A. and Ahmad W. (2006). Evidence of apoptic of 2,4-D and butachlor on walking catfish, Clarias batrachus, by transmission electron microscopy and DNA degradation studies. Lift Sciences. 78: 977-986.
Campbell D.G., Borglin S.E., Green F.B., Grayson A., Wozei E. and Stringfellow W.T. (2006). Biologically directed environmental monitoring, fate, and transport of estrogenic endocrine disrupting compounds in water: A review. Chemosphere. 65(8): 1265-1280.
Garnayak S.K., Mohanty J., Rao T.V., Sahoo S.K. and Sahoo P.K. (2013). Vitellogenin in Asian catfish, Clarias batrachus: Purification, partial characterization and quantification during the reproductive cycle by ELISA. Aquaculture. 392-395: 148–155.
Gupta P. and Verma S.K. (2020). Impacts of herbicide pendimethalin on sex steroid level, plasma vitellogenin concentration and aromatase activity in teleost Clarias batrachus Linnaeus. Environmental Toxicology and Pharmacology. 75(3): 103324.
Hock B., Marx A., Sherry J. and Hansen P.D. (2001). A new monoclonal antibody against vitellogenin from rainbow trout(Oncorhychus mykiss). Chemoshere. 44: 393-399.
Ishibashi H., Tachibana K., Tsuchomoto M., Soyano K., Ishibashi Y., Tominaga N. and Arizono K. (2001). In vivo testing system for determining the estrogenic activity of endocrine-disrupting chemicals (EDCs) in goldfish (Carassius auratus). Journal of Health Science. 47(2): 213-218.
Mahapatra S., Kabita S.K., Bhattacharya D., Sarkar S., Juin S.K., Maitra S. and Nath P. (2017). Purification and development of ELISAs for two forms of vitellogenin in Indian walking catfish, Clarias batrachus (L.). Fish Physiology and Biochemistry. 43: 477-491.
Marin M.G.M. and Matozzo V. (2004). Vitellogenin induction as a biomarker of exposure estrogenic compounds in aquatic environmental. Marine Pollution Bulletin. 48: 835-839.
Nicolas J.M. (1999). Vitellogenin in fish and the effects of PAH contaminants. Aquatic Toxicology. 45: 77-90.
Norberg B. and Haux C. (1988). A homologous radioimmunoassay for rainbow trout (Salmo trutto) vitellogenin. Fish Physiology and Biochemistry. 5(2): 59-68.
Okoumassoun L.E., Brochu C., Deblois C., Akponan S., Marion M., Averill-Bates D. and Denizeau F. (2002). Vitellogenin in tilapia male fishes exposed to organochlorine pesticides in Ouémé River in Republic of Benin. Science of The Total Environment. 299: 163-172.
Prasatkaew W., Nanthanawat P. and Thanomsit C. (2019). Assessment of endocrine disrupthing chemicals ezposure in Sea Bass (Lates calcarifer) and wild fishes using vitellogenin as a biomarker. Environment Asia. 12(2): 69-78.
Sarikaya R. and Yilmaz M. (2003). Investigation of acute toxicity and the effect of 2,4-D (2,4-D dichlorophenoxyacetic acid) herbicide on the behavior of the common carp (Cyprinus carpio L., 1758; Pisces, Cyprinidae). Chemosphere. 52: 195-201.
Thanomsit C., Wattanakornsiiri A. and Nanthanawat P. (2016a). Effect of glyphosate on fish behavior and histological alteration of gills in Asian Sea bass (Lates calcarifer). Burapha Science Journal. 21(2): 204-215.
Thanomsit C., Wattanakornsiiri A. and Nanthanawat P. (2016b). Toxicity evaluation of glyphosate on mortality rate and histological alteration in Black Rice crab. Burapha Science Journal. 21(3): 151-165.
Thanomsit C., Saowakoon S., Wattanakornsiri A., Nanuam J., Prasatkaew W., Nanthanawat P., Monkolvai P. and Chalorcharoenying W. (2020a). Glyphosate (Roundup) : fate, toxicity assessment and adverse effect on aquatic environment. Naresuan University Journal: Science and Technology. 28(1): 65-81.
Thanomsit C., Nuankaew C., Prasatkaew W., Wattanakornsiri A., Nanuam J., Nanthanawat P., and Kiaprasert P. (2020b). Adverse effects of chlorpyrifos and cypermethrin mixture on physiological alterations and cholinesterase on Nile tilapia (Oreochromis niloticus). Thai Journal of Agricultural Science. 53(3): 134-148.
Thanomsit C., Saetiew J. and Meemon P. (2022). Optical coherence tomography as an alternative tool for evaluating the effects of glyphosate on hybrid catfish (Clarias gariepinus × Clarias macrocephalus). Toxicology Reports. 9: 181-190.
Walker C.H., Hopkin S.P. and Peakall D.B. (2006). Principle of ecotoxicology. Publisher: USA.
Wang J., Bing X., Yu K., Tian H., Wang W. and Ru S. (2015). Preparation of a polyclonal antibody against goldfish (Carassius auratus) vitellogenin and its application to detect the estrogenic effects of monocrotophos pesticide. Ecotoxicology and Environmental Safety. 11: 109-116.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2024 Agriculture and Technology Journal
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
เนื้อหาและข้อมูลในบทความที่ลงตีพิมพ์ในวารสารทดสอบระบบ ThaiJo2 ถือเป็นข้อคิดเห็นและความรับผิดชอบของผู้เขียนบทความโดยตรงซึ่งกองบรรณาธิการวารสาร ไม่จำเป็นต้องเห็นด้วย หรือร่วมรับผิดชอบใดๆ
บทความ ข้อมูล เนื่อหา รูปภาพ ฯลฯ ที่ได้รับการดีพิมพ์ในวารสารทดสอบระบบ ThaiJo2 ถือเป็นลิขสิทธิ์ของวารสารทดสอบระบบ ThaiJo2 หากบุคคลหรือหน่วยงานใดต้องการนำทั้งหมดหรือส่วนหนึ่งส่วนใดไปเผยแพร่หรือเพื่อกระทำการใดๆ จะต้องได้รับอนุญาตเป็นลายลักอักษรณ์จากวารสารทดสอบระบบ ThaiJo2 ก่อนเท่านั้น
