Cytotoxic and Anticytotoxic Effects of Alyssum virgatum Nyar. Aqueous Extracts

Abstract

In this study, anticytotoxic effects of distilled water extract of Alyssum virgatum Nyar. (Brassicaceae
family) aerial parts (Av-ext) was determined on Allium cepa L. root meristematic cells. Effects of different
concentrations and treatment periods of Av-ext on root growth, mitotic index and anaphase-telophase chromosomal
aberrations, against MMS were determined. In Allium root growth inhibition test, EC50 value was determined by
using 10 different concentrations of Av-ext (100 gL-1, 50 gL-1, 25 gL-1, 12.5 gL-1, 6.25 gL-1, 3.2 gL-1, 1.6 gL-1, 0.8
gL-1, 0.4 gL-1 ve 0.2 gL-1). All of the Av-ext concentrations reduced the root length signifcantly, except 0.8 gL-1,
0.4 gL-1 and 0.2 gL-1 doses. EC50 value that was accepted as reducing concentration of the root length about %50,
was found about 1.6 gL-1. In anticytotoxicity test, distilled water (negative control), MMS (positive control) and
different concentration of Av-ext (0.5×EC50, EC50 ve 2×EC50) including 10 ppm MMS were used for 24, 48 and
72 hours treatment period. In Av-ext mixtures including 10 ppm MMS, it was observed that mitotic index was
increased signifcantly related to the rising concentrations of the plant extract. In chromosome aberration study,
percentages of anomallies were decreased according to positive control group. Laggard chromosome aberrations
caused by mitotic spindle disruptions were determined more than the other anomalies. The results indicated that
Av-ext. has anticytotoxic and antigenotoxic activity on A. cepa root meristematic cells against MMS

Keywords

• Allium test,Alyssum virgatum,anticytotoxicity,antigenotoxicity,Brassicaceae

Alyssum virgatum Nyar. Su Ekstrelerinin Sitotoksik ve Antisitotoksik Özellikleri

Abstract

Bu araştırmada, Brassicaceae familyasına ait olan Alyssum virgatum Nyar. bitkisinin toprak üstü
kısımlarının distile su ekstrelerinin (Av-eks) Allium cepa L. kök uçları üzerine antisitotoksik etkisi incelenmiştir.
Av-eks’in farklı süre ve konsantrasyonlarının MMS (Metilmetansülfonat)’e karşı kök büyümesi, mitotik indeks
ve anafaz-telofaz kromozom aberasyonları üzerine etkileri belirlenmiştir. Allium kök büyüme inhibisyonu testinde
Av-eks’in 10 farklı konsantrasyonu (100 gL-1, 50 gL-1, 25 gL-1, 12.5 gL-1, 6.25 gL-1, 3.2 gL-1, 1.6 gL-1, 0.8 gL-1,
0.4 gL-1 ve 0.2 gL-1) soğan kök hücrelerine uygulanarak EC50 değeri belirlenmiştir. 0.8 gL-1, 0.4 gL-1 ve 0.2 gL-1
konsantrasyonları hariç diğer Av-eks konsantrasyonları kök uzunluğunu önemli ölçüde azaltmıştır. Kök uzunluğunu
yarıya indiren konsantrasyon olarak kabul edilen EC50 değeri yaklaşık olarak 1,6 gL-1 olarak bulunmuştur.
Antisitotoksisite testinde, distile su (negatif kontrol), MMS (pozitif kontrol) ve 10 ppm MMS içeren Av-eks’in
farklı konsantrasyonları (0,5×EC50, EC50 ve 2×EC50) 24, 48 ve 72 saat süreyle kullanılmıştır. 10 ppm MMS içeren
Av-eks karışımlarında, bitki ekstresindeki konsantrasyon artışına bağlı olarak mitotik indekste önemli bir yükselme
gözlenmiştir. Kromozom aberasyon çalışmalarında ise anomali yüzdelerinin pozitif kontrol grubuna göre azaldığı
tespit edilmiştir. İğ iplikleri bozulmalarının sebep olduğu kalgın kromozom aberasyonu, diğer anomalilerden daha
fazla tespit edilmiştir. Sonuçlar Av-eks’in, A. cepa kök meristematik hücrelerinde, MMS varlığında antisitotoksik
ve antigenotoksik aktivite gösterdiğini ortaya koymuştur

Keywords

• Allium test,Alyssum virgatum,antisitotoksisite,antigenotoksisite

References

1. Adıgüzel N, Reeves RD, 2002. A new nickel-accumulating species of Alyssum (Cruciferae) from western Turkey. Edinburg Journal of Botany, 59(2): 215-219.
2. Almokhtar A, Adwasa Abeer A, Elkhoelyb Ahmed M, Kabele MN, Abdel-Rahmane A, Eissab A, 2016, Anti-cancer and cardioprotective effects of indol-3-carbinol in doxorubicin-treated mice. Journal of Infection and Chemotherapy, 22(1): 36-43.
3. Antonsiewiez D, 1990. Analysis of the cell cycle in the root meristem of Allium cepa under the influence of Ledakrin. Folia Histochemica et Cytobiologica, 28: 79-96.
4. Babaoğlu S, Açık L, Çelebi A, Adıgüzel N, 2004. Türkiye’nin bazı Alyssum L.(Brassicaceae) türlerinin RAPD-PCR ve SDS-PAGE yöntemleri ile molekül analizleri. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 17(3): 25-33.
5. Bal Ş, 1995. Datura stramonium L. ve Ureginea maritima L. özsularının Allium cepa L. kök ucu mitozu üzerinde sitolojik etkileri, Doktora Tezi, Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
6. Brooks RR, 2000. Plants that Hyperaccumulate Heavy Metals; Their Role in Phytoremediation, Microbiology, Archaeology, Mineral Exploration and Phytomining. Brooks, R.R., CAB International, Cambridge, 1-14, 15-53, 153-180
7. Cotelle S, Masfaraud JF, Ferard JF, 1999. Assessment of the genotoxicity of contaminated soil with the Allium/Vicia-micronucleus and the Tradescantia-micronucleus assays. Mutation Research, 426: 167-171.
8. Çelik E, Çelik GY, 2007. Bitki uçucu yağlarının antimikrobiyal özellikleri. Orlab On-Line Mikrobiyoloji Dergisi, 5: 1-6.

9. Çubukçu B, Meriçli AH, Mat A, Sarıyar G, Sütlüpınar N, Meriçli F, 2002. Fitoterapi Yardımcı Ders Kitabı. İstanbul Üniv. Yayın no 4311, Eczacılık Fak. Yayın no 79.
10. Davis PH, Mill RR, Tan K, 1988. Flora of Turkey and the East Aegean Islands . Edinburgh, 10: 50–54.
11. El-Shabbaby OA, 2003. Genotoxicity screeningof industrial wastewater using the Allium cepa chromosome aberration assay. Pakistan Journal Biology Science, 6: 23-28.
12. Erdoğan O, 2005. Fasulye (Phaseolus Vulgaris L.) Fidelerinde Nikel Toksitesinin Humik Asit İle Azaltılması Üzerine Bir Araştırma Yüksek Lisans Tezi, Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Bahçe Bitkileri Anabilim Dalı, Kahramanmaraş.
13. Eren Y, 2011. Bazı Limonium Türlerine ait Bitki Ekstrelerinin Mutajenik Etkilerinin Farklı Test Sistemleri ile Belirlenmesi, Anadolu Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Moleküler Biyoloji Anabilim Dalı, Eskişehir.
14. Eren Y, 2016. Mutagenic and cytotoxic activities of Limonium globuliferum methanol extracts. Cytotechnology, 68(2): 115–2124.
15. Fiskesjö G, 1985. The Allium as a standard in environmental monitoring. Hereditas, 102: 99-102
16. Fuskoni A, Repetto O, Bona E, Massa N, Gallo C, Dumas-Gaudot E, Berta G, 2006. Effect of cadmium on meristem activity and nucleus ploidy in roots of Pisum sativum L. cv. Frisson sedlings. Environmental Experimental Botany, 58: 253-260.
17. Gadano AB, Gumi AA, Carballo MA, 2006. Argentine folk medicine: genotoxic effects of Chenopodiaceae family. Journal of Ethnopharmacology, 103: 246-251.
18. Hidalgo A, Gonzales JA, Navas P, Garcia-Herdugo G, 1989. Abnormal mitosis and growth inhibition in Allium cepa roots induced by probham and chlorprobham. Cytobios, 57: 7-17.
19. Klanakarin S, 2006. Bioactive glucosinolates and antioxidant properties of broccoli seeds cultivated in Thailand. Journal Science Technology, 28(1): 55-61.
20. Kramer U, Charnack JM, Baker AJM, 1996. Free histidine as a metal chelator in plants that accumulate nickel. Nature, 379: 635-638.
21. Kumari M, Mukherje A, Chandrasekaran N, 2009. Genotoxicity of silver nanoparticles in Allium cepa. Science of the Total Environment, 407: 5243-5246.
22. Menke M, Chen I, Angelis KJ, Schubert I, 2001. DNA damage and repair in Arabidopsis thaliana as measured by the comet assay after treatment with different classes of genotoxins. Mutation Research, 493: 87-93.
23. Nicoloff H, Kappas A, 1987. Binomial induced mitotic disturbances in Hordeum vulgare. Mutation Research, 38: 53-70.
24. Özay C, 2015. Ege bölgesi’ndeki bazı Alyssum L. taksonlarının biyolojik aktivitelerinin incelenmesi ve aktif bileşenlerinin karakterizasyonu, Pamukkale Üniversitesi, Biyoloji Anabilim Dalı, Denizli.
25. Reeves RD, Adıgüzel N, 2004. Rare plants and nickel accumulators from Turkish serpentine soils, with special reference to centaurea species. Turkish Journal of Botany, 28(1/2): 147-153.
26. Reeves RD, Adıgüzel N, 2008. The nickel hyperaccumulating plants of the serpentines of Turkey and adjacent areas: a review with new data. Turk Journal Biology, 32: 143-153.
27. Sarkar FH, Li Y, 2004. Indole-3-carbinol and prostate cancer. Journal Nutrition, 134: 3493-3498.
28. Simaan JA, 2009. Herbal medicine, what physicians need to know. Lebanese Medical Journal, 57: 215-217.
29. Sofowora A, 1999. The state of medicinal plants research in Nigeria, In: Proceeding of workshop held at Ile-Ife, Nigeria, 1–373