Effect of herbicides on the polymerization of the microtubule and induction of micronuclei in Helianthus maximiliani protoplasts

Com o objetivo de estudar a cinética da despolimerização dos microtúbulos e a dinâmica da indução de micronúcleos, usaram-se dois herbicidas com ação antimitótica, amiprofós-metil (APM) e oryzalin (ORY), em células de Helianthus maximiliani. A aplicação de ambos os herbicidas em células com ativo crescimento resultou num elevado número de células com micronúcleos, em virtude das modificações mitóticas causadas pela ausência de microtúbulos. Primeiramente, cromossomos isolados ou grupos de 2 ou mais cromossomos espalharam-se pelo citoplasma. Duas a três horas após a aplicação dos herbicidas, os microtúbulos, estavam despolimerizados e os cromossomos metafásicos condensaram-se, formando diretamente os micronúcleos sem ter havido a divisão do centrômero e a separação das cromátides. A concentração mais eficiente de ORY foi 20 µM, ao passo que para APM foi 60 µM, para um período de incubação de 36 e 48 h respectivamente. O prolongamento do período de tratamento elevou a freqüência de micronúcleos deformados, bem como aumentou a morte celular. A adição de citocalasina-B (CB) (20 µM), após 24 h da aplicação dos herbicidas, aumentou significativamente a micronucleação e estabilização dos micronúcleos nas células. O controle dos microtúbulos de células em suspensão torna-se uma ferramenta eficiente para a indução de micronúcleos, bem como representa um método elegante para a transferência genômica parcial.In order to verify the kinetics of microtubule depolymerization and dynamics of micronuclei induction, two anti-mitotic herbicides, Amiprophos-methyl (APM) and Oryzalin (ORY), were added to dividing cells of Helianthus maximiliani. The addition of both herbicides to actively dividing cells resulted in a high number of cells with micronuclei through modification of mitosis. Single chromosomes and groups of 2 or more chromosomes were scattered over the cytoplasm. After 2-3 h of herbicide application, microtubules were depolymerized and the metaphase chromosomes changed directly into micronuclei, without centromere division and chromatid separation. The most efficient concentrations were 20 µM ORY and 60 µM APM when incubated for 36 and 48 h, respectively. When the treatment duration was increased, the frequency of cells with deformed micronuclei as well as cell death increased. The presence of citochalasina-B (CB) (20 µM) after 24 h of herbicide application increased the frequency of micronucleation and stabilization of the micronuclei in the cells significantly. The control of microtubules using anti-mitotic toxins provides an efficient tool for micronuclei induction as well as representing an elegant method for partial genome transfer