Abstract
The translocation pattern and metabolic pathway of the contact insecticide sumithion in cocoa trees, following a foliar application, was examined using {sup 32}P-labelled and non-radioactive sumithion. The translocation pattern revealed that initially the radioactivities of bark samples were the highest while those of pod samples (cocoa beans in particular) were the smallest; but in the course of ca. 2,5 months, the radioactivities of bark samples decreased rapidly while those of cocoa beans increased steadily. This shows that {sup 32}P from the insecticide was eventually incorporated into the proteins which tended to be accumulated in the cocoa beans. The chloroform/water partition technique, employed to separate the anticholinesterase agents (sumithion and its oxidation product, sumioxon) from the hydrolysed and/or metabolized product(s), divulged the absence of any measurable radioactivities in the chloroform extract of the bark and xylem samples after a period of 15 days from the date of application, thus indicating that the absorbed sumithion (and also sumioxon) underwent complete degradation within that period. Furthermore, the radioactivities of the water layer decreased with time (within one month) while those of the residue increased, hence indicating that the water- soluble {sup 32}P-materials were converted into water-insoluble materials which were incorporated in the residue.
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Sundaram, Alamelu;
Sundaram, K. M.S.
[1]
- Department of Chemistry, University of Ghana, Legon (Ghana)
Citation Formats
Sundaram, Alamelu, and Sundaram, K. M.S.
Studies on the translocation pattern, persistence characteristics and metabolic pathway of sumithion [O, O-dimethyl-O-(3-methyl-4-nitrophenyl) phosphorothioate] in the cocoa tree Theobroma Cacao L; Etudes sur la repartition par translocation, les caracteristiques de persistance et les processus metabolitiques du sumithion [O, O-dimethyl-O-(3-methyl-4-nitrophenyl) phosphorothionate] dans le cacaoyer Theobroma Cacao L.
IAEA: N. p.,
1970.
Web.
Sundaram, Alamelu, & Sundaram, K. M.S.
Studies on the translocation pattern, persistence characteristics and metabolic pathway of sumithion [O, O-dimethyl-O-(3-methyl-4-nitrophenyl) phosphorothioate] in the cocoa tree Theobroma Cacao L; Etudes sur la repartition par translocation, les caracteristiques de persistance et les processus metabolitiques du sumithion [O, O-dimethyl-O-(3-methyl-4-nitrophenyl) phosphorothionate] dans le cacaoyer Theobroma Cacao L.
IAEA.
Sundaram, Alamelu, and Sundaram, K. M.S.
1970.
"Studies on the translocation pattern, persistence characteristics and metabolic pathway of sumithion [O, O-dimethyl-O-(3-methyl-4-nitrophenyl) phosphorothioate] in the cocoa tree Theobroma Cacao L; Etudes sur la repartition par translocation, les caracteristiques de persistance et les processus metabolitiques du sumithion [O, O-dimethyl-O-(3-methyl-4-nitrophenyl) phosphorothionate] dans le cacaoyer Theobroma Cacao L."
IAEA.
@misc{etde_22423926,
title = {Studies on the translocation pattern, persistence characteristics and metabolic pathway of sumithion [O, O-dimethyl-O-(3-methyl-4-nitrophenyl) phosphorothioate] in the cocoa tree Theobroma Cacao L; Etudes sur la repartition par translocation, les caracteristiques de persistance et les processus metabolitiques du sumithion [O, O-dimethyl-O-(3-methyl-4-nitrophenyl) phosphorothionate] dans le cacaoyer Theobroma Cacao L}
author = {Sundaram, Alamelu, and Sundaram, K. M.S.}
abstractNote = {The translocation pattern and metabolic pathway of the contact insecticide sumithion in cocoa trees, following a foliar application, was examined using {sup 32}P-labelled and non-radioactive sumithion. The translocation pattern revealed that initially the radioactivities of bark samples were the highest while those of pod samples (cocoa beans in particular) were the smallest; but in the course of ca. 2,5 months, the radioactivities of bark samples decreased rapidly while those of cocoa beans increased steadily. This shows that {sup 32}P from the insecticide was eventually incorporated into the proteins which tended to be accumulated in the cocoa beans. The chloroform/water partition technique, employed to separate the anticholinesterase agents (sumithion and its oxidation product, sumioxon) from the hydrolysed and/or metabolized product(s), divulged the absence of any measurable radioactivities in the chloroform extract of the bark and xylem samples after a period of 15 days from the date of application, thus indicating that the absorbed sumithion (and also sumioxon) underwent complete degradation within that period. Furthermore, the radioactivities of the water layer decreased with time (within one month) while those of the residue increased, hence indicating that the water- soluble {sup 32}P-materials were converted into water-insoluble materials which were incorporated in the residue. Spectrophotometric and column-chromatographic methods, adopted to detect and to estimate the amounts of anticholinesterase agents in the leaves of the sumithion-treated cocoa seedlings at various intervals after treatment, revealed that sumithion absorbed by the plant (only in very small quantities, 9 ± 3 ppm) underwent complete oxidation within a period of five days after application, because no sumithion was detectable in the plant after this period. Also sumioxon, which was detectable in the plant (in quantities of 15 ± 4 ppm) only after this 5-day period, seemed to have undergone complete degradation within an interval of 10 days after treatment, i. e. within an interval of 5 days after the day from which it was detectable. Thus the presence of anticholinesterase agents in the cocoa plants was shown to be practically nil after a period of 10 days from the date of application. In the present investigation it became evident from the uptake studies that {sup 32}P-materials were detectable in the tree even up to 72 days after the insecticide was applied; the chloroform/water partition technique showed the presence of {sup 32}P-materials in the water layer and in the residue up to 28 days after treatment whereas the spectrophotometric and column-chromatographic techniques were able to detect sumithion and sumioxon only up to 10 days after application. This definitely indicated that during this 10-day period sumithion and sumioxon underwent complete degradation and were hydrolysed into water-soluble phosphoric and substituted phosphoric acid-{sup 32}P which were probably utilised later in the formation of water-insoluble proteins- {sup 32}P of high molecular weights. These proteins- {sup 32}P seem to persist for a considerable length of time in the tree thus accounting for the persistent radioactivity even up to ca. 3 months after application. (author) [French] Les auteurs ont étudié la répartition par translocation et les processus métabolitiques du sumithion, insecticide par contact, dans le cacaoyer, après application foliaire de ce produit, soit ordinaire, soit marqué avec {sup 32}P. La répartition par translocation montre que la radioactivité est initialement le plus élevée dans les échantillons d’écorce et le plus faible dans les échantillons de fruits (fèves de cacao en particulier). Ensuite, pendant environ deux mois et demi, la radioactivité de l'écorce décroît rapidement alors que celle des fèves augmente constamment, ce qui prouve que {sup 32}P de l'insecticide finit par être incorporé dans les protéines qui tendent à s'accumuler dans les fèves de cacao. En séparant les agents anticholinestérasiques (sumithion et son dérivé, le sumioxon) des produits hydrolisés ou métabolisés, par partage chloroforme/eau, on met en évidence 1’ absence de toute radioactivité décelable dans l'extrait chloroformique d'échantillons d'écorce-et de xylème, quinze jours après l'application du radioisotope; on voit ainsi que le sumithion absorbé (de même que le sumioxon) sont complètement dégradés au cours de cette période. En outre, la radioactivité de la couche aqueuse décroît avec le temps (pendant un mois), alors que la radioactivité du résidu augmente, ce qui montre que les substances hydrosolubles contenant {sup 32}P se sont transformées en matières insolubles, incorporées aux résidus. L’ analyse qualitative et quantitative, par spectrophotométrie et Chromatographie sur colonne, des agents anticholinestérasiques dans les feuilles de jeunes, cacaoyers traités au sumithion, â différents intervalles de temps après le traitement, montre que le sumithion absorbé par la plante (en très faible quantité uniquement, 9± 3 ppm) est complètement oxydé au cours des cinq jours suivant l’application, car il n'est plus décelable dans la plante après cette période. Le sumioxon, qui devient décelable dans la plante (en quantités de 15 ± 4 ppm) seulement après cette période de cinq jours, semble être complètement dégradé dans les dix jours suivant le traitement, c’est-à-dire au cours d’une période de cinq jours après le moment où il devient décelable. On peut en conclure que la présence d’agents anticholinestérasiques dans les cacaoyers devient pratiquement nulle dix jours après le traitement. Au cours des recherches, les études sur la translocation ont montré à V évidence que les produits marqués avec {sup 32}P restent décelables dans l'arbre jusqu' à 72 jours après le traitement par l'insecticide. Le partage chloroforme/eau révèle la présence de substances marquées avec {sup 32}P dans la couche aqueuse et dans le résidu jusqu' à 28 jours après le traitement, alors que la spectrophotométrie et la Chromatographie sur colonne ne décèlent le sumithion et le sumioxon que jusqu' à 10 jours après l'application. Il est donc évident qu' au cours de cette période de 10 jours le sumithion et le sumioxon sont complètement dégradés et hydrolisés en acide phosphorique et en acide phosphorique ({sup 32}P) solubles dans l' eau, probablement utilisés ultérieurement pour la formation des protéines ({sup 32}P) de haut poids moléculaire, insolubles dans l'eau. Ces protéines ({sup 32}P) semblent persister dans l' arbre pendant un temps remarquablement long, pouvant ainsi expliquer la présence d' une radioactivité jusqu’ à environ trois mois après le traitement. (author)}
place = {IAEA}
year = {1970}
month = {Jan}
}
title = {Studies on the translocation pattern, persistence characteristics and metabolic pathway of sumithion [O, O-dimethyl-O-(3-methyl-4-nitrophenyl) phosphorothioate] in the cocoa tree Theobroma Cacao L; Etudes sur la repartition par translocation, les caracteristiques de persistance et les processus metabolitiques du sumithion [O, O-dimethyl-O-(3-methyl-4-nitrophenyl) phosphorothionate] dans le cacaoyer Theobroma Cacao L}
author = {Sundaram, Alamelu, and Sundaram, K. M.S.}
abstractNote = {The translocation pattern and metabolic pathway of the contact insecticide sumithion in cocoa trees, following a foliar application, was examined using {sup 32}P-labelled and non-radioactive sumithion. The translocation pattern revealed that initially the radioactivities of bark samples were the highest while those of pod samples (cocoa beans in particular) were the smallest; but in the course of ca. 2,5 months, the radioactivities of bark samples decreased rapidly while those of cocoa beans increased steadily. This shows that {sup 32}P from the insecticide was eventually incorporated into the proteins which tended to be accumulated in the cocoa beans. The chloroform/water partition technique, employed to separate the anticholinesterase agents (sumithion and its oxidation product, sumioxon) from the hydrolysed and/or metabolized product(s), divulged the absence of any measurable radioactivities in the chloroform extract of the bark and xylem samples after a period of 15 days from the date of application, thus indicating that the absorbed sumithion (and also sumioxon) underwent complete degradation within that period. Furthermore, the radioactivities of the water layer decreased with time (within one month) while those of the residue increased, hence indicating that the water- soluble {sup 32}P-materials were converted into water-insoluble materials which were incorporated in the residue. Spectrophotometric and column-chromatographic methods, adopted to detect and to estimate the amounts of anticholinesterase agents in the leaves of the sumithion-treated cocoa seedlings at various intervals after treatment, revealed that sumithion absorbed by the plant (only in very small quantities, 9 ± 3 ppm) underwent complete oxidation within a period of five days after application, because no sumithion was detectable in the plant after this period. Also sumioxon, which was detectable in the plant (in quantities of 15 ± 4 ppm) only after this 5-day period, seemed to have undergone complete degradation within an interval of 10 days after treatment, i. e. within an interval of 5 days after the day from which it was detectable. Thus the presence of anticholinesterase agents in the cocoa plants was shown to be practically nil after a period of 10 days from the date of application. In the present investigation it became evident from the uptake studies that {sup 32}P-materials were detectable in the tree even up to 72 days after the insecticide was applied; the chloroform/water partition technique showed the presence of {sup 32}P-materials in the water layer and in the residue up to 28 days after treatment whereas the spectrophotometric and column-chromatographic techniques were able to detect sumithion and sumioxon only up to 10 days after application. This definitely indicated that during this 10-day period sumithion and sumioxon underwent complete degradation and were hydrolysed into water-soluble phosphoric and substituted phosphoric acid-{sup 32}P which were probably utilised later in the formation of water-insoluble proteins- {sup 32}P of high molecular weights. These proteins- {sup 32}P seem to persist for a considerable length of time in the tree thus accounting for the persistent radioactivity even up to ca. 3 months after application. (author) [French] Les auteurs ont étudié la répartition par translocation et les processus métabolitiques du sumithion, insecticide par contact, dans le cacaoyer, après application foliaire de ce produit, soit ordinaire, soit marqué avec {sup 32}P. La répartition par translocation montre que la radioactivité est initialement le plus élevée dans les échantillons d’écorce et le plus faible dans les échantillons de fruits (fèves de cacao en particulier). Ensuite, pendant environ deux mois et demi, la radioactivité de l'écorce décroît rapidement alors que celle des fèves augmente constamment, ce qui prouve que {sup 32}P de l'insecticide finit par être incorporé dans les protéines qui tendent à s'accumuler dans les fèves de cacao. En séparant les agents anticholinestérasiques (sumithion et son dérivé, le sumioxon) des produits hydrolisés ou métabolisés, par partage chloroforme/eau, on met en évidence 1’ absence de toute radioactivité décelable dans l'extrait chloroformique d'échantillons d'écorce-et de xylème, quinze jours après l'application du radioisotope; on voit ainsi que le sumithion absorbé (de même que le sumioxon) sont complètement dégradés au cours de cette période. En outre, la radioactivité de la couche aqueuse décroît avec le temps (pendant un mois), alors que la radioactivité du résidu augmente, ce qui montre que les substances hydrosolubles contenant {sup 32}P se sont transformées en matières insolubles, incorporées aux résidus. L’ analyse qualitative et quantitative, par spectrophotométrie et Chromatographie sur colonne, des agents anticholinestérasiques dans les feuilles de jeunes, cacaoyers traités au sumithion, â différents intervalles de temps après le traitement, montre que le sumithion absorbé par la plante (en très faible quantité uniquement, 9± 3 ppm) est complètement oxydé au cours des cinq jours suivant l’application, car il n'est plus décelable dans la plante après cette période. Le sumioxon, qui devient décelable dans la plante (en quantités de 15 ± 4 ppm) seulement après cette période de cinq jours, semble être complètement dégradé dans les dix jours suivant le traitement, c’est-à-dire au cours d’une période de cinq jours après le moment où il devient décelable. On peut en conclure que la présence d’agents anticholinestérasiques dans les cacaoyers devient pratiquement nulle dix jours après le traitement. Au cours des recherches, les études sur la translocation ont montré à V évidence que les produits marqués avec {sup 32}P restent décelables dans l'arbre jusqu' à 72 jours après le traitement par l'insecticide. Le partage chloroforme/eau révèle la présence de substances marquées avec {sup 32}P dans la couche aqueuse et dans le résidu jusqu' à 28 jours après le traitement, alors que la spectrophotométrie et la Chromatographie sur colonne ne décèlent le sumithion et le sumioxon que jusqu' à 10 jours après l'application. Il est donc évident qu' au cours de cette période de 10 jours le sumithion et le sumioxon sont complètement dégradés et hydrolisés en acide phosphorique et en acide phosphorique ({sup 32}P) solubles dans l' eau, probablement utilisés ultérieurement pour la formation des protéines ({sup 32}P) de haut poids moléculaire, insolubles dans l'eau. Ces protéines ({sup 32}P) semblent persister dans l' arbre pendant un temps remarquablement long, pouvant ainsi expliquer la présence d' une radioactivité jusqu’ à environ trois mois après le traitement. (author)}
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