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啶虫脒在黑斑蛙蝌蚪中的毒性效应及代谢研究

郭旺

啶虫脒在黑斑蛙蝌蚪中的毒性效应及代谢研究

郭旺1
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  • 1. 贵州大学
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摘要

啶虫脒(acetamiprid),属氯化烟碱类化合物,是一种重要的新烟碱类杀虫剂,常用于稻田中飞虱等虫害的防治,但由于其良好的水溶性和不易发生水解等特性,对稻田系统中的非靶水生生物构成了潜在的威胁。黑斑蛙(Rana nigromaculata),是我国分布最为广泛的稻蛙,其幼体(黑斑蛙蝌蚪)生长速度快,皮肤具有高度的渗透性,长期生活在污染的稻田中,此外还会经历变态发育阶段(此阶段对外源污染物更加敏感)。本文以黑斑蛙蝌蚪作为研究对象,开展了新烟碱农药啶虫脒对黑斑蛙蝌蚪的急性毒性、生长抑制影响、生理生化参数影响、代谢组学研究和生物富集-消除,主要研究主要结论如下: 1、开展了啶虫脒对黑斑蛙蝌蚪急性毒性试验。结果表明:啶虫脒对蝌蚪的24、48、72和96h的LC50值为分别为51.49、43.57、30.81和18.49mg/L,根据《化学农药环境安全评价实验准则第18部分-天敌两栖类急性毒性试验》毒性等级划分,啶虫脒对黑斑蛙蝌蚪为低毒。 2、基于急性毒性的结果,开展了啶虫脒对黑斑蛙蝌蚪的亚慢性毒性,考察啶虫脒对黑斑蛙蝌蚪生长抑制影响、生化参数的影响和代谢组学研究。结果表明黑斑蛙蝌蚪经28天的0.185和1.85mg/L的啶虫脒水溶液暴露后,与对照组相比,蝌蚪的生长形态参数(体长、尾长、体重和眼间距)和甲状腺相关激素(TSH、TH、T3和T4)含量等未出现显著影响,表明啶虫脒未对蝌蚪的生长产生抑制;经啶虫脒亚慢性暴露后,蝌蚪的生化参数发生了显著的变化,包括CAT、SOD、GR、GST和MDA水平显著上升,同时造成了AchE和蛋白含量显著下降,且这些生化参数的变化与啶虫脒浓度呈正相关;在代谢组学研究中,啶虫脒显著的影响了蝌蚪体内的核苷酸和类似物、有机酸及其衍生物、有机氮化合物、有机氧化合物脂质和类脂质分子等代谢物;高、低浓度处理组中存在显著性差异代谢物,表明高、低浓度的啶虫脒对蝌蚪产生的毒性效果有明显差异。此外,对差异代谢物进行通路富集分析,缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸的生物合成(Valine,leucine and isoleucine biosynthesis)、甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸的代谢(Glycine,serine and threonine metabolism)、不饱和脂肪酸的生物合成(Biosynthesis of unsaturated fatty acids)、鞘脂代谢(Sphingolipid metabolism)、亚油酸代谢(Linoleic acid metabolism)和组氨酸代谢(Histidine metabolism)等代谢通路;结合蝌蚪生理参数的变化和代谢组学的研究结果,表明在亚慢性暴露期间,蝌蚪体内存在强烈的氧化应激,且与浓度呈正相关。 3、建立了啶虫脒在蝌蚪和水体中的液相色谱串联质谱(LC-MS/MS)检测方法,结果表明:啶虫脒在蝌蚪和水体检测限(LOD)分别为0.003和0.002mg/kg,定量限(LOQ)分别为0.001和0.0005mg/kg;啶虫脒在溶剂和基质的浓度与峰面积有良好的线性关系(R2gt;0.99);添加回收实验表明,在蝌蚪基质中的平均回收率在87.00-102.76%,相对标准偏差(RSD)为2.12-4.74%,在水体中的平均回收率为87.13-105.11%,RSD为5.91-7.72%。方法的灵敏度、准确度及稳定性均能满足实验的分析要求。基于检测方法,开展了啶虫脒在黑斑蛙蝌蚪体内的生物富集-降解试验。结果表明:不同浓度的暴露富集对比实验,发现蝌蚪体内啶虫脒的浓度与暴露的浓度存在剂量效应关系;啶虫脒在蝌蚪体内的富集表现为快速吸收,0.185和1.85mg/L暴露溶液中的生物富集系数(BCF)分比为0.56和0.39(lt;1),表明啶虫脒在蝌蚪体内富集的潜力较低。在消除实验中,啶虫脒也表现出快速消除,0.185和1.85mg/L的半衰期分别为0.44和0.65天。

关键词

啶虫脒/黑斑蛙蝌蚪/毒性效应/生物富集/降解规律/代谢调控

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授予学位

硕士

学科专业

农药学

导师

胡德禹

学位年度

2022

学位授予单位

贵州大学

语种

中文

中图分类号

S4
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