手性農(nóng)藥甲霜靈對水生生物的毒性效應(yīng)及機(jī)制研究.pdf

1、手性農(nóng)藥是人類合成的手性化合物中重要的組成部分，由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要，大量新型的具有更高生物活性的單一對映體手性農(nóng)藥被應(yīng)用到其中。目前全球市場上商業(yè)化的農(nóng)用化學(xué)品中有28％為手性化合物，以純活性體或高含量活性體為制劑上市的手性農(nóng)藥市場份額已占市場總值的14％。R-甲霜靈作為新型的單一對映體農(nóng)藥比rac-甲霜靈的用量更低、活性更強(qiáng)。但近年來的研究表明，手性化合物的不同對映體不僅具有不同目標(biāo)生物活性，而且對非目標(biāo)生物的效應(yīng)也會(huì)有很大差異。然而

2、就當(dāng)前來看，世界范圍內(nèi)對該種農(nóng)藥的登記和批準(zhǔn)仍然是以其外消旋體的環(huán)境數(shù)據(jù)維持，這勢必會(huì)造成錯(cuò)誤的風(fēng)險(xiǎn)評判，因此研究單一對映體農(nóng)藥對環(huán)境生物的效應(yīng)就很有必要。
　　 本論文以手性農(nóng)藥rac-甲霜靈和R-甲霜靈為研究對象，沿著水生牧食物鏈(四尾柵藻－大型蚤－斑馬魚)分別考察了兩者對幾種水生生物的急性毒性、長期毒性、亞致死效應(yīng)；以及對斑馬魚不同生命階段(胚胎－仔魚－成魚)的發(fā)育毒性；在致毒機(jī)理上進(jìn)行了初步探討，研究結(jié)果表明：
　

3、　 ①rac-甲霜靈和R-精甲霜靈對四尾柵藻96h生長抑制的IC50分別為222.89±1.18mg/L和19.95±1.12mg/L，后者的毒性大大高于前者，而且S-和R-對映體在暴露中存在一種拮抗效應(yīng)。低劑量下(0.05～0.5mg/L)，前者對四尾柵藻的生長有較為明顯的刺激作用，而后者沒有。
　　 ②rac-甲霜靈和R-甲霜靈對大型蚤(Daphnia magna)急性毒性測定結(jié)果表明后者的毒性是前者7～10倍，根據(jù)毒性評

4、定的標(biāo)準(zhǔn)R-甲霜靈可以歸為急性III類農(nóng)藥，而rac-甲霜靈則為無毒類農(nóng)藥。長期暴露的結(jié)果表明前者在濃度較低時(shí)就對大型蚤的生長和繁殖有顯著的影響，而后者濃度較高時(shí)才有作用，R-甲霜靈對大型蚤的長期風(fēng)險(xiǎn)要比rac-甲霜靈大。
　　 ③rac-甲霜靈和R-甲霜靈對胚胎不同發(fā)育階段毒性指標(biāo)有明顯差別，后者比前者在較低的暴露濃度就能對胚胎的幾種效應(yīng)指標(biāo)產(chǎn)生效應(yīng)。胚胎在Ohpf、8hpf、24hpf暴露于兩者的72h孵化率的EC50分別為

5、32.49、49.98、30.81mg/L和111.59、135.91、97.15mg/L，24hpf暴露最為敏感。胚胎24hpf脫殼后的暴露導(dǎo)致毒性效應(yīng)增強(qiáng)，表明胚胎外殼的保護(hù)作用不是導(dǎo)致兩者毒性差異的主要原因。Ohpf暴露后，rac-甲霜靈和R-甲霜靈在胚胎體內(nèi)的積累隨時(shí)間不斷增高，24h后有下降趨勢，但兩者積累速率無顯著性差異，說明外層膜對兩者的不具有對映選擇性吸收作用。
　　 ④rac-甲霜靈和R-甲霜靈對斑馬魚仔魚抑制

6、的24h-EC50分別為138.70±5.71mg/L，76.40±5.10mg/L，24h和96h-LC50分別為234.11±5.72mg/L，141.29±3.08mg/L和220.74±5.31mg/L，131.08±3.96mg/L，毒性幾乎相差一倍。仔魚死亡過程都伴有明顯的心包囊水腫和組織損傷，通過分析在兩者暴露下的仔魚體內(nèi)超氧化物歧化酶(SOD)和過氧化氫酶(CAT)的相關(guān)性，結(jié)果表明R-甲霜靈對仔魚的脅迫程度更強(qiáng)，導(dǎo)致毒

7、性效應(yīng)的原因可能跟仔魚體內(nèi)代謝導(dǎo)致的氧化脅迫程有關(guān)。
　　 ⑤rac-甲霜靈和R-甲霜靈對斑馬魚成魚急性毒性的24h的LC50分別為258.47和237.67mg/L，96h的LC50分別為241.98和227.38mg/L。后者比前者的急性毒性稍大，依據(jù)毒性評定標(biāo)準(zhǔn)，兩者都屬于低毒農(nóng)藥。亞致死濃度下兩者對斑馬魚成魚體內(nèi)Na+，K+-ATP酶和Ca2+－ATP酶活性無論在誘導(dǎo)時(shí)間和誘導(dǎo)強(qiáng)度上都表現(xiàn)出不同的作用方式，說明體內(nèi)作用的