两种芳氧苯氧基丙酸酯类除草剂对斑马鱼毒性效应及作用机制研究

发布时间：2018-05-06 17:46

本文选题：精喹禾灵 + 氰氟草酯　；参考：《中国农业大学》2016年博士论文

【摘要】：化学农药在作物保护中发挥着不可替代的作用。然而,长期、大量不合理使用农药会对环境中有益生物(非靶标生物)造成不同程度的危害与影响。因此,农药环境安全性评价工作日益重要。芳氧苯氧基丙酸酯类除草剂具有高效、低毒、对后茬作物安全等特点,在世界除草剂市场中占有重要地位。氰氟草酯和精喹禾灵是其中两种有代表性的除草剂,被广泛应用于杂草防治。因此,评价其对非靶标生物,尤其是水生生物的毒性工作具有重要意义。本论文采用多种毒理学手段,研究了氰氟草酯和精喹禾灵这两种芳氧苯氧基丙酸酯类除草剂对不同生命阶段斑马鱼的毒性效应及作用机制,得出以下结果：1.氰氟草酯和精喹禾灵对斑马鱼不同发育阶段的急性毒性氰氟草酯对斑马鱼胚胎、仔鱼和成鱼的96h-LCso值分别为0.57、 1.32和4.05 mg/L,急性毒性试验结果表明,氰氟草酯对成鱼和仔鱼的急性毒性均为中毒,对胚胎的毒性为高毒,说明斑马鱼胚胎阶段对氰氟草酯最为敏感。精喹禾灵对斑马鱼胚胎的96h-LCso值为0.23 mg/L,为高毒。2.氰氟草酯和精喹禾灵对斑马鱼胚胎发育的影响将斑马鱼胚胎分别暴露于0.10、0.20、0.30、0.40、0.50、0.60 mg/L的氰氟草酯水溶液以及0.10、0.20、0.30、0.40、0.50 mg/L的精喹禾灵水溶液中,6天发育试验结果表明,氰氟草酯和精喹禾灵均能够在斑马鱼胚胎发育过程中引起一系列的不良影响,包括孵化抑制、心率下降、自主运动异常、生长抑制以及多种致畸作用。3.氰氟草酯对斑马鱼胚胎发育毒性的机制吖啶橙染色试验发现氰氟草酯暴露四天后的斑马鱼胚胎心脏部位细胞凋亡加剧,ROS含量增加。使用荧光定量PCR法检测暴露于0.10、0.20、0.30 mg/L氰氟草酯的斑马鱼胚胎发现四个编码抗氧化酶的基因Mn-sod, Cu/Zn-Sod,Cat和Gpx表达显著上调。同时,一系列凋亡相关基因表达也受到诱导,包括p53,Mdm2,Bax,Puma,Caspase-3和Caspase-9基因。此外,暴露四天后的斑马鱼胚胎Caspase-3和Caspase-9酶活性被明显诱导。4.精喹禾灵对斑马鱼胚胎心脏毒性及其机制6天发育试验结果表明,精喹禾灵暴露会引起斑马鱼心脏畸形,包括心包水肿,心脏环化异常,心房肿大等。此外,精喹禾灵暴露还会影响斑马鱼心脏功能,如心率下降、心脏输出减少。使用荧光定量PCR法检测暴露于0.10、0.20、0.30 mg/L精喹禾灵的斑马鱼胚胎,发现一系列心脏发育相关基因表达水平表达上调,包括Nkx2.5、Tbx5、GATA4、VEGF、vmhcANP、BNP等。此外,斑马鱼胚胎心脏发育关键蛋白TBX5蛋白含量被显著诱导。5.精喹禾灵对斑马鱼胚胎免疫和内分泌的影响使用荧光定量PCR检测发现,斑马鱼胚胎暴露后诱导一系列免疫相关基因的表达,包括CXCL-C1c、CC-chem、IL-1β、IL-8、IFN和TNFa基因,还可以造成内分泌相关基因的表达水平上调,包括VTG1、Era、hhex和pax8基因。此外,暴露四天后的斑马鱼胚胎VTG蛋白含量明显上升。6.精喹禾灵对斑马鱼成鱼内分泌干扰作用将不同性别的成年斑马鱼分开长期(30天)暴露于2、20和200μg/L的精喹禾灵水溶液中。暴露30天后的雄鱼VTG蛋白水平和雌激素含量明显上升,同时伴随着VTG和ERa基因和转录水平的上调。而雌鱼VTG蛋白水平略微下降,伴随着VTGI,VTG3,ERβ1和ERβ2基因表达的下降。此外,荧光定量PCR结果还发现斑马鱼雄鱼HPG轴相关基因表达都受到诱导,而在雌鱼体内,大部分与HPG轴相关基因的表达都受到抑制,从分子水平解释了精喹禾灵造成斑马鱼雌、雄鱼体内不同内分泌干扰效应的潜在机制。此外,分子对接试验表明,精喹禾灵与雌激素受体蛋白zfERa在Ser350和Ser428位点有结合的可能性,与zfERβ1在Lys305位点有结合的可能性。
[Abstract]:In this paper , the toxicity effect and mechanism of chemical pesticides in the development of zebrafish embryos were studied . The results showed that the acute toxicity of cyflufenamic ester and Jingquatian in the development of zebrafish was 0 . 10 , 0 . 20 , 0 . 30 , 0 . 40 , 0 . 50 , 0 . 30 , 0 . 40 , 0.50 mg / L . In addition , the level of VTG protein of zebrafish was significantly increased after exposure for 30 days .

【学位授予单位】：中国农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X592

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