吡唑醚菌酯和氟嘧菌酯对斑马鱼的氧化胁迫及DNA损伤

发布时间：2017-12-16 02:31

  本文关键词：吡唑醚菌酯和氟嘧菌酯对斑马鱼的氧化胁迫及DNA损伤

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【摘要】：甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂是一种以天然抗生素Strobilurin A为先导化合物开发的新型杀菌剂,是能量生成抑制剂。甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂属于高效、广谱、内吸性杀菌剂,对几乎所有的真菌性病害均具有良好的活性,特别是对其他杀菌剂有抗药性的病原菌,也能够有效防治。另外,该类杀菌剂可以延长农作物的生长时间,进而提高产量。甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂由于超高的生物活性,特有的作用机制已经成为全球最大的杀菌剂类别。因此,它成为继苯并咪唑类、三唑类后,杀菌剂开发史上树立的又一个新的里程碑。目前,已经市场化的甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂的制剂有十多种,2013年甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂占世界农药市场的5.5%,占全球杀菌剂总市场的21.2%。预计到2018年甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂世界市场可达36.88亿美元。吡唑醚菌酯和氟嘧菌酯作为其中销售额过亿的两个新型品种,近年来应用广泛,前景十分广阔。然而,由于大量、不科学地使用,使得它们在施用过程中利用率较低,在土壤、水体等生态系统中农药残留量大,给生态环境安全带来潜在危害。为评价吡唑醚菌酯和氟嘧菌酯对水生生态环境安全的影响,本研究以斑马鱼(Dania rerio)为模式生物。斑马鱼是国际上公认的发育生物学的模式生物,具有体积小、养殖费用低、生命力顽强等特点,常常被用来检测水质环境,在应用与生命科学研究中得到广泛应用。首先,通过吡唑醚菌酯和氟嘧菌酯对斑马鱼的急性毒性试验,计算出两种杀菌剂对斑马鱼96h的半数致死浓度(LC50)。然后根据半数致死浓度来设置亚慢性毒性试验的浓度。将斑马鱼暴露于经吡唑醚菌酯染毒的去氯自来水中,染毒浓度为0、0.001、0.01、0.02mg?L-1,和经氟嘧菌酯染毒的去氯自来水中,染毒浓度为0、0.001、0.01、0.1mg?L-1,分别在染毒后的第7、14、21和28天取样进行测定。在试验中测定了活性氧(ROS)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、谷胱甘肽硫转移酶(GST)、丙二醛(MDA)的活性和肝脏细胞DNA的损伤程度以及这两种杀菌剂在水中的残留浓度,综合评价了吡唑醚菌酯和氟嘧菌酯对斑马鱼的氧化胁迫和遗传毒性,为今后全面、科学地评价吡唑醚菌酯和氟嘧菌酯对水生生态系统带来的影响提供理论基础。本试验的研究内容和结果如下:(1)吡唑醚菌酯对斑马鱼的96h LC50为0.056 mg?L-1,急性毒性为剧毒;氟嘧菌酯对斑马鱼的96h LC50为0.514mg?L-1,急性毒性为高毒,且吡唑醚菌酯对斑马鱼的急性毒性要高于氟嘧菌酯。(2)吡唑醚菌酯和氟嘧菌酯均会对斑马鱼产生氧化胁迫效应。在吡唑醚菌酯(0.001、0.01、0.02mg?L-1)和氟嘧菌酯(0.001、0.01、0.1mg?L-1)的暴露下,在整个染毒期间ROS含量均高于对照组水平且与对照组差异性显著,ROS的含量随染毒浓度的增大而逐步升高。(3)在吡唑醚菌酯的暴露下,各处理组(0.001、0.01、0.02mg?L-1)斑马鱼肝脏细胞内的SOD和CAT活性均出现被抑制现象;氟嘧菌酯处理组(0.001、0.01、0.1mg?L-1)的SOD活性先被激活状态然后处于被抑制状态,CAT活性表现为先被抑制后激活的现象。酶活性的变化表明斑马鱼肝脏细胞受到了一定程度的损伤。(4)经吡唑醚菌酯和氟嘧菌酯染毒处理后,各浓度处理组斑马鱼肝脏细胞内的解毒酶GST活性有明显的变化。吡唑醚菌酯的处理组0.001和0.01mg?L-1,GST活性在第7天~21天处于被抑制状态,第28天被激活,处理组0.02mg?L-1一直处于被激活状态;氟嘧菌酯各处理组GST活性整体上处于被激活状态,除处理组0.001mg?L-1,GST活性在第21天后恢复至对照水平。(5)经吡唑醚菌酯和氟嘧菌酯染毒处理后,斑马鱼肝脏细胞内MDA含量出现明显的变化。吡唑醚菌酯处理组(0.001、0.01和0.02mg?L-1)的MDA含量均处于激活状态,并且与对照组差异显著;氟嘧菌酯处理组(0.001、0.01和0.1mg?L-1)MDA含量在第14天和第21天处于被激活状态,第7天和第28天出现轻微的降低。(6)经吡唑醚菌酯和氟嘧菌酯染毒处理后,斑马鱼肝脏细胞DNA均受到了明显损伤,并且DNA损伤程度均随着浓度的增高和染毒时间的增加而增强,存在明显的剂量-效应关系,彗星试验也是本试验最为敏感的指标。(7)在测定各项指标的毒性效应的同时,对染毒的水溶液进行了残留分析测定。吡唑醚菌酯和氟嘧菌酯各处理组回收率均在90.3%~100.4%范围内波动。吡唑醚菌酯和氟嘧菌酯在整个暴露期间浓度基本维持稳定,变化不超过10%。
【学位授予单位】：山东农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：X174;S482.2

【参考文献】

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本文编号：1294390