兩種芳氧苯氧基丙酸酯類除草劑對斑馬魚毒性效應及作用機制研究
本文選題:精喹禾靈 + 氰氟草酯; 參考:《中國農業(yè)大學》2016年博士論文
【摘要】:化學農藥在作物保護中發(fā)揮著不可替代的作用。然而,長期、大量不合理使用農藥會對環(huán)境中有益生物(非靶標生物)造成不同程度的危害與影響。因此,農藥環(huán)境安全性評價工作日益重要。芳氧苯氧基丙酸酯類除草劑具有高效、低毒、對后茬作物安全等特點,在世界除草劑市場中占有重要地位。氰氟草酯和精喹禾靈是其中兩種有代表性的除草劑,被廣泛應用于雜草防治。因此,評價其對非靶標生物,尤其是水生生物的毒性工作具有重要意義。本論文采用多種毒理學手段,研究了氰氟草酯和精喹禾靈這兩種芳氧苯氧基丙酸酯類除草劑對不同生命階段斑馬魚的毒性效應及作用機制,得出以下結果:1.氰氟草酯和精喹禾靈對斑馬魚不同發(fā)育階段的急性毒性氰氟草酯對斑馬魚胚胎、仔魚和成魚的96h-LCso值分別為0.57、 1.32和4.05 mg/L,急性毒性試驗結果表明,氰氟草酯對成魚和仔魚的急性毒性均為中毒,對胚胎的毒性為高毒,說明斑馬魚胚胎階段對氰氟草酯最為敏感。精喹禾靈對斑馬魚胚胎的96h-LCso值為0.23 mg/L,為高毒。2.氰氟草酯和精喹禾靈對斑馬魚胚胎發(fā)育的影響將斑馬魚胚胎分別暴露于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的精喹禾靈水溶液中,6天發(fā)育試驗結果表明,氰氟草酯和精喹禾靈均能夠在斑馬魚胚胎發(fā)育過程中引起一系列的不良影響,包括孵化抑制、心率下降、自主運動異常、生長抑制以及多種致畸作用。3.氰氟草酯對斑馬魚胚胎發(fā)育毒性的機制吖啶橙染色試驗發(fā)現(xiàn)氰氟草酯暴露四天后的斑馬魚胚胎心臟部位細胞凋亡加劇,ROS含量增加。使用熒光定量PCR法檢測暴露于0.10、0.20、0.30 mg/L氰氟草酯的斑馬魚胚胎發(fā)現(xiàn)四個編碼抗氧化酶的基因Mn-sod, Cu/Zn-Sod,Cat和Gpx表達顯著上調。同時,一系列凋亡相關基因表達也受到誘導,包括p53,Mdm2,Bax,Puma,Caspase-3和Caspase-9基因。此外,暴露四天后的斑馬魚胚胎Caspase-3和Caspase-9酶活性被明顯誘導。4.精喹禾靈對斑馬魚胚胎心臟毒性及其機制6天發(fā)育試驗結果表明,精喹禾靈暴露會引起斑馬魚心臟畸形,包括心包水腫,心臟環(huán)化異常,心房腫大等。此外,精喹禾靈暴露還會影響斑馬魚心臟功能,如心率下降、心臟輸出減少。使用熒光定量PCR法檢測暴露于0.10、0.20、0.30 mg/L精喹禾靈的斑馬魚胚胎,發(fā)現(xiàn)一系列心臟發(fā)育相關基因表達水平表達上調,包括Nkx2.5、Tbx5、GATA4、VEGF、vmhcANP、BNP等。此外,斑馬魚胚胎心臟發(fā)育關鍵蛋白TBX5蛋白含量被顯著誘導。5.精喹禾靈對斑馬魚胚胎免疫和內分泌的影響使用熒光定量PCR檢測發(fā)現(xiàn),斑馬魚胚胎暴露后誘導一系列免疫相關基因的表達,包括CXCL-C1c、CC-chem、IL-1β、IL-8、IFN和TNFa基因,還可以造成內分泌相關基因的表達水平上調,包括VTG1、Era、hhex和pax8基因。此外,暴露四天后的斑馬魚胚胎VTG蛋白含量明顯上升。6.精喹禾靈對斑馬魚成魚內分泌干擾作用將不同性別的成年斑馬魚分開長期(30天)暴露于2、20和200μg/L的精喹禾靈水溶液中。暴露30天后的雄魚VTG蛋白水平和雌激素含量明顯上升,同時伴隨著VTG和ERa基因和轉錄水平的上調。而雌魚VTG蛋白水平略微下降,伴隨著VTGI,VTG3,ERβ1和ERβ2基因表達的下降。此外,熒光定量PCR結果還發(fā)現(xiàn)斑馬魚雄魚HPG軸相關基因表達都受到誘導,而在雌魚體內,大部分與HPG軸相關基因的表達都受到抑制,從分子水平解釋了精喹禾靈造成斑馬魚雌、雄魚體內不同內分泌干擾效應的潛在機制。此外,分子對接試驗表明,精喹禾靈與雌激素受體蛋白zfERa在Ser350和Ser428位點有結合的可能性,與zfERβ1在Lys305位點有結合的可能性。
[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 .
【學位授予單位】:中國農業(yè)大學
【學位級別】:博士
【學位授予年份】:2016
【分類號】:X592
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,本文編號:1853262
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