本文關(guān)鍵詞：新煙堿類殺蟲劑對(duì)蚯蚓毒性及作用機(jī)制研究

  更多相關(guān)文章： 新煙堿類農(nóng)藥 蚯蚓 急慢性毒性 氧化應(yīng)激 DNA損傷 基因表達(dá) 組織損傷

【摘要】：新煙堿類殺蟲劑具有獨(dú)特的作用機(jī)制,其作用靶點(diǎn)為乙酰膽堿受體(nAChRs),可有效防治同翅目、鞘翅目、雙翅目,鱗翅目等害蟲,具有良好的殺卵、殺幼蟲活性,既可用于莖葉處理、也可用于土壤、種子處理,而且與有機(jī)磷、氨基甲酸酯和擬除蟲菊酯類等殺蟲劑不存在交互抗性。 新煙堿類殺蟲劑一般對(duì)鳥類、魚類、哺乳動(dòng)物毒性低,但是對(duì)蚯蚓和蜜蜂都有較高的毒性。蚯蚓作為土壤生態(tài)系統(tǒng)中一種重要?jiǎng)游?是生態(tài)環(huán)境安全評(píng)價(jià)的一個(gè)重要指標(biāo)。本論文結(jié)合了形態(tài)學(xué)、生物化學(xué)和分子生物學(xué)手段,研究了六種新煙堿類殺蟲劑對(duì)蚯蚓的影響,從而揭示其毒性機(jī)制,為新農(nóng)藥的創(chuàng)制、科學(xué)使用及新煙堿類農(nóng)藥安全評(píng)價(jià)提供科技支撐： 1.新煙堿類殺蟲劑對(duì)蚯蚓急性毒性和慢性毒性 采用人工土壤法測(cè)定了吡蟲啉、啶蟲脒、烯啶蟲胺、噻蟲胺、噻蟲啉和戊吡蟲胍對(duì)蚯蚓的急性毒性,14d-LC50值分別為13.05mg/kg、2.69mg/kg、4.34mg/kg、0.93mg/kg、2.68mg/kg和100mg/kg,急性毒性試驗(yàn)結(jié)果表明,吡蟲啉、啶蟲脒、烯啶蟲胺、噻蟲胺、噻蟲啉對(duì)蚯蚓為高毒,戊吡蟲胍為低毒,其中噻蟲胺毒性最高；56d生殖毒性結(jié)果顯示,56d蚓繭半數(shù)孵化率EC50分別為0.954mg/kg、0.318mg/kg、0.261mg/kg、0.368mg/kg、0.202mg/kg、100mg/kg,產(chǎn)繭量、產(chǎn)繭數(shù)、繭重都明顯低于對(duì)照；試驗(yàn)結(jié)果表明,戊吡蟲胍對(duì)蚯蚓生殖影響最小,而其他幾種農(nóng)藥對(duì)生殖影響較大；六種新煙生長發(fā)育試驗(yàn)結(jié)果顯示這六種新煙堿類農(nóng)藥對(duì)蚯蚓體重都有不同程度的影響,隨著時(shí)間的延長,其影響逐漸增強(qiáng)。 2.新煙堿類殺蟲劑對(duì)蚯蚓乙酰膽堿酯酶(AChE)、超氧化歧化酶(SOD)和過氧化氫酶(CAT)的影響 蚯蚓暴露于不同濃度新煙堿類殺蟲劑中21天。分別在暴露后3d,7d,14d和21d時(shí)測(cè)定三種酶的活性。試驗(yàn)結(jié)果表明,六種新煙堿類殺蟲藥劑除噻蟲胺外,在暴露前期都對(duì)AChE表現(xiàn)出顯著抑制,1.0mg/L吡蟲啉、啶蟲脒、烯啶蟲胺和噻蟲啉處理,蚯蚓體內(nèi)的AChE的活性顯著下降；同時(shí)新煙堿類殺蟲劑對(duì)蚯蚓SOD和CAT表現(xiàn)出顯著激活作用,但隨著暴露時(shí)間的延長,酶活恢復(fù)至對(duì)照水平。蚯蚓暴露含有戊吡蟲胍的人工土壤中,SOD和CAT活性先上升后下降,暴露21d恢復(fù)至對(duì)照水平；當(dāng)戊吡蟲胍濃度50mg/kg和100mg/kg蚯蚓在暴露3d后,AChE活性下降。 3.新煙堿類殺蟲劑對(duì)蚯蚓DNA損傷作用 采用人工土壤法對(duì)蚯蚓進(jìn)行藥劑處理21d,通過單細(xì)胞凝膠電泳技術(shù)(SCGE)研究吡蟲啉、噻蟲啉和戊吡蟲胍三種新煙堿類殺蟲劑對(duì)蚯蚓體腔細(xì)胞DNA的損傷。結(jié)果顯示：吡蟲啉、噻蟲啉處理蚯蚓后,尾距、尾部DNA百分含量和尾長隨暴露劑量的增加逐漸加強(qiáng),呈現(xiàn)良好的劑量—效應(yīng)關(guān)系；而戊吡蟲胍在100mg/kg下對(duì)蚯蚓體腔細(xì)胞DNA沒有影響。 4.新煙堿類殺蟲劑對(duì)蚯蚓AChE、 SOD和CAT基因表達(dá)量的影響 為進(jìn)一步研究新煙堿類殺蟲劑對(duì)蚯蚓相關(guān)酶的影響,將蚯蚓暴露于1.0mg/kg的人工土壤中。分別在暴露后3d、7d、14d和21d天時(shí)檢測(cè)與AChE、 SOD和CAT相關(guān)的7個(gè)基因的表達(dá)水平�；虮磉_(dá)結(jié)果發(fā)現(xiàn),蚯蚓暴露3天、7天、14天和21天時(shí),和神經(jīng)系統(tǒng)有關(guān)的乙酰膽堿酯酶(AChE)相關(guān)基因EW1_F1P04_C04(F1P04)、 EW1_F1P10_E08(F1P10)和EW1_F2P14_D06(F2P14)均表現(xiàn)出顯著下降；Ca2+通道有關(guān)的基因Lr_PAHCF_64C08(64C08)暴露3天和21天后表現(xiàn)出顯著下降；信號(hào)傳導(dǎo)相關(guān)基因EW1_F1P07_H02(F1P07)在7天和21天表現(xiàn)出顯著地上調(diào)。但是隨著暴露時(shí)間延長,其下調(diào)作用逐漸減弱；SOD和CAT相關(guān)的基因表現(xiàn)出明顯上調(diào),暴露14天和21天后CAT基因表現(xiàn)出明顯上調(diào),其中烯啶蟲胺對(duì)CAT基因的表達(dá)量在21天時(shí)影響最明顯；不同新煙堿類農(nóng)藥在不同的暴露時(shí)間均導(dǎo)致SOD基因的表達(dá)量的上調(diào),其中,戊毗蟲胍對(duì)SOD基因表達(dá)量的影響最為明顯。 5.新煙堿類殺蟲劑對(duì)蚯蚓組織損傷作用 將蚯蚓暴露在不同濃度的吡蟲啉、啶蟲脒、烯啶蟲胺、噻蟲胺、噻蟲啉和戊吡蟲胍人工土壤中14d,通過組織切片電鏡觀察研究新煙堿類殺蟲劑對(duì)蚯蚓表皮和中腸細(xì)胞的影響。結(jié)果顯示,吡蟲啉、啶蟲脒、烯啶蟲胺、噻蟲胺和噻蟲啉對(duì)蚯蚓表皮產(chǎn)生了一定的損傷。相比于其他幾種農(nóng)藥,啶蟲脒對(duì)表皮和中腸的影響最為明顯,在0.025mg/kg時(shí)就已經(jīng)出現(xiàn)病變,在0.5mg/kg時(shí),表皮和中腸細(xì)胞就已經(jīng)出現(xiàn)裂解情況。同時(shí)戊吡蟲胍對(duì)蚯蚓的表皮和中腸的影響相對(duì)較弱,在100mg/kg時(shí)表皮和中腸才出現(xiàn)病變。
【關(guān)鍵詞】：新煙堿類農(nóng)藥 蚯蚓 急慢性毒性 氧化應(yīng)激 DNA損傷 基因表達(dá) 組織損傷
【學(xué)位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：S481.1
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-7
• 目錄7-10
• 第一章 緒論10-22
• 1.1 農(nóng)藥對(duì)土壤環(huán)境的危害10-17
• 1.2 新煙堿類殺蟲劑概況17-21
• 1.3 研究意義、主要內(nèi)容及技術(shù)路線21-22
• 第二章 新煙堿類殺蟲劑對(duì)赤子愛勝蚯蚓急性毒性22-27
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料、儀器和試劑22-23
• 2.2 實(shí)驗(yàn)方法23-25
• 2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果25
• 2.4 討論25-27
• 第三章 新煙堿類殺蟲劑對(duì)蚯蚓的慢性毒性27-35
• 3.1 試驗(yàn)材料、儀器和試劑27
• 3.2 實(shí)驗(yàn)方法27-29
• 3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果29-32
• 3.4 討論32-35
• 第四章 新煙堿類殺蟲劑對(duì)蚯蚓DNA損傷35-43
• 4.1 實(shí)驗(yàn)材料、儀器和試劑35-36
• 4.2 實(shí)驗(yàn)方法36-39
• 4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果39-41
• 4.4 討論41-43
• 第五章 新煙堿類殺蟲劑對(duì)蚯蚓乙酰膽堿酯酶(AChE)和抗氧化酶的影響43-62
• 5.1 實(shí)驗(yàn)材料、儀器和試劑43-44
• 5.2 試驗(yàn)方法44-48
• 5.3 試驗(yàn)結(jié)果48-60
• 5.4 討論60-62
• 第六章 新煙堿類殺蟲劑對(duì)蚯蚓AChE、SOD和CAT相關(guān)基因表達(dá)量的影響62-77
• 6.1 試驗(yàn)材料、儀器和試劑62-63
• 6.2 實(shí)驗(yàn)方法63-67
• 6.3 試驗(yàn)結(jié)果67-75
• 6.4 討論75-77
• 第七章 新煙堿類殺蟲劑對(duì)蚯蚓組織的影響77-88
• 7.1 試驗(yàn)材料、儀器和試劑77-78
• 7.2 實(shí)驗(yàn)方法78-80
• 7.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果80-86
• 7.4 討論86-88
• 第八章 討論和結(jié)論88-91
• 8.1 討論88-89
• 8.2 結(jié)論89-91
• 第九章 創(chuàng)新點(diǎn)及展望91-92
• 9.1 創(chuàng)新點(diǎn)91
• 9.2 展望91-92
• 參考文獻(xiàn)92-104
• 致謝104-105
• 附錄105-109
• 附表1 急性毒性藥劑濃度分析結(jié)果105-106
• 附表2 慢性毒性藥劑濃度分析結(jié)果106-109
• 作者簡(jiǎn)介109-110

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：523952