本文關(guān)鍵詞：新煙堿類殺蟲劑對蚯蚓毒性及作用機制研究

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【摘要】：新煙堿類殺蟲劑具有獨特的作用機制,其作用靶點為乙酰膽堿受體(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鳥類、魚類、哺乳動物毒性低,但是對蚯蚓和蜜蜂都有較高的毒性。蚯蚓作為土壤生態(tài)系統(tǒng)中一種重要動物,是生態(tài)環(huán)境安全評價的一個重要指標。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蚯蚓的影響,從而揭示其毒性機制,為新農(nóng)藥的創(chuàng)制、科學(xué)使用及新煙堿類農(nóng)藥安全評價提供科技支撐： 1.新煙堿類殺蟲劑對蚯蚓急性毒性和慢性毒性 采用人工土壤法測定了吡蟲啉、啶蟲脒、烯啶蟲胺、噻蟲胺、噻蟲啉和戊吡蟲胍對蚯蚓的急性毒性,14d-LC50值分別為13.05mg/kg、2.69mg/kg、4.34mg/kg、0.93mg/kg、2.68mg/kg和100mg/kg,急性毒性試驗結(jié)果表明,吡蟲啉、啶蟲脒、烯啶蟲胺、噻蟲胺、噻蟲啉對蚯蚓為高毒,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)、繭重都明顯低于對照；試驗結(jié)果表明,戊吡蟲胍對蚯蚓生殖影響最小,而其他幾種農(nóng)藥對生殖影響較大；六種新煙生長發(fā)育試驗結(jié)果顯示這六種新煙堿類農(nóng)藥對蚯蚓體重都有不同程度的影響,隨著時間的延長,其影響逐漸增強。 2.新煙堿類殺蟲劑對蚯蚓乙酰膽堿酯酶(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時測定三種酶的活性。試驗結(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；同時新煙堿類殺蟲劑對蚯蚓SOD和CAT表現(xiàn)出顯著激活作用,但隨著暴露時間的延長,酶活恢復(fù)至對照水平。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)至對照水平；當戊吡蟲胍濃度50mg/kg和100mg/kg蚯蚓在暴露3d后,AChE活性下降。 3.新煙堿類殺蟲劑對蚯蚓DNA損傷作用 采用人工土壤法對蚯蚓進行藥劑處理21d,通過單細胞凝膠電泳技術(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蚯蚓體腔細胞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,呈現(xiàn)良好的劑量—效應(yīng)關(guān)系；而戊吡蟲胍在100mg/kg下對蚯蚓體腔細胞DNA沒有影響。 4.新煙堿類殺蟲劑對蚯蚓AChE、 SOD和CAT基因表達量的影響 為進一步研究新煙堿類殺蟲劑對蚯蚓相關(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天時檢測與AChE、 SOD和CAT相關(guān)的7個基因的表達水平�；虮磉_結(jié)果發(fā)現(xiàn),蚯蚓暴露3天、7天、14天和21天時,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CAT基因的表達量在21天時影響最明顯；不同新煙堿類農(nóng)藥在不同的暴露時間均導(dǎo)致SOD基因的表達量的上調(diào),其中,戊毗蟲胍對SOD基因表達量的影響最為明顯。 5.新煙堿類殺蟲劑對蚯蚓組織損傷作用 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蚯蚓表皮和中腸細胞的影響。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,啶蟲脒對表皮和中腸的影響最為明顯,在0.025mg/kg時就已經(jīng)出現(xiàn)病變,在0.5mg/kg時,表皮和中腸細胞就已經(jīng)出現(xiàn)裂解情況。同時戊吡蟲胍對蚯蚓的表皮和中腸的影響相對較弱,在100mg/kg時表皮和中腸才出現(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 組織損傷
【學(xué)位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：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 新煙堿類殺蟲劑對赤子愛勝蚯蚓急性毒性22-27
• 2.1 實驗材料、儀器和試劑22-23
• 2.2 實驗方法23-25
• 2.3 實驗結(jié)果25
• 2.4 討論25-27
• 第三章 新煙堿類殺蟲劑對蚯蚓的慢性毒性27-35
• 3.1 試驗材料、儀器和試劑27
• 3.2 實驗方法27-29
• 3.3 實驗結(jié)果29-32
• 3.4 討論32-35
• 第四章 新煙堿類殺蟲劑對蚯蚓DNA損傷35-43
• 4.1 實驗材料、儀器和試劑35-36
• 4.2 實驗方法36-39
• 4.3 實驗結(jié)果39-41
• 4.4 討論41-43
• 第五章 新煙堿類殺蟲劑對蚯蚓乙酰膽堿酯酶(AChE)和抗氧化酶的影響43-62
• 5.1 實驗材料、儀器和試劑43-44
• 5.2 試驗方法44-48
• 5.3 試驗結(jié)果48-60
• 5.4 討論60-62
• 第六章 新煙堿類殺蟲劑對蚯蚓AChE、SOD和CAT相關(guān)基因表達量的影響62-77
• 6.1 試驗材料、儀器和試劑62-63
• 6.2 實驗方法63-67
• 6.3 試驗結(jié)果67-75
• 6.4 討論75-77
• 第七章 新煙堿類殺蟲劑對蚯蚓組織的影響77-88
• 7.1 試驗材料、儀器和試劑77-78
• 7.2 實驗方法78-80
• 7.3 實驗結(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)新點及展望91-92
• 9.1 創(chuàng)新點91
• 9.2 展望91-92
• 參考文獻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
• 作者簡介109-110

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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本文編號：523952