烯啶虫胺和啶虫脒对蚯蚓的氧化胁迫及基因毒性

摘要

新烟碱类杀虫剂（Neonicotinoid insecticides）的出现为人类防治刺吸式害虫提供了一个有力的武器。目前，新烟碱类杀虫剂正在被世界各地广泛使用，已经投入市场和待商品化的新烟碱类杀虫剂已有十几种。烯啶虫胺（Nitenpyram）和啶虫脒（Acetamiprid）是继第一代新烟碱类杀虫剂吡虫啉（Imidacloprid）之后，在世界范围内被广泛应用的新烟碱类杀虫剂品种。目前，这两种新烟碱类杀虫剂已大量投产使用，通过地表径流、土壤吸附残留等途径最终进入水生、陆生生态系统，对环境中的非靶标生物造成负面影响。因此，研究烯啶虫胺和啶虫脒对生态环境中非靶标生物的毒性对于探索它们的生态环境安全性具有重要意义。
　　本文旨在通过人工土壤染毒法探索烯啶虫胺和啶虫脒对土壤中非靶标生物的影响。实验选取土壤中的模式生物--赤子爱胜蚓（Eisenia foetida）为研究对象，按照经济合作与发展组织（Organization for Economic Co-operation and Development，OECD）（2004）的规定配制人工土壤对蚯蚓进行染毒。其中，烯啶虫胺土壤染毒浓度为0mg?kg-1、0.5mg?kg-1、1mg?kg-1、2.5mg?kg-1；啶虫脒的土壤染毒浓度为0mg?kg-1、0.05mg?kg-1、0.1mg?kg-1、0.25mg?kg-1、0.5mg?kg-1，并分别于染毒后的7d、14d、21d和28d取各浓度处理组的蚯蚓进行研究，以探索烯啶虫胺和啶虫脒对蚯蚓的慢性毒性。通过研究这两种新烟碱类杀虫剂对蚯蚓活性氧簇（Reactive Oxygen Species，ROS）含量、超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase，SOD）活性、过氧化氢酶（Catalase，CAT）活性、谷胱甘肽硫转移酶（Glutathione S-transferases，GST）活性和丙二醛（Malondialdehyde，MDA）含量的影响，以及对蚯蚓体腔细胞DNA的损伤程度，明确这两种杀虫剂对蚯蚓的氧化胁迫毒性和基因毒性，为认识并评估烯啶虫胺和啶虫脒对陆生生态系统可能造成的影响提供实验依据。
　　本实验研究结果如下：
　　（1）在烯啶虫胺和啶虫脒的影响下，蚯蚓体内ROS含量发生了明显变化。其中，烯啶虫胺高浓度（2.5mg?kg-1）处理组ROS含量经历了先升高后降低的变化过程，低浓度（0.5mg?kg-1和1mg?kg-1）处理组无明显变化；啶虫脒各浓度处理组ROS含量都有一定程度的升高。
　　（2）烯啶虫胺和啶虫脒均能够引起蚯蚓产生氧化胁迫。就SOD酶活性来看，在烯啶虫胺的诱导下，1mg?kg-1和2.5mg?kg-1处理组SOD活性显著增强，而0.5mg?kg-1处理组无明显变化；在啶虫脒的刺激下，各浓度处理组SOD活性无显著变化。CAT活性在两种新烟碱类杀虫剂的刺激下都经历了先激活后抑制最后恢复到对照水平的过程。
　　（3）经烯啶虫胺和啶虫脒处理后，各实验浓度处理组均可对蚯蚓解毒酶GST活性产生影响。在烯啶虫胺影响下GST活性在7d时明显受到抑制，中期（14d~21d）无明显变化，后期（28d）时受到抑制；在啶虫脒影响下GST活性7d时受到激活，之后受到抑制。
　　（4）在烯啶虫胺和啶虫脒的作用下，蚯蚓体内MDA含量均有先升高后降低的趋势。在烯啶虫胺影响下，MDA含量经历升高-恢复正常水平-升高-恢复正常水平的过程，而在啶虫脒影响下，蚯蚓体内MDA含量先升高后恢复到对照水平。
　　（5）在两种新烟碱类杀虫剂对蚯蚓的染毒下，蚯蚓体腔细胞DNA受到了明显的损伤。蚯蚓DNA Olive尾距和彗星尾部DNA含量均呈现出明显的剂量效应关系，并随着时间的延长，DNA损伤呈现先升高后降低的过程。
　　从以上结果可知，两种新烟碱类杀虫剂烯啶虫胺和啶虫脒均在一定程度上对蚯蚓产生了氧化胁迫和DNA损伤，并引起了蚯蚓体内酶活性的变化，证明烯啶虫胺和啶虫脒能对陆生生态系统能够产生一定的毒性效应。烯啶虫胺

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1引言

1.1烯啶虫胺和啶虫脒的理化性质及应用范围概述

1.2烯啶虫胺和啶虫脒的生态毒理效应研究现状

1.3蚯蚓在毒理学研究中的应用

1.4本实验各项研究指标概述

1.5本文研究内容

2材料与方法

2.1药品试剂

2.2仪器设备

2.3赤子爱胜蚓选取及染毒方式

2.4蚯蚓体内ROS、GST、抗氧化酶、MDA及DNA损伤的测定

2.5数据处理

3结果与分析

3.1烯啶虫胺和啶虫脒对蚯蚓ROS含量的影响

3.2烯啶虫胺和啶虫脒对蚯蚓抗氧化酶活性影响

3.3烯啶虫胺和啶虫脒对蚯蚓解毒酶GST活性的影响

3.4烯啶虫胺和啶虫脒对蚯蚓MDA含量的影响

3.5烯啶虫胺和啶虫脒对蚯蚓DNA损伤的影响

3.6各指标双因素方差分析

4讨论

4.1烯啶虫胺和啶虫脒对蚯蚓氧化胁迫作用的研究

4.2烯啶虫胺和啶虫脒对蚯蚓GST活性的影响

4.3烯啶虫胺和啶虫脒对蚯蚓MDA含量的影响

4.4烯啶虫胺和啶虫脒对蚯蚓体腔细胞DNA的损伤

4.5各个测定指标的相关性

5结论

6本论文创新及不足之处

（一）本论文创新之处

（二）不足之处及研究展望

参考文献

致谢