基于LC-MS技术研究氟氯苯氰菊酯对西方蜜蜂工蜂幼虫代谢的影响

摘要

[目的]氟氯苯氰菊酯(flumethrin)属于第二代拟除虫菊酯类杀虫、杀螨剂,应用于蜂群除螨.由于杀螨剂具有一定的毒性,在杀死螨虫的同时也会威胁到蜜蜂的健康.本研究采用液相色谱-质谱联用技术(LC-MS)检测氟氯苯氰菊酯处理后的西方蜜蜂工蜂幼虫代谢物,筛选差异代谢物,并分析涉及到的代谢通路,研究氟氯苯氰菊酯对蜜蜂的毒理作用,为蜜蜂饲养提供参考.[方法]控制蜂王在空的工蜂巢脾上产卵12 h,并将产卵区域分为4组,从第5天开始分别给各组小幼虫饲喂含氟氯苯氰菊酯的糖水(0、0.5、5、50 mg·kg-1),剂量从第5天至第8天逐日递增(1.5、2、2.5、3μL),第9天采集幼虫的淋巴液.运用代谢组学中的LC-MS技术分析蜜蜂幼虫的代谢物,结合主成分分析(PCA)、偏最小二乘法-判别分析(PLS-DA),筛选差异显著的代谢物,并对氟氯苯氰菊酯处理组和对照组间共同差异代谢物进行代谢通路分析.[结果]0.5 mg·kg-1组与对照组相比,共有差异代谢物190种,共鉴定87种;5 mg·kg-1组与对照组相比,共有差异代谢物275种,共鉴定97种;50 mg·kg-1组与对照组相比,共有差异代谢物275种,共鉴定131种.从鉴定的差异代谢物中筛选到29种氟氯苯氰菊酯处理组共同差异代谢物,其中16种代谢物上调,12种代谢物下调,1种代谢物在0.5和50 mg·kg-1组中下调,在5 mg·kg-1组中上调.这些差异代谢物包括核糖、嘌呤及其衍生物、脂肪酸及其偶联物等.经代谢通路富集分析,发现差异显著(P<0.05)的代谢通路包括氨基糖和核苷酸糖代谢、药物代谢-其他酶类、α-亚麻酸代谢等途径.[结论]LC-MS技术能够有效地分析氟氯苯氰菊酯影响下蜜蜂幼虫代谢物的变化,氟氯苯氰菊酯会引起蜜蜂幼虫体内尿苷二磷酸-N-乙酰葡糖胺、硫唑嘌呤、愈伤酸、9-羟基壬酸、氢过氧化亚油酸等物质含量异常,这些差异代谢物的变化证实了氟氯苯氰菊酯引起蜜蜂体内各种物质代谢紊乱,对这些代谢过程分析可进一步阐释蜜蜂代谢有毒化合物的机制,并为杀螨剂及其他有毒化合物对蜜蜂的胁迫提供理论依据.