近日，我院農藥毒理學&有害生物抗藥性團隊的研究進展在線發表，研究首次明确了氯乙酰胺類除草劑異丙甲草胺及其高效異構體S-異丙甲草胺在模式生物斑馬魚體内的富集、代謝行為，揭示了其對斑馬魚内分泌-生殖的毒性及作用機制，為該類除草劑的生态環境風險評估和手性農藥的科學合理使用提供了重要的理論依據。
雜草苗前防治對田間雜草的控制至關重要，氯乙酰胺類除草劑是目前世界上使用最多的芽前除草劑，廣泛應用于田間防除多種禾本科雜草和闊葉雜草。異丙甲草胺分子結構中同時含有手性碳原子和手性N軸兩個手性中心，存在4種立體異構體。異丙甲草胺是含等比例S體和R體的外消旋體，精異丙甲草胺是富集了高效S-構型異構體，除草活性比異丙甲草胺高1.6倍。異丙甲草胺在水中溶解度高，在環境中具有較強的淋溶性，不科學的使用會造成水環境中的殘留，進而通過食物鍊富集作用威脅水生生物的健康安全。該研究團隊發現，異丙甲草胺和S-異丙甲草胺在斑馬魚體内的富集具有立體選擇性差異，在低濃度30 μg/L的暴露環境下，S-異丙甲草胺優先富集，而在300 μg/L的高濃度暴露下，異丙甲草胺優先富集；将暴露于藥劑28天後的斑馬魚轉移至清水中，斑馬魚體内第1天均代謝70%以上，第2天均代謝90%以上，該研究結果表明，不同濃度的異丙甲草胺和S-異丙甲草胺的生物蓄積存在差異，其生物富集因子在30 μg/L處理下分别為1.91和2.56，300 μg/L處理下分别為2.86和2.18；該除草劑在斑馬魚體内均能快速代謝。
除草劑在斑馬魚體内的富集、代謝
研究發現高濃度異丙甲草胺顯著抑制斑馬魚解毒代謝酶活性和肝髒發育，破壞抗氧化系統。進一步研究明确了異丙甲草胺和S-異丙甲草胺能通過不同途徑顯著改變斑馬魚HPG軸相關基因的表達，破壞雌魚性激素穩态，進而影響斑馬魚的生殖發育；而且，雌魚對兩種藥劑更為敏感，具有性别特異性。此外，暴露後的斑馬魚在清水中淨化7天後，受藥劑影響的大部分酶的活性、激素水平，以及相關基因表達水平均有所恢複，這與兩種藥劑在斑馬魚體内的快速代謝密切相關。深入探究異丙甲草胺和S-異丙甲草胺對斑馬魚富集、代謝行為和内分泌-生殖毒性的差異，為研究氯乙酰胺類除草劑對非靶标生物的毒性奠定了重要基礎。
除草劑對斑馬魚性激素的影響
研究成果以“Bioaccumulation, metabolism and endocrine-reproductive effects of metolachlor and its S-enantiomer in adult zebrafish (Danio rerio)”為題在Science of the Total Environment發表。77779193永利官网農藥學專業碩士研究生歐陽康為論文第一作者，馬洪菊副教授為論文的通訊作者，77779193永利官网李建洪教授和水産學院李廣宇教授參與了項目的指導。上述研究得到了國家重點研發計劃（2017YFD0301403）和國家自然科學基金（31972300）等項目的資助。
通訊員：歐陽康
審核人：李建洪
