基于代谢组学的拟除虫菊酯类农药在水产品中的风险评估研究

Pyrethroid pesticides are widely used in fishery production, through the food chain into the aquatic products, to bring a serious threat to people's health; its researches in the risk assessment of aquatic products quality safety is less, and mostly focus on the residues analysis of parent compounds, study on its metabolic product risk assessment has not been reported, So the researches of pyrethroid pesticides and its metabolites risk assessment in aquatic products have important practical significance. This project study on the pyrethroid pesticides residual concentration in tilapia and its metabolites using the metabonomics methods, mainly researched the residual concentration and its metabonomics of pyrethroids in tilapia's muscles, blood and breeding water under the different varieties and different doses. Establish the metabolomics analysis method of pyrethroids in tilapia; Clear the pyrethroid metabolites in the tilapia, to explore the metabolic markers of pyrethroids in tilapia and the concentration-response relationship between metabolic markers and the parent compounds; finally combined with the Monte Carlo simulation to establish risk assessment model of pyrethroids and its metabolites in the tilapia. This project can provide a platform for risk assessment early warning surveillance; it will be providing scientific basis for pyrethroids risk assessment; provide new ideas and methods for application of metabonomics in the quality safety risk assessment of aquatic products.

拟除虫菊酯农药广泛运用于渔业生产中，通过食物链进入水产品，给人们健康带来严重威胁；其在水产品中的质量安全风险评估研究较少，且大多集中在母体化合物的残留分析，对其代谢产物的风险评估研究尚未见报道，因此研究拟除虫菊酯农药及其代谢物在水产品中的风险评估具有重要的现实意义。本项目采用代谢组学方法研究拟除虫菊酯农药在罗非鱼中的残留富集及其代谢组信息,主要对不同品种和不同剂量的拟除虫菊酯在罗非鱼血液、肌肉和养殖水体中的残留富集规律及其代谢组信息进行分析。建立拟除虫菊酯在罗非鱼中的代谢组分析方法，明确拟除虫菊酯在罗非鱼体中的代谢产物；探索拟除虫菊酯在罗非鱼中的代谢标志物及其代谢标志物与母体化合物间的量效关系；结合蒙特卡洛模拟建立罗非鱼中拟除虫菊酯及其代谢物的风险评估模型。为风险评估预警监督提供预知平台，为拟除虫菊酯的风险评估提供科学依据，为代谢组学在水产品质量安全风险评估中的运用提供新的思路和方法。

拟除虫菊酯农药广泛运用于渔业生产中，通过食物链进入水产品，给人们健康带来严重威胁；其在水产品中的质量安全风险评估研究较少，且大多集中在母体化合物的残留分析，对其代谢产物的风险评估研究尚未见报道，开展拟除虫菊酯农药及其代谢物在水产品中的风险评估具有重要的现实意义。本项目采用代谢组学方法研究拟除虫菊酯农药在罗非鱼中的残留富集及其代谢组信息。结果表明，建立的残留和代谢组分析方法准确性和重复性较高，可用于拟除虫菊酯类农药及其及其代谢物的残留分析。富集消除结果表明，不同浓度水平菊酯在罗非中均呈先富集后降解的趋势，高中低三个浓度下甲氰菊酯降解迅速，停止药浴后其肌肉中残留浓度基本一致， 90 d时未检出；氯氰菊酯高浓度消解时间较长，且在药浴3d后残留量均高于中浓度和低浓度组。溴氰菊酯可迅速进入罗非血液中，且低浓度下存在二次富集现象，在70d时残留浓度为2.98μg/L，90d时未检出。采用建立的代谢组方法可在三种菊酯药浴后，养殖水体中检出化合物16、11和13种；血浆中可检出17、24和28种；肌肉中可检出38、33和26种。对菊酯种类和药浴浓度后养殖水体、血浆和肌肉中的代谢物进行正交最小偏二乘判别分析（OPLS-DA）。结果表明，OPLS-DA模型可成功实现甲氰菊酯、氯氰菊酯和溴氰菊酯药浴水体的区分，利用交叉正交法可拟合出2个主成分，其中R2X(cum)=70.7%,，R2Y(cum)=69.7%， Q2(cum)=59.3%；血浆中可拟合出3个主成分，其中R2X(cum)=41.7%, R2Y(cum)=90.4%， Q2(cum)=87.5%；肌肉中可拟合出2个主成分，其中R2X(cum)=37.4.7%, R2Y(cum)=90.4%、 Q2(cum)=85%。甲氰菊酯、氯氰菊酯和溴氰菊酯药浴后罗非养殖水体、血浆和肌肉中代谢物存在一定差异，采用OPLS-DA模型可初步对其进行鉴别区分，获得的模型稳定性较好，可用于拟除虫菊酯类农药在水产品中风险评估种拟除虫菊酯类农药的鉴别区分。其中甲氰菊酯、3-phenoxy-Benzaldehyde、3-Phenoxybenzoic acid和DCVA是拟除虫菊酯类农药主要代谢物，在残留风险评估中应加以关注。本研究建立的代谢组分析方法及其代谢物的多维统计模型可为风险评估预警监督提供预知平台，为代谢组学在水产品质量安全风险评估中的运用提供新