环境浓度下拟除虫菊酯类农药对斑马鱼多代慢性毒性研究

Chronic toxicity and mechanisms research on synthetic pyrethroids, a kind of widely detectable pesticides in environment, at background concentration is not yet available. The project taking three typical synthetic pyrethroids (SPs): permethrin, bifenthrin and cyhalothrin as the model compound, zebrafish as the testing organism, external exposure and embryo microinject as the methods to give a deep investigate the chronic toxicity and its mechanism to zebrafish on multi-generational. This study would help us to achieve a better understanding of the environmental and eco-safety of SPs at background value. It will also give a data support and evidence for the further management to government.

拟除虫菊酯类农药在环境中普遍存在，但是有关拟除虫菊酯类农药在环境浓度下多代慢性毒性效应及机制研究十分薄弱。本项目拟选择三种典型的拟除虫菊酯类农药：氯菊酯（PM）、联苯菊酯（BF）、功夫菊酯（LCT）为研究对象，以斑马鱼为动物模型，以外暴露和胚胎显微注射内暴露为实验手段，对其在环境浓度下诱导产生的多代慢性毒性效应及其毒性机制开展深入细致的研究，所获得的实验结果将有助于推进此类化合物在现有环境背景值下的生态安全和健康风险评估，为政府制定合理的拟除虫菊酯类农药环境风险管理措施提供科学依据和数据支持。

本研究选择水生生物斑马鱼为模式生物，考察了环境相关浓度暴露下，三种常用的拟除虫菊酯类农药对其各阶段生长发育的影响，并且探讨了其可能的致毒机制，研究结果表明：（1）三种环境浓度SPs暴露后斑马鱼胚胎和幼鱼出现包括卵凝结、孵化延迟、幼鱼死亡、卵黄囊肿、心包囊肿和身体弯曲等发育毒性现象。其对斑马鱼胚胎发育毒性大小为：功夫菊酯＞氰戊菊酯＞氯菊酯。其对斑马鱼成鱼毒性大小为：功夫菊酯＞氯菊酯。（2）三种环境浓度SPs干扰了斑马鱼体内八大核受体基因的表达（3）近环境浓度功夫菊酯和氯菊酯干扰了斑马鱼成鱼下丘脑-垂体-甲状腺轴系和下丘脑-垂体-肾上腺轴系相关基因的表达和斑马鱼体内甲状腺激素水平。此外，本人还利用斑马鱼模型开展了手性农药甲霜灵的选择性毒性机制研究，评价了两种常用农药百菌清和氟虫腈代谢产物的生态与健康风险，构建了基于人工智能网络的农药雌激素干扰效应三元分类模型。同时，在本项目的资助下，本人已经本人发表SCI论文10篇，其中多篇发表在环境领域顶级期刊Environ. Sci. & Technol, Environ. Inter.等杂志，1篇入选ESI高被引论文，研究结果将有助于推进此类化合物在现有环境背景值下的生态安全和健康风险评估。