三唑类手性农药对映体生物活性、毒性及其设施环境行为研究

目前考察手性农药对人类健康和环境安全的影响通常不区分对映体差别，而往往对映体生物活性和毒性差别悬殊，因而，常导致手性农药的风险评估不准确，给人类健康和环境安全带来了潜在威胁。尤其在设施蔬菜生产中大量使用的三唑类手性杀菌剂，其残留安全问题更为突出，本课题拟选择典型三唑类农药腈菌唑、戊唑醇和苯醚甲环唑为研究对象，进行手性对映体分离及光学纯单体制备，研究其对靶标生物的活性和对高等动物的毒性，确定其高效体和高毒体。在设施环境下分别将供试手性农药的外消旋体和手性单体模拟施药，研究其在蔬菜和土壤中的立体选择性行为规律，明确其主要代谢和降解产物，并探讨其立体选择性主要机制。揭示手性农药高毒体和高效体的主要行为归趋，明确蔬菜和环境安全的关键控制点，为设施环境条件下三唑类手性农药的环境风险评估提供理论依据。

手性农药对映体之间活性和毒性差别往往很大，传统评价方法通常忽视从而导致手性农药安全评价不准确，对人类和环境存在安全隐患。尤其在设施环境条件下，三唑类手性农药使用广泛，农药残留问题突出，因此，在对映体水平准确评价其安全性是手性农药合理使用的关键。 本项目主要从3个方面开展相关研究工作：.1）针对缺乏有效的手性农药残留分析方法是开展手性农药安全评价的瓶颈问题，本研究采用基质分散和固相萃取相结合前处理方法，率先利用手性固定相和串联质谱结合技术，成功建立了腈菌唑、戊唑醇、苯醚甲环唑、己唑醇、三唑酮、硅氟唑、腈苯唑等手性三唑类杀菌剂在蔬菜和土壤中残留分析方法，很好解决了传统分析方法灵敏度低，基质干扰多，样品处理繁琐的缺点。.2）针对对映体毒性和活性数据缺乏问题，本研究利用液相手性制备方法，获得了戊唑醇、腈菌唑、苯醚甲环唑、三唑酮、三唑醇等三唑类手性农药单体，分别考察了戊唑醇、腈菌唑、苯醚甲环唑、三唑酮、三唑醇手性单体对3种典型水生生物（斜生栅藻、大型溞、斑马鱼）急性毒性，苯醚甲环唑手性单体对靶标生物番茄早疫病菌、番茄灰霉病菌、番茄叶霉病菌的生物活性，明确了目标手性农药的高毒体和高活体，为手性单体农药的研发提供了重要技术支撑。.3）基于建立的分析方法，开展了腈菌唑、苯醚甲环唑、己唑醇、三唑酮、腈苯唑在设施环境条件下的黄瓜、番茄和土壤中的选择性降解行为研究，并对利用质谱对三唑酮和腈苯唑的手性代谢产物进行定性定量分析，明确了手性农药母体和代谢物在植物和土壤中的选择性代谢和累积规律，初步探讨了代谢机制。研究结果表明，在设施环境下，手性农药在蔬菜和土壤中通常存在选择性降解和代谢行为，手性农药对映体选择降解行为（方向和强度）与作物种类、土壤类型、施药方式等因素均密切相关，研究结果对指导手性农药的合理使用提供了重要基础数据。.4）本项目共培养博士研究生2名（李晶获得2013年北京市优秀博士论文和2012年中国农业科学院优秀博士论文，李远播获得2013年中国农业科学院优秀博士论文），硕士研究生2名（孔志强和陈秀分别获2012年和2013年中国农业科学院优秀硕士论文），共发表文章21篇，其中SCI收录20篇。