土壤残留农药对小麦和水稻生态毒性及其表征指标的研究

土壤中残留农药的生态毒性直接影响着农作物及农副产品的安全质量。本项目以毒性较高的氨基甲酸酯类农药呋喃丹、持久性有机氯农药五氯硝基苯和除草剂阿特拉津为研究对象，研究上述残留农药对小麦和水稻的毒理效应，建立以血红毒加氧酶-1为基础的诊断指标或生物标志物（Biomarker）。用其建立的毒性反应表征指标，进一步探讨在不同土壤环境条件下残留农药在农作物中的生物积累和基因毒性机理。采用国内外最先进的第二代测序技术鉴定和筛选对残留农药响应的新的候选基因标志物，并通过生物信息学方法解析对农药胁迫信号响应的转导机制及分子调控网络，为评价农药污染物毒性及农产品安全质量提供新的科学依据和可靠的测试方法。

土壤中残留农药的生态毒性直接影响着农作物生产及农产品的安全质量。本项目以阿特拉津、五氯硝基苯等农药为研究对象，研究并建立了上述残留农药对小麦和水稻毒理效应的诊断指标和生物标志物。结果表明，随土壤残留农药浓度的增大，对供试农作物毒性增强，生物标志物的反应越强烈。采用新建立的不同环境介质中农药残留检测的新方法，测定了土壤农药残留和农作物中农药生物蓄积量。农作物中农药生物蓄积量越高，生物标志物基因表达量也越大，基因毒性也越强，即农药生物积累量与毒性生物标志物的反应成正相关。进一步建立了生物标志物等基因表达与农药吸收、积累、转运、降解以及相关逆境生理及分子反应的对应关系。为了验证建立的生物标志物与植物体内残留农药生物积累和基因毒性机理，我们又选用了绿藻、苜蓿和黑麦草进行了研究。构建了四个来源于阿特拉津 (Atr.) 污染的水稻基因表达文库，采用第二代高通量测序技术，对四个cDNA基因文库进行了测序，获得了大量的测序片段。通过对基因组的比对，得到了大量的响应基因，分析差异基因，获得了许多对农药阿特拉津响应强烈的新的候选基因标志物。项目研究结果为评价农药污染物毒性及农产品安全质量提供新的科学依据和可靠的测试方法。