论文部分内容阅读
新烟碱类杀虫剂已成为全球销量最多的杀虫剂。呋虫胺为新一代烟碱类手性杀虫剂,具有非常广阔的应用前景。针对目前对映体水平研究呋虫胺环境安全性的报道非常匮乏的问题。本课题研究了呋虫胺各异构体在土壤中的选择性降解行为、对土壤微生物的选择性生态效应以及对土壤中典型非靶标生物-蚯蚓的选择性毒性效应,为全面评价呋虫胺在土壤生态系统中的环境安全性提供依据。研究结果表明:(1)在整个暴露期间,Rac-呋虫胺,R-呋虫胺和S-呋虫胺在未灭菌土中的降解速率较慢,降解半衰期分别为70.7、61.3和74.5天。随着暴露时间的延长,Rac-呋虫胺、R-呋虫胺、S-呋虫胺在未灭菌土中发生了选择性降解行为。而在灭菌土中,Rac-呋虫胺,R-呋虫胺和S-呋虫胺并未出现明显的降解。(2)经R-呋虫胺和S-呋虫胺暴露后,土壤中微生物菌群丰度发生显著变化,且S-呋虫胺处理组特有基因个数显著高于R-呋虫胺处理组。对特有基因进行功能注释分析发现,S-呋虫胺导致微生物体内的生物大分子,如蛋白质、糖类、脂质等的代谢受到了影响,特别是糖类和蛋白质代谢功能受到了显著影响。这一结果表明R-呋虫胺和S-呋虫胺在未灭菌土中存在选择性生态效应。(3)对土壤中典型非靶标动物-蚯蚓的急性毒性试验结果表明Rac-呋虫胺、R-呋虫胺、S-呋虫胺对蚯蚓的急性毒性大小顺序为S-呋虫胺>Rac-呋虫胺>R-呋虫胺。在亚急性毒性实验中,经1.0mg/kg暴露42d后,Rac-呋虫胺、R-呋虫胺、S-呋虫胺对蚯蚓的生长繁殖均产生了显著的抑制作用,且导致蚯蚓体内ROS含量显著上升,对蚯蚓细胞生物大分子造成氧化损伤,并导致蚯蚓细胞内相关功能基因表达量发生显著变化。转录组测序结果表明,S-呋虫胺处理组蚯蚓体内差异基因的个数显著高于R-呋虫胺处理组,且S-呋虫胺对蚯蚓体内生物大分子,如蛋白质、酶和核酸的代谢具有更强烈的影响,并影响了蚯蚓细胞内质网的功能,从而导致更强烈的毒性效应。