编辑推荐:
阿维菌素(AZ)在水体中残留威胁水生生物。研究人员评估其对淡水蜗牛胚胎和幼体的毒性。结果显示幼体更敏感,亚致死浓度下胚胎发育异常,幼体生化分子改变。该研究揭示 AZ 对淡水腹足纲早期生命阶段的生态风险。
在广袤的大自然中,农药在农业生产里发挥着关键作用,其中杀菌剂的使用量位居第三。在众多杀菌剂里,阿维菌素(Azoxystrobin,AZ)备受青睐。它是一种系统性杀菌剂,能有效对抗各类植物致病真菌,被广泛应用于土壤中,用来防治蔬菜、谷物、大豆和花生等多种农作物的真菌病害。不过,由于其使用广泛,大量的 AZ 残留出现在地表水中。据统计,美国地表水中 AZ 残留浓度高达 4.550μg/L,巴西南部为 6.672μg/L,欧洲更是高达 29.7μg/L 。而且,有研究预测在特定地区,AZ 浓度可能超过 100μg/L。
虽然 AZ 对鸟类和哺乳动物的风险相对较低,但它对水生生物却有着不小的威胁。之前的研究发现,AZ 对多种淡水生物,像大型溞(Daphnia magna)、蚤状溞(Gammarus pulex)、斑马鱼(Danio rerio)等都有致死或亚致死影响。不过,关于 AZ 对淡水腹足纲动物早期生命阶段的毒性研究却十分匮乏。淡水蜗牛椎实螺(Lymnaea stagnalis)作为一种常见的淡水生物,因其饲养成本低、繁殖特性好、胚胎发育便于观察等优势,成为了研究的理想模型。为了填补这一知识空白,探究 AZ 对淡水腹足纲早期生命阶段的影响,研究人员开展了此项研究。
研究人员来自未知研究机构,他们的研究成果发表在《Comparative Biochemistry and Physiology Part C: Toxicology 》上。这项研究意义重大,它不仅能让我们更深入地了解 AZ 对水生生物的危害,还为评估和防控水体中 AZ 污染对生态系统的影响提供了关键依据。
研究人员主要运用了以下关键技术方法:首先是毒性测试,通过设置不同浓度的 AZ 溶液,对椎实螺的胚胎和幼体进行 96 小时暴露实验,以此来测定 AZ 的 96 小时半数致死浓度(96-h LC50);其次是亚致死效应评估,选取亚致死浓度对胚胎和幼体分别进行处理,观察胚胎的死亡率、发育进程、生长情况、孵化成功率和平均孵化时间,检测幼体的生化和分子生物标志物变化。
下面来看具体的研究结果:
- LC50值:研究测得 AZ 对椎实螺胚胎和幼体的 96-h LC50值分别为 7.98(6.50 - 9.85)mg/L 和 2.90(2.30 - 3.86)mg/L 。这一结果清晰地表明,幼体对 AZ 的急性毒性更为敏感。
- 亚致死效应:在亚致死浓度处理胚胎后,研究人员持续观察到第 21 天。结果发现,1500μg/L 的 AZ 会导致胚胎发育延迟、生长减缓、孵化成功率降低,甚至出现死亡情况。而在幼体实验中,所有测试浓度的 AZ 都引发了显著的生化和分子变化。具体表现为活性氧(ROS)生成增加、丙二醛(MDA)水平上升,同时超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)和谷胱甘肽还原酶(GR)的活性增强。此外,即使在最低暴露浓度下,幼体中热休克蛋白 40(HSP40)、热休克蛋白 70(HSP70)、SOD、CAT、GPx 和 GR 的 mRNA 转录水平也有所上调。
综合研究结论和讨论部分,此次研究成功填补了关于 AZ 对椎实螺发育阶段依赖性毒性的知识空白。研究表明,幼体相较于胚胎对 AZ 急性暴露更为敏感。亚致死浓度的 AZ 会对胚胎和幼体产生多种不良影响,包括胚胎的生长发育受阻、孵化异常,幼体的氧化应激反应增强、相关基因表达改变等。这充分揭示了 AZ 污染对淡水腹足纲早期生命阶段存在重大的生态风险,提醒人们在使用 AZ 时要格外谨慎,加强对水体中 AZ 残留的监测和管控,以保护水生生态系统的平衡和稳定。