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新兴污染物新烟碱类杀虫剂对非靶标生物的影响备受关注。研究人员开展了其对两种硅藻(Mayamaea pseudoterrestris 和 Nitzschia palea)趋光性和生长影响的研究。结果显示影响有差异,且二者存在相关性。这为理解其生态效应提供了新视角。
在当今的生态环境研究领域,新兴污染物成为了科学界重点关注的对象。其中,新烟碱类杀虫剂作为广泛使用的农药,虽然在农业害虫防治方面发挥着重要作用,但它对非靶标生物的影响却逐渐引发担忧。以往的研究发现,藻类在水生生态系统中占据着关键地位,它们的生长情况会受到多种化学物质的干扰,比如除草剂和某些杀虫剂。然而,新烟碱类杀虫剂对藻类的影响,尤其是对其生理特性和生态行为的影响,却鲜为人知。同时,藻类的趋光性这一重要生理现象,在生态研究中也未得到足够重视,相关研究十分有限,其生态影响更是被忽视。为了填补这些知识空白,来自日本的研究人员开展了一项极具价值的研究,该研究成果发表在《Ecotoxicology and Environmental Safety》杂志上。
研究人员主要采用了以下关键技术方法:一是毒性测试,通过设置不同浓度梯度的新烟碱类杀虫剂,对两种硅藻(Mayamaea pseudoterrestris 和 Nitzschia palea)进行处理,观察其趋光性和生长情况;二是细胞计数,利用荧光显微镜对经过染色处理的硅藻细胞进行计数,以此来量化趋光性实验中的细胞数量变化;三是统计分析,运用 Dunnett’s 多重比较检验和 Pearson 相关分析等统计方法,分析实验数据,探究趋光性抑制率与生长抑制率之间的关系 。
趋光性抑制测试结果
研究人员用不同浓度的新烟碱类杀虫剂处理两种硅藻,观察其在光照区域的细胞积累情况。结果发现,吡虫啉处理后,M. pseudoterrestris 细胞的相对丰度在对照组和实验组之间没有显著差异;而高浓度(160 mg/L)吡虫啉处理 N. palea 后,在 24 小时时,其细胞相对丰度显著高于对照组,但 48 小时时差异不显著。噻虫啉处理 M. pseudoterrestris 6 小时后,16 mg/L 和 160 mg/L 浓度组的细胞相对丰度显著低于对照组;处理 N. palea 后,50 mg/L 和 160 mg/L 浓度组在特定时间细胞相对丰度也显著低于对照组。在本实验中,160 mg/L 噻虫啉处理 48 小时后,M. pseudoterrestris 和 N. palea 的趋光性抑制率达到最大,分别约为 72% 和 29%。呋虫胺和噻虫啉 - 酰胺处理后,两种硅藻的对照组和实验组之间均无显著差异。
生长抑制测试结果
研究人员按照 OECD 指南进行生长抑制测试,测量不同时间点硅藻的细胞密度,计算生长速率。结果表明,吡虫啉和呋虫胺对硅藻的生长速率没有显著影响;160 mg/L 的噻虫啉则显著降低了硅藻的生长速率,M. pseudoterrestris 在 24 小时暴露于该浓度噻虫啉后,生长抑制率约为 94%。噻虫啉 - 酰胺在 16 mg/L 的较低浓度下,就能在 24 小时暴露后显著降低 M. pseudoterrestris 的生长速率(抑制率约为 62%),但对 N. palea 的生长速率没有明显影响。
趋光性与生长抑制率的相关性分析
通过 Pearson 相关分析,研究人员发现 M. pseudoterrestris 的趋光性抑制率与生长之间没有显著相关性。而 N. palea 在暴露 48 小时后,趋光性抑制率与生长之间存在显著的负相关;同时,48 小时的平均趋光性抑制率与 72 小时的生长抑制率之间存在显著的正相关。
综合研究结果与讨论部分可知,该研究首次全面探究了新烟碱类杀虫剂对藻类趋光性和生长的影响及其相关性,意义重大。一方面,它揭示了新烟碱类杀虫剂对硅藻的复杂影响,不同杀虫剂及其代谢物对硅藻趋光性和生长的作用效果不同,且这种影响在不同硅藻种类之间存在差异,这有助于深入理解新烟碱类杀虫剂的生态毒性机制。另一方面,研究发现趋光性抑制率与生长抑制率之间存在相关性,这表明研究硅藻趋光性可以为评估杀虫剂对藻类生长的负面影响提供新的视角,尤其是对于那些在传统生长抑制研究中结果不一致的情况,趋光性研究可能会提供更有价值的信息。此外,研究还指出在环境中检测到的新烟碱类杀虫剂浓度下,硅藻趋光性不太可能立即受到抑制,但这并不意味着可以忽视其长期潜在影响。该研究为后续进一步研究新烟碱类杀虫剂的生态效应奠定了重要基础,也为生态毒理学评估提供了新的思路和方法。