环境相关浓度下阿灭净与异噁草酮对斑马鱼的联合毒性:发育障碍与酶活性紊乱的机制解析

【字体: 时间:2025年05月19日 来源:Environmental Toxicology and Pharmacology 4.2

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  针对农业除草剂阿灭净(AMT)和异噁草酮(CLZ)对水生生物的复合污染风险,研究人员通过斑马鱼胚胎-幼虫模型,首次揭示环境相关浓度下两药单独及联合暴露可导致游泳囊发育抑制、乙酰胆碱酯酶(AChE)活性下降(神经毒性)及转氨酶(AST/ALT)活性升高(肝毒性),混合暴露呈现浓度依赖性拮抗/协同效应,为农药环境风险评估提供重要数据支撑。

  

随着现代农业的发展,除草剂的大规模使用已成为水体污染的重要来源。阿灭净(AMT)和异噁草酮(CLZ)作为两种高效除草剂,分别通过抑制氨基酸合成和类胡萝卜素生物合成发挥除草作用。然而,它们的高水溶性和持久性(AMT半衰期可达200天,CLZ超过30天)导致其在全球水体中广泛检出,巴西甘蔗种植区AMT浓度高达60 μg/L,中国河流中CLZ浓度达1.16 μg/L。更令人担忧的是,这两种除草剂常被联合使用,但它们的复合毒性机制尚不明确。

针对这一科学问题,来自圣保罗州立大学的研究团队在《Environmental Toxicology and Pharmacology》发表研究,首次系统评估了环境相关浓度下AMT、CLZ单独及联合暴露对斑马鱼早期发育的影响。研究采用胚胎-幼虫毒性测试结合酶活性分析,发现0.1 μg/L AMT或36 μg/L CLZ即可显著抑制游泳囊充气,而混合暴露在特定浓度下呈现拮抗效应。更关键的是,两药均能剂量依赖性降低乙酰胆碱酯酶(AChE)活性(神经毒性标志物),并升高AST、ALT和碱性磷酸酶(ALP)活性(肝损伤指标),其中AST在6 μg/L AMT或20 μg/L CLZ时即显著升高。分子对接分析进一步揭示两药可能通过结合AChE活性中心诱发神经毒性。

关键技术包括:斑马鱼胚胎标准化暴露实验(96/144 hpf)、酶动力学检测(AChE、AST、ALT、ALP)、分子对接模拟(AutoDock Vina)及发育表型定量分析。

【发育】所有浓度AMT(0.1-60 μg/L)和CLZ(36-600 μg/L)单独暴露均导致144 hpf幼虫游泳囊充气率显著下降,但混合暴露时0.1+36 μg/L组合呈现拮抗效应。
【神经毒性】最低测试浓度(0.1 μg/L AMT或36 μg/L CLZ)即引起AChE活性显著抑制,混合暴露部分缓解该效应。
【肝毒性】AST活性在6 μg/L AMT或20 μg/L CLZ时升高,ALT在3.7 μg/L AMT或6 μg/L CLZ时升高,ALP在3.7 μg/L AMT或6 μg/L CLZ时升高,混合暴露呈现浓度特异性协同效应。

该研究证实环境浓度AMT和CLZ即可通过干扰神经传导和肝脏代谢通路对水生生物产生多重毒性,且复合暴露效应并非简单叠加。这一发现为修订农药使用规范、制定复合污染物水质标准提供了科学依据,同时验证了斑马鱼模型在生态毒理学研究中的价值。研究团队特别指出,当前农药风险评估中忽视的"鸡尾酒效应"可能严重低估实际环境风险,建议将复合毒性测试纳入农药登记必检项目。

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