除草剂混合物对牛精子受精能力的影响：基于体外暴露的生殖风险评估

本研究通过体外实验评估了巴西农业中广泛使用的除草剂（草甘膦Gly、2,4-D和莠去津Atz）及其混合物对牛精子功能的影响。结果显示，单一及混合暴露均显著降低精子运动力（PMot、VCL等）、抗氧化能力及受精能力（IVF），其中GD、AD和GDA混合组影响最显著。研究首次揭示了农药混合物通过多重机制损害牛生殖健康，为畜牧业生殖风险防控提供了重要依据。

　　

Highlight

除草剂混合物对牛精子受精能力的协同效应

化学试剂

实验所用除草剂活性成分草甘膦(Gly, CAS:1071-83-6)、2,4-D(CAS:94-75-7)和莠去津(Atz, CAS:1912-24-9)均购自Sigma-Aldrich，溶剂二甲基亚砜(DMSO)用于配制溶液。实验同步采用异硫氰酸荧光素标记豌豆凝集素(FITC-PSA)、羰基氰化物3-氯苯腙(CCCP)等试剂评估精子功能。

处理组对精子运动学的影响

如图2所示，除草剂暴露特异性影响精子运动参数。以基础培养基组为对照，DMSO溶剂对照组所有运动参数均无统计学差异(P>0.05)。值得注意的是：

• •

  单组分暴露：Gly(50μg/mL)和2,4-D(0.11μg/mL)显著降低曲线运动速度(VCL)和直线速度(VSL)

• •

  混合暴露：Atz+2,4-D(AD)组使精子头部侧摆幅度(ALH)和鞭毛搏动频率(BCF)下降达40%

• •

  三重混合物(GDA)导致渐进式运动力(PMot)较对照组降低52%

讨论

本研究首次系统评估了巴西主流除草剂混合物对牛精子的直接毒性：

1. 1.

   运动机制破坏：2,4-D通过干扰精子鞭毛微管动力蛋白影响BCF，Gly则主要损害线粒体能量供应

2. 2.

   氧化应激：虽然活性氧(ROS)未显著升高，但总抗氧化能力(TAC)下降提示防御系统耗竭

3. 3.

   功能关联：运动参数异常与体外受精(IVF)成功率下降呈强相关性(r=0.82, P<0.01)

结论

农业实践中除草剂混合暴露构成"鸡尾酒效应"：

? 环境相关浓度即显著损害精子功能

? 混合物毒性大于单一组分（如GDA组受精率仅为对照的28%）

? 建议修订畜牧业农药暴露安全标准时考虑协同效应