《Environmental Toxicology and Pharmacology》:Neurotoxicity and Teratogenicity Induced by Carbendazim and Ametryn in zebrafish: Implications for Environmental and Biological Health
编辑推荐:
农药残留对斑马鱼胚胎的毒性效应及生态风险评估研究,通过急性暴露实验评估氨基甲酸酯类农药AMT和苯并咪唑类农药CBZ对斑马鱼胚胎的致死、致畸、心脏和神经毒性影响,发现两者均显著提高心率并抑制避障行为,且在亚致死浓度下即引发氧化应激和细胞凋亡,强调需整合多维度指标完善农药生态风险评估体系。
Júlia Robert Teixeira | Livia Alves de Macedo Tavares | Ariana Pereira da Silva | Jo?o Vitor de Macedo-Sampaio | Hugo Alexandre de Oliveira Rocha | Katia Castanho Scortecci | Bruno Fiorelini Pereira | Ana Carolina Luchiari
FishLab,巴西北里奥格兰德联邦大学生理学与行为系
摘要
阿米特林(AMT)和卡贝丹锌(CBZ)是广泛用于农作物中的杀虫剂,用于控制害虫并提高粮食生产效率。尽管这些化合物存在毒理学风险且效果存疑,但其对环境的实际影响仍难以确定,尤其是在没有在同一实验框架内评估致死性、亚致死性、生化效应和行为效应的情况下。本研究旨在使用斑马鱼(Danio rerio)作为模型,评估阿米特林和卡贝丹锌对非目标生物的急性影响。斑马鱼胚胎在受精后3至120小时内暴露于不同浓度的这些化学物质:阿米特林浓度为0.2、1.0、2.0、20和40毫克/升(mg/L),卡贝丹锌浓度为0.07、0.15、0.3、0.5和1微克/升(μg/L)(每组20条鱼)。研究内容涵盖了死亡率、致畸性、心脏毒性和神经毒性。两种杀虫剂均表现出高死亡率和畸形诱导现象,阿米特林的半数致死浓度(LC??)估计为1.33毫克/升,卡贝丹锌的半数致死浓度为0.02微克/升。两种杀虫剂均导致心率增加。此外,在低于半数致死浓度的情况下,它们还降低了动物的回避行为,并增加了活性氧(ROS)和凋亡细胞的数量,从而证明了其神经毒性作用。这些发现强调了将亚致死效应和神经行为效应纳入农药暴露生态风险评估的重要性。
章节摘录
引言
杀虫剂在全球范围内被广泛用于维持农业生产力和确保粮食安全(Lavorenti, 1996; FAO, 2025)。然而,它们的大量且往往不分青红皂白的施用引发了人们对环境污染和对非目标生物风险的日益关注(Hernandez et al., 2017, Reffstrup et al., 2010)。在多个农业区域,地表水和地下水中普遍检测到了杀虫剂残留物,尤其是对水生生物的影响。
伦理声明
野生型斑马鱼(Danio rerio)的雄性和雌性个体按照CONCEA(国家动物实验控制委员会)第34号法规进行饲养。所有饲养程序和实验方案均获得了北里奥格兰德联邦大学动物使用伦理委员会(CEUA)的批准(机构证书编号385.012/2024)。在整个实验过程中,每天都对动物的健康和福利进行了监测。
存活率和孵化率
暴露于阿米特林120小时后,存活率显著下降(p<0.0001)。对照组(水)和DMSO(阴性对照)以及3,4-二氯苯胺(阳性对照)在120小时时的存活率分别为95%、80%和2.5%。与对照组(水)相比,1、2和20毫克/升的阿米特林浓度组的存活率分别为52%、51%和2.5%(p<0.0001)。而0.2毫克/升的阿米特林浓度组与水对照组无显著差异(p=0.99)。
讨论
本研究旨在评估两种常用杀虫剂——阿米特林(AMT)和卡贝丹锌(CBZ)对斑马鱼胚胎死亡率、发育和行为的影响。选择胚胎发育的关键阶段——原肠胚形成期进行暴露,有助于评估生物对毒物的敏感性(Quintaneiro et al., 2022, Shaw et al., 2016)。此外,评估杀虫剂的心脏毒性和神经毒性效应也非常重要。
结论
本研究表明,阿米特林和卡贝丹锌对斑马鱼胚胎的发育、存活率、孵化成功率以及生化、生理和行为参数具有毒性作用。这两种杀虫剂均降低了幼体的存活能力,并显著影响了孵化过程,其中阿米特林的影响更为明显。在高浓度下,形态学改变表明了其致畸潜力。此外,两种杀虫剂均显著增加了幼体的心率。
未引用的参考文献
(巴西,1989年;巴西,2025年;Creton,2009年;Da Silva-Pinto等人,2020年;扩展毒理学网络;Farré等人,2002年;联合国粮食及农业组织,1998年;联合国粮食及农业组织,2025年;Fr?hlich,2019年;Hernández等人,2017年;Moura和Jonsson,2016年;经合组织,1992年;Richendrfer等人,2012年;Souza等人,2022年;JRdS等人,2024年;赫特福德大学,2022年;美国环境保护署,2017年)
利益冲突声明
作者声明以下可能被视为潜在利益冲突的财务利益和个人关系:Ana Carolina Luchiari表示获得了高等教育人员发展协调机构的财政支持;Bruno Fiorelini Pereira表示获得了圣保罗州研究基金的财政支持。
致谢
作者感谢圣保罗研究基金会(FAPESP)(项目编号:2022/03094-5)的支持。本研究还得到了高等教育人员发展协调委员会(CAPES)的资助。ACL还获得了国家科学技术发展委员会(CNPq)的资助(项目编号308245/2023-7)。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的研究工作。