酰胺类除草剂对铜绿微囊藻的生长影响及氧化损伤效应

酰胺类除草剂的广泛使用对水生生态环境构成了潜在风险。为探究其对藻类的毒性作用,以铜绿微囊藻为对象,分别从藻类生长和氧化损伤效应角度探讨了甲草胺、乙草胺和丁草胺对铜绿微囊藻的毒性影响。实验结果显示,酰胺类除草剂对藻类的影响存在明显的滞后效应和剂量–效应关系,低浓度暴露组刺激藻类增长,高浓度表现为抑制作用;3种酰胺类除草剂增加了铜绿微囊藻的氧化压力,并随着暴露时间的延长和浓度的增加而增强。其中,藻体内过氧化脂质降解产物丙二醛(MDA)含量明显增加,同时超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性也显著增强。经96 h暴露后,甲草胺(32.0 mg·L~(-1))、乙草胺(32.0 mg·L~(-1))和丁草胺(15.0 mg·L~(-1))暴露溶液中相对MDA含量分别为138%、204%和154%,相对SOD活性分别为116%、87%和115%,相对POD活性分别475%、278%和627%。结合生物量及氧化损伤效应实验结果可知,3种除草剂对铜绿微囊藻的毒性大小顺序为丁草胺乙草胺甲草胺。     

通用浓度加和模型预测有机磷与三嗪农药对绿藻的联合毒性

基于微板藻毒性试验测定5个有机磷农药与4个三嗪类农药的单个及联合毒性.根据半数效应浓度(EC50),对斜生栅藻96h生长抑制的毒性大小顺序为:西草净>阿特拉津>扑灭通>苯嗪草酮>草甘膦>敌敌畏>磷胺>乙酰甲胺磷>甲胺磷.这表明直接干扰光合作用电子传输的三嗪除草剂的藻毒性明显大于有机磷农药.以通用浓度加和作为参考模型,三嗪类农药按EC50和EC10(10%效应浓度)浓度比的混合物对斜生栅藻呈现加和毒性.有机磷农药按EC50和EC10浓度比的混合物在低浓度呈现加和毒性,在高浓度呈现协同毒性.有机磷与三嗪类农药按EC50和EC10浓度比的混合物在低浓度为加和毒性,在高浓度为协同毒性.     

乙草胺、丁草胺和异丙甲草胺在室外天然水中的非生物降解及其影响因素

在亚热带冬、夏两季室外自然光照和温度条件下,研究了环境浓度下乙草胺、丁草胺和异丙甲草胺在河水和海水基底中的非生物降解(水解+光解)行为,并结合室内实验研究了非生物降解的影响因素.室外实验结果表明,冬季(气温12.30—26.98℃,平均17.47℃)乙草胺、丁草胺和异丙甲草胺在河水中的非生物降解半衰期(t1/2)为64—131 d、水解t1/2为105—346 d、光解t1/2为159—410 d,海水中非生物降解t1/2为89—193 d、水解t1/2为77—277 d、光解t1/2为417—630 d;夏季(气温20.77—30.37℃,平均27.22℃)3种目标农药在河水中非生物降解t1/2为4—20 d、水解t1/2为7—54 d、光解t1/2为7—32 d,海水中非生物降解t1/2为10—50 d、水解t1/2为23—67 d、光解t1/2为17—192 d.目标农药在海水中的残留持久性远高于河水;超纯水条件下,光解在目标农药的非生物降解中占主导地位;河水中的光解速率快于海水.室内实验发现,硝酸盐促进了3种目标农药的水解,同时对乙草胺和丁草胺的光解也起到促进作用;p H升高促进了异丙甲草胺的水解和光解速率,但是抑制了丁草胺的水解和乙草胺、丁草胺的光解;腐殖质添加浓度为10 mg·L-1和20 mg·L-1时促进了3种目标农药的水解,但在浓度达30 mg·L-1时则抑制了乙草胺的水解及异丙甲草胺的光解.总体而言,3种目标农药在实际水环境中的降解半衰期均较长,其降解机理和毒性效应值得进一步研究.     

Pseudomonas sp.L19抗除草剂AHAS基因的克隆、表达及特性

乙酰羟酸合酶(AHAS)是磺酰脲类、咪唑啉酮类、三唑嘧啶类、磺酰胺类和嘧啶水杨酸类等乙酰羟酸合酶抑制剂类除草剂的作用靶标,获得能抗此类除草剂的AHAS突变基因资源具有非常重要的理论和应用价值.从长期使用甲磺隆的农田土壤中分离到1株对乙酰羟酸合酶抑制剂类除草剂有广谱抗性的菌株L19,根据表型特征、生理生化特性和16S rDNA序列系统发育分析,将其鉴定为假单孢菌属(Pseudomonas sp.).利用PCR技术从Pseudomonas sp.L19的总DNA中克隆AHAS基因,氨基酸序列比对结果表明,L19与对除草剂敏感菌株P.putida KT2440的AHAS调节亚基氨基酸序列完全相同,而催化亚基有4个氨基酸位点不同:[Val 29→Ala(L19→KT2440),Pro93→Ser,Val 345→Ala,Pro 484→Arg].分别将菌株L19与KT2440的AHAS催化亚基克隆到pET29a(+)的多克隆位点,构建了表达载体pET-L19AHASc和pET-KT2440AHASc,通过镍柱亲和层析纯化得到带有组氨酸标签的乙酰羟酸合酶.抗性试验结果表明菌株L19的乙酰羟酸合酶对四大类乙酰羟酸合酶抑制剂类除草剂的抗性均要强于KT2440的乙酰羟酸合酶,对甲磺隆、咪唑乙烟酸、唑嘧磺草胺和嘧草醚的抗性倍数分别达到53.6、9.3、8.2和9.5倍.菌株L19的乙酰羟酸合酶比活力、对ThDP和Mg2+的Kc值相应地比KT2440乙酰羟酸合酶的要低;而对底物丙酮酸钠的米氏常数Km值要比KT2440乙酰羟酸合酶的要高近1倍.     

L-半胱氨酸对酰胺类除草剂的离体脱氯反应与机制

研究了L-半胱氨酸与酰胺类除草剂的反应动力学、热力学及其机制.结果表明,L-半胱氨酸促进酰胺类除草剂的降解,该反应遵循二级动力学方程;除草剂降解速率同除草剂分子的亲电常数线性相关,降低顺序为甲草胺(kL-cysteine=7.65×10-3mol/(L×s))>乙草胺(kL-cysteine=7.23×10-3mol/(L×s))>丁草胺(kL-cysteine=6.01×10-3mol/(L×s))>S-异丙甲草胺(kL-cysteine=2.15×10-3mol/(L×s)),这与其土壤和高效菌降解速率顺序相一致;产物的质谱鉴定表明,L-半胱氨酸取代除草剂分子中氯原子.表明该反应为双分子亲核取代脱氯反应.热力学分析显示,该反应为焓控反应.除草剂间降解速率的差异性由熵变控制,且除草剂的降解速率与反应熵变(ΔS)具有良好的线性关系,ΔS数值越负,除草剂的降解速率越小.分子中N原子上的醚键取代基支链结构及链长度对反应速率影响较大,而芳环取代基结构没有明显影响.     

2种除草剂联合胁迫下日本青鳉的逐级行为响应(The Stepwise Behavioral Responses of the Japanese Medaka under the Joint Stress of Two Herbicides)

探讨了日本青鳉在两种除草剂阿特拉津和百草枯联合暴露下的逐级行为响应,采用水质安全在线生物预警系统(BEWs)记录行为强度数据,分析不同暴露浓度、不同暴露时间日本青鳉的行为响应.10、5、1和0.1TU的暴露浓度下行为反应时间分别为:0.74、7.7、29.4和42.2h,而每个浓度不同配比之间行为反应时间差异明显.结果表明:在两种除草剂的暴露下,日本青鳉的逐级行为响应既受化合物浓度高低的影响,又受暴露时间的影响,而且每个浓度两种药物不同配比暴露下的青鳉鱼的逐级行为响应基本一致,每个浓度不同配比之间行为反应时间差异明显,即两种作用机制不同的除草剂对日本青鳉的行为毒性是协同作用.     

外来入侵杂草黄顶菊的化学防除

黄顶菊[Flaveria bidentis(L.) Kuntze]是一种外来入侵杂草,具有很强的生存竞争能力,严重的危害了生态环境的多样性,对经济、社会和环境造成了巨大的影响.为了有效的控制黄顶菊的发生,本论文对防治黄顶菊高效、低毒、环境友好的除草剂进行了筛选;在保证防效的同时,为了尽可能减少向环境中投放农药而保护生态环境,考察了4种桶混助剂(机油乳油、甲酯化大豆油、有机硅表面活性剂、Quad7)对所筛选除草剂的增效作用.对供试的11种除草剂的田间药效试验结果表明:毒莠定、三氯吡氧乙酸、2甲4氯钠盐对防治黄顶菊有特效,对非靶标植物影响小.4种桶混助剂分别与毒莠定混用,机油乳油、甲酯化大豆油、有机硅表面活性剂分别与三氯吡氧乙酸混用,甲酯化大豆油、Quad7分别与2甲4氯钠盐混用,均可提高防效而降低除草剂正常用量的50%,所以推荐所筛选除草剂与桶混助剂混用防治黄顶菊.     

高效液相色谱法测定土壤中三嗪类除草剂

建立了索氏提取、中性氧化铝小柱净化、高效液相色谱二极管阵列检测器测定土壤中7种三嗪类除草剂的方法，优化了检测波长、提取方法和溶剂、梯度淋洗程序等试验条件。7种三嗪类除草剂在0．10mg／L～2．00mg／L范围内线性良好，检出限为0．84μg／kg～2．07μg／kg，RSD为1．2％～5．6％，加标回收率为95.0％～107％。     

阿特拉津在土壤中的生物降解研究

运用恒温培养法研究了阿特拉津在河北省白洋淀地区农田土壤中的生物降解动力学，并从中分离鉴定了土壤中降解阿特拉津的优势菌种，研究结果表明，该土壤对阿特拉津具有一定的降解能力，非生物＋生物的降解、非生物降解和生物降解的速率分别为０．０２６２ｄ＾－１，０．００５５４８ｄ＾－１和０．００８１９４ｄ＾－１，半衰期分别为２６ｄ，１２５ｄ和８５ｄ，发现土壤中降解阿特拉津的优势菌种为蜡状芽孢杆菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓ