三唑醇杀菌剂在雄性丽斑麻蜥体内的对映选择性降解、蓄积和肝毒性研究

三唑醇(triadimenol,TN)是一种广泛使用的手性三唑类杀菌剂,它含有2个手性中心,4个手性对映体,包括对映体A(A1(R,S)和A2(S,R))以及对映体B(B1(R,R)和B2(S,S)).为了研究三唑醇在爬行动物体内的对映选择性行为和潜在的肝毒性,将雄性丽斑麻蜥分别一次经口暴露和28 d长期暴露于三唑醇(...     

三唑醇杀菌剂在雄性丽斑麻蜥体内的对映选择性降解、蓄积和肝毒性研究

三唑醇(triadimenol, TN)是一种广泛使用的手性三唑类杀菌剂,它含有2个手性中心,4个手性对映体,包括对映体A(A1(R,S)和A2(S,R))以及对映体B(B1(R,R)和B2(S,S))。为了研究三唑醇在爬行动物体内的对映选择性行为和潜在的肝毒性,将雄性丽斑麻蜥分别一次经口暴露和28 d长期暴露于三唑醇(100 mg·kg^-1 body weight),一次经口暴露结果显示,三唑醇进入大脑和肾中的浓度低于肝、性腺、皮肤和尾,B2(S,S)和B1(R,R)对映体具有相似的代谢速率。代谢过程中A1(R,S)的浓度明显高于A2(S,R),并且在暴露后12 h出现二次上升,这可能是A2(S,R)在体内手性转换为A1(R,S)导致。丽斑麻蜥长期(28 d)暴露于三唑醇后,性腺和肾中无明显蓄积现象,皮和尾中浓度显著高于其他组织,各个组织中三唑醇趋向于保持外消旋状态。三唑醇暴露后肝中主要的代谢基因cyp1a1、cyp3a4、cyp2b1和cyp2d3的表达量都出现明显上升,组织病理学分析进一步显示,三唑醇暴露后的肝组织出现组织空泡、血窦阻塞的症状,说明三唑醇对肝组织具有一定的毒性作用。上述结果为手性农药对爬行动物的生态毒理学评价提供了重要依据。     

5种化学品对丽斑麻蜥和日本鹌鹑的毒性研究

目前,在化学品生态风险评价体系中对爬行动物的毒性效应研究较少。本研究参考鸟类急性经口毒性试验建立了我国本土爬行动物——丽斑麻蜥(Eremias argus)的急性毒性测试方法,来评价化学品对爬行动物和鸟类的毒性效应之间的差异。选择异氰酸酯、1,2-苯并异噻唑-3-酮、2,4-二氯苯酚、苯并噻唑和二苯甲酮5种化学品分别对丽斑麻蜥进行暴露实验,并与鸟类模式物种——日本鹌鹑(Coturnix japonica)的急性毒性结果进行比较。结果发现异氰酸酯和苯并噻唑对丽斑麻蜥7 d的半数致死剂量(7 d-LD50)分别为125 mg·kg~(-1)和500 mg·kg~(-1),而对日本鹌鹑的7 d-LD50值分别为27 mg·kg~(-1)和37 mg·kg~(-1);1,2-苯并异噻唑-3-酮、2,4-二氯苯酚和二苯甲酮对丽斑麻蜥的7 d-LD50值分别为909 mg·kg~(-1)、787 mg·kg~(-1)和528 mg·kg~(-1),而对日本鹌鹑7 d-LD50值均大于剂量上限1 000 mg·kg~(-1)。结果表明,丽斑麻蜥和日本鹌鹑对相同化学品的毒性敏感性是存在差异的,用鸟类来评价化学品对爬行动物的潜在风险可能不够准确,应该重视化学品对爬行动物的毒性效应研究。同时,以本土爬行动物的代表物种丽斑麻蜥作为化学品环境风险评价的模式生物,对保护我国本土物种及其多样性、维持生态平衡具有重要意义。     

腈菌唑不同对映体对丽斑麻蜥性腺系统的影响

腈菌唑(myclobutanil, MT)是一种应用广泛的手性杀菌剂,其手性对映体为(+)-腈菌唑(MT1)和(-)-腈菌唑(MT2)。腈菌唑手性单体具有不同的生物活性,但很少有其对爬行动物的对应选择毒性研究。为了评估腈菌唑手性单体对丽斑麻蜴性腺系统的毒性影响,将MT1(50 mg·kg^-1)和MT2(50 mg·kg^-1)以经口灌胃方式分别暴露给蜥蜴28 d。暴露期间,记录观察蜥蜴体重、血液中性激素(睾酮T和雌二醇E2)浓度以及性腺相关基因(3β-HSD、17β-HSD、CYP11A、CYP17、CYP19A、ER-α和AR)的表达图谱的变化。在MT1暴露组中,蜥蜴体重在28 d出现明显下降。而在MT2暴露组中,蜥蜴体重没有明显变化。雄性蜥蜴在经过1 d的暴露后,E2浓度在MT1暴露组中明显下降,而在MT2暴露组中明显上升。这些结果表明了腈菌唑手性单体的对映选择性毒性。在MT2暴露14 d后,雌性蜥蜴中CYP19A基因的表达上调弥补了体内E2浓度的降低。在MT1暴露的14 d,蜥蜴卵巢中观察到的CYP11A和CYP17基因表达下调以及CYP19A基因表达不变的这一现象解释了蜥蜴血液中E2和T的浓度减少。这些结果表明:MT1和MT2暴露对蜥蜴体内性激素造成不同的影响,而这些影响会相应改变性腺相关基因的表达。综上所述,MT1和MT2对性腺系统具有潜在的内分泌干扰效应,可能对蜥蜴造成不同程度的生殖损伤。     

手性农药水胺硫磷对浮游生物氧化应激的对映体选择性影响

用高效液相色谱（high performance liquid chromatography,HPLC）法对水胺硫磷（isocarbophos,ICP）2个对映体进行拆分与制备,分别以浮游植物水华微囊藻（Microcystis flos-aquae）和浮游动物大型蚤（Daphnia magna）为实验生物,考察了ICP导致2种浮游生物氧化损伤对映体选择性差异。结果显示：除了10^-4 mg·L^-1和10^-3 mg·L^-1,10^-2～1 mg·L^-1的（+）-ICP对水华微囊藻叶绿素a含量表现为抑制作用;而10^-4～10^-1 mg·L^-1的（-）-ICP对水华微囊藻叶绿素a含量表现为促进作用。且在10^-4～1 mg·L^-1浓度范围内,（+）-ICP使其超氧化物歧化酶（superoxide dismutase,SOD）活性显著下降,且最大下降31.2%,而（-）-ICP未引起SOD活性发生明显变化;（+）-ICP各浓度组诱导水华微囊藻的过氧化氢酶（catalase,CAT）活性的上升程度显著高于（-）-ICP;2个对映体未引起水华微囊藻发生脂质过氧化。此外,ICP对大型蚤的毒性要远远高于水华微囊藻;在1～20 μg·L^-1浓度范围内,（+）-ICP未引起大型蚤SOD活性增加,而（-）-ICP则引起大型蚤SOD活性显著增加,且最高增加79.0%;2.5～10 μg·L^-1的（+）-ICP诱导大型蚤CAT活性上升而（-）-ICP则导致CAT活性下降;（+）-ICP随着浓度的增加引起明显的脂质过氧化。研究表明,ICP对2种浮游生物的氧化应激均存在对映体选择性差异,且对水华微囊藻和大型蚤的毒性均表现为（+）-ICP>rac-ICP>（-）-ICP,但是其对浮游动物的毒害风险远大于对浮游植物。     

腈菌唑手性单体对雄性丽斑麻蜥肝脏代谢功能的影响

腈菌唑(MT)是一种应用广泛的手性杀菌剂,其手性对映体为(+)-腈菌唑(MT1)和(-)-腈菌唑(MT2)。为评估腈菌唑单体暴露对丽斑麻蜥(Eremias argus)肝脏代谢功能的毒性影响,研究了MT1(5 mg·kg^-1)和MT2(5 mg·kg^-1)暴露28 d下蜥蜴体重、肝组织病理学和代谢相关基因表达的变化。结果显示,MT1暴露组的蜥蜴体重在28 d时出现显著下降。在MT1和MT2暴露后,蜥蜴的肝组织均出现了不同程度的病理学变化。在MT1暴露下,基因CYP1A1、CYP2D6、CYP3A4、CYP3A7和CYP2D3的表达水平未发生显著变化,而基因CYP2C8A的表达显著上调。在MT2暴露下,基因CYP3A4、CYP3A7和CYP2D3的表达未发生明显变化;基因CYP1A1和CYP2C8的表达显著下调;基因CYP2D6的表达显著上调。不同腈菌唑单体对蜥蜴体重、肝组织病理学以及代谢相关基因的表达影响不同,具有一定的对映选择性。     

β-六溴环十二烷对玉米生长代谢的对映体选择性影响

为了探讨不同光旋纯活性的β-HBCD对植物生长代谢的对映体选择性影响,本研究采用高效液相色谱法(HPLC)优化分离并制备得到β-六溴环十二烷(β-HBCD)单一对映体((+)β-HBCD和(-)β-HBCD),开展了不同浓度梯度的(+)、(rac)和(-)β-HBCD溶液对玉米幼苗的水培暴露实验.随着β-HBCD暴露浓...     

噻虫胺对大鼠性腺系统的影响

新烟碱类杀虫剂通过与昆虫的烟碱乙酰胆碱受体(nAChR)特异性结合,扰乱昆虫的神经活动,使害虫极度兴奋、麻痹致死。此类杀虫剂对害虫有很强的特异性且对哺乳动物较为安全,已经成为全球应用最广泛的杀虫剂之一。为了评估噻虫胺(clothianidin, CLO)对Sprague-Dawley(SD)雄雌性大鼠性腺系统的毒性影响,将50、150和250 mg·kg^-1的CLO分别以经口灌胃的方式连续对大鼠染毒28 d,通过对大鼠性腺组织进行病理学观察,分析CLO在肝、脑、性腺及血清中的分布,分析血液中性激素(睾酮和雌二醇)的含量,探讨CLO对大鼠性腺系统的内分泌干扰作用。结果显示CLO在SD大鼠肝脏和血清中大量蓄积,高剂量组(250 mg·kg^-1)雄性大鼠的性腺中也有很高蓄积;CLO高剂量染毒(250 mg·kg^-1)导致雄性大鼠睾丸中生精细胞和曲细精管上皮细胞变性坏死,不同剂量CLO染毒未对雌鼠造成明显的病理损伤;不同染毒剂量均会促进雄鼠性激素(睾酮和雌二醇)分泌,低(50 mg·kg^-1)、中(150 mg·kg^-1)剂量CLO染毒对雌鼠性激素无显著影响,而高剂量(250 mg·kg^-1)染毒会抑制雌鼠性激素(睾酮)分泌。综上所述,3个剂量CLO染毒均对雄性大鼠性腺系统的正常生理功能产生影响,250 mg·kg^-1 CLO染毒对雌性大鼠性腺具有一定的内分泌干扰作用。CLO可能是潜在的内分泌干扰物。     

雌二醇短期暴露对非洲爪蟾性腺和输卵管形态及性二态基因表达影响的初步研究

环境雌激素对两栖动物的生殖内分泌干扰作用已引起关注,目前的研究主要集中在长期暴露对性腺分化和发育的影响。以雌二醇(E2,10 nmol·L-1)为模式化合物,以非洲爪蟾为实验动物,6月龄的幼蛙暴露6 d,研究雌激素对性腺和输卵管形态以及性二态性基因表达的影响。结果发现,6 d的E2暴露对精巢和卵巢的形态没有明显影响,但从组织学结构来看对卵和精子的发育有微弱的促进作用。E2能够明显地促进了雌性输卵管的发育,表现为输卵管变粗变弯曲。E2暴露显著抑制精巢和卵巢中性激素合成相关基因cyp11a1、3βHSD、Srd5α、ARO的表达,对cyp17的表达无影响,使脑中LHβ和FSHβ的表达下调;对性别分化和性腺发育相关基因Dax、AR、ERα、TFⅢA、TBPL2的表达均无影响,但能够促进卵巢中Sox3的表达;同时促进脑中Emi2的表达,抑制脑中Dmrt1的表达。因此,输卵管可作为敏感的形态指标,性腺中Srd5α、cyp11a1、3βHSD、ARO、Sox3和脑中LHβ、FSHβ、Dmrt1、Emi2可作为分子指标。以上结果可为后续建立评价化学品对两栖动物雌激素效应的短期试验方法提供参考。     

Net energetic advantage drives honey bees (Apis mellifera L) to nectar larceny in Vaccinium ashei Reade

Carpenter bees (Xylocopa spp.) act as primary nectar thieves in rabbiteye blueberry (Vaccinium ashei Reade), piercing corollas laterally to imbibe nectar at basal nectaries. Honey bees (Apis mellifera L) learn to visit these perforations and thus become secondary nectar thieves. We tested the hypothesis that honey bees make this behavioral switch in response to an energetic advantage realized by nectar-robbing flower visits. Nectar volume and sugar quantity were higher in intact than perforated flowers, but bees (robbers) visiting perforated flowers were able to extract a higher percentage of available nectar and sugar so that absolute amount of sugar (mg) removed by one bee visit is the same for each flower type. However, because perforated flowers facilitate higher rates of bee flower visitation and the same or higher rates of nectar ingestion, they are rendered more profitable than intact flowers in temporal terms. Accordingly, net energy (J) gain per second flower handling time was higher for robbers on most days sampled. We conclude that the majority evidence indicates an energetic advantage for honey bees that engage in secondary nectar thievery in V. ashei.Communicated by R. Page     

Antennal responses of four species of tree-killing bark beetles (Coleoptera: Scolytidae) to volatiles collected from beetles,and their host and nonhost conifers

Summary. Host selection in tree-killing bark beetles (Coleoptera: Scolytidae) is mediated by a complex of semiochemical cues. Using gas chromatographic-electroantennographic detection (GC-EAD) and GC-mass spectrometric analyses, we conducted a comparative study of the electrophysiological responses of four species of tree-killing bark beetles, the Douglas-fir beetle, Dendroctonus pseudotsugae, Hopkins, the mountain pine beetle, D. ponderosae Hopkins, the spruce beetle, D. rufipennis Kirby, and the western balsam bark beetle, Dryocoetes confusus Swaine, to volatiles captured by aeration of 1) bole and foliage of four sympatric species of conifers, Douglas-fir, Pseudotsuga menziesii (Mirb.) Franco, lodgepole pine, Pinus contorta var. latifolia Engelm., interior spruce, Picea engelmannii x glauca, and interior fir, Abies lasiocarpa x bifolia, and 2) con- and heterospecific beetles at three stages of attack. We identified 13 monoterpenes in the conifers and nine compounds in the volatiles of beetles that elicited antennal responses. There was no qualitative difference in the terpene constitution of the four species of conifers and very little difference across beetle species in their antennal response to compounds from conifers or beetles. The lack of species-specific major or minor components in conifers suggests that beetles would need to detect differences in the ratios of different compounds in conifers to discriminate among them. Attraction to hosts and avoidance of nonhost conifers may be accentuated by perception of compounds emitted by con- and heterospecific beetles, respectively. The 22 compounds identified are candidate semiochemicals with potential behavioural roles in host location and discrimination.     

纳米二氧化硅对两性生殖和孤雌生殖卤虫无节幼体毒性影响的比较研究

研究了纳米二氧化硅(Nano-SiO₂)悬浮液对美国大盐湖两性生殖型卤虫(Artemia francisana, GSL)和渤海湾孤雌生殖型卤虫(Artemia parthenogenetica, BH)无节幼体的急性毒性和抗氧化酶系统的影响。研究结果表明,Nano-SiO₂对GSL和BH无节幼体24 h-LC₅₀分别为23.02 mg·mL^-1和20.96 mg·mL^-1,属低级毒性。Nano-SiO₂降低了GSL和BH无节幼体还原型谷胱甘肽(GSH)含量,抑制了过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)活性,致组织丙二醛(MDA)含量升高,表明氧化应激反应是导致Nano-SiO₂对卤虫无节幼体致死的作用机制之一。     

Testing a new model of aphid abundance with sedentary and non-sedentary predators

Aphid population dynamics has been thoroughly investigated, especially in tree-dwelling aphids. Among the controls of the aphid rate of increase are the negative effects of antagonists, the positive effects of mutualists, the density-dependence of the aphid dynamics, and the non-stationary quality of plant tissues. Here we present a mechanistic model of aphid growth that considers most of these governing factors using a simple formulation. What is new in this model is that it considers two kinds of antagonists. The first kind is a guild of aphid predator specialists that includes ladybirds (Coleoptera: Coccinellidae), but also species of some families of Hemiptera, Diptera, and Neuroptera. The second kind of antagonists consists of omnivores or generalist predators and in this particular setting is exemplified by the European earwig Forficula auricularia (Dermaptera: Forficulidae). The model developed here compared the effects of these two different kinds of aphid predators, the second one always at the site (sedentary predators) and the first one that arrives in important numbers only once the aphid population has already developed to some degree (non-sedentary predators). Multiple model parameter sets, representing different hypotheses about controls on aphid populations, were evaluated within the Generalised Likelihood Uncertainty Estimation (GLUE) methodology. The model correctly reproduced the experimental data obtained in an organic citrus grove showing the important effect that sedentary predators as earwigs can have on the aphid populations. Low densities of sedentary predators or even low predation rates can have a disproportionate effect on the final aphid density, as they prey on small populations, when the per capita effect on the aphid population is higher. During the main spring peak of aphids the role of non-sedentary predators is secondary, as they track the aphid density rather than control it. However, these non-sedentary predators are important within the proposed model to keep the second autumn peak of aphids at low values.     

加拿大一枝黄花和小飞蓬叶浸提液对大豆幼苗生长的复合化感效应

加拿大一枝黄花(Solidago canadensis)和小飞蓬(Conyza canadensis)常共同入侵至同一农田生态系统。探究了两者对大豆幼苗生长的复合化感作用。加拿大一枝黄花叶浸提液显著抑制大豆幼苗地上生物量。而小飞蓬叶浸提液也明显抑制大豆幼苗地上生物量(未达到显著水平)。与对照处理相比,两者复合叶浸提液处理未显著影响大豆幼苗地上生物量。两者复合叶浸提液处理下大豆幼苗地上生物量显著大于加拿大一枝黄花叶浸提液单一处理,同时也大于小飞蓬叶浸提液单一处理(未达到显著水平)。两者叶浸提液单一处理均明显降低大豆幼苗株高(未达到显著水平)。与对照处理相比,两者复合叶浸提液处理未显著影响大豆幼苗株高。两者复合叶浸提液处理下大豆幼苗株高明显大于两者叶浸提液单一处理(未达到显著水平)。因此,两者叶浸提液对大豆幼苗的生长均具有一定程度的抑制效应,且加拿大一枝黄花叶浸提液对大豆幼苗产生的化感作用(尤其是地上生物量)明显大于小飞蓬。两者复合化感作用明显低于两者单一化感作用,尤其是两者对大豆幼苗地上生物量的复合化感作用显著低于加拿大一枝黄花的单一化感作用。所以,化感效应可能在两者共同入侵(即两者复合作用)入侵进程中所起的贡献低于在两者单一进程中所起的作用。     

2种烷基多环芳烃对仿刺参CYP450和p53基因表达的影响研究

海洋环境中多环芳烃类(PAHs)主要来源于海洋溢油事故以及沿海石油化工企业的废水排放,国内外大量研究发现海洋中的多环芳烃对海洋生物造成了潜在的生态风险。为了揭示不同浓度多环芳烃类污染物对海参的生态毒理效应,将仿刺参(Apostichopus japonicus)分别暴露于不同浓度的2种烷基多环芳烃3-甲基菲(5、10、100μg·L~(-1))和2-甲基蒽(5、10、50μg·L~(-1))中,检测暴露3 d、7 d和14 d后,3-甲基菲和2-甲基蒽胁迫下仿刺参CYP450和p53基因的相对表达量。结果表明,3-甲基菲和2-甲基蒽胁迫下,仿刺参CYP450和p53基因的表达均对毒物产生了不同程度的响应。与对照组相比,3-甲基菲各处理组对仿刺参CYP450和p53基因的表达均产生显著的抑制作用(P0.05); 2-甲基蒽各处理组对仿刺参CYP450和p53基因的表达影响作用不同,暴露7 d后,2-甲基蒽各处理组对仿刺参CYP450基因的表达表现出抑制作用,对p53基因的表达表现出诱导作用。相同浓度与时间胁迫下,2-甲基蒽对仿刺参CYP450和p53基因表达的影响比3-甲基菲的影响大。上述研究结果表明,3-甲基菲和2-甲基蒽均可不同程度影响仿刺参CYP450和p53基因的表达,且与3-甲基菲相比,2-甲基蒽对仿刺参CYP450和p53基因表达的影响较明显。上述结果为多环芳烃类污染物对仿刺参的生物毒性评价提供了基础数据。     

四溴联苯醚(BDE-47)对两种海洋桡足类动物的毒性效应

为了研究四溴联苯醚(BDE-47)对海洋桡足类的毒性效应,以太平洋真宽水蚤和日本虎斑猛水蚤为受试生物,依据急性毒性实验96 h-LC₅₀值,设置5个浓度组和1个对照组,测定摄食率、滤水率、耗氧率、排氨率和抗氧化防御系统中SOD、GST、GPx活性以及GSH含量。结果显示：BDE-47对太平洋真宽水蚤和日本虎斑猛水蚤的96 h-LC₅₀分别为
57和851 μg·L^-1,后者明显高于前者。2种桡足类在BDE-47作用下,其能量摄入和代谢均受到不同程度的诱导或抑制。太平洋真宽水蚤在中浓度(1.425 μg·L^-1)下摄食率和排氨率受到促进,高浓度(5.70和11.40 μg·L^-1)下耗氧率明显抑制;日本虎斑猛水蚤高浓度下(170.20 μg·L^-1)摄食率受到抑制,中浓度(21.28 μg·L^-1)下耗氧率受到促进,各个浓度的BDE-47对其排氨率均有明显促进作用。太平洋真宽水蚤SOD活性在BDE-47暴露96 h过程中均低于对照组(P<0.05),受到明显抑制;GST活性随暴露时间延长先升高后降低;GSH含量和GPx活性低浓度(0.7125和1.425 μg·L^-1)下随时间先升高后降低,而高浓度(5.70和11.40 μg·L^-1)下则相反。日本虎斑猛水蚤SOD活性随BDE-47浓度的升高先降低后升高再降低;GST活性和GSH含量在低浓度(10.64和21.28 μg·L^-1)BDE-47中与对照组相比无显著差异(P>0.05),而高浓度(85.10和170.20 μg·L^-1)
BDE-47下,GST活性随时间先升高后降低,GSH含量则先降低后升高再降低;GPx活性呈现先降低后升高趋势。由此可见,BDE-47与这2种桡足类的能量摄入、代谢和抗氧化防御系统存在一定时间及剂量效应,并具有明显的物种差异性。     

城市污水厂污泥倾倒对海洋生物的毒性研究

以广州市和佛山市的5个城市污水处理厂的污泥为实验对象,选取费氏弧菌、蒙古裸腹溞、卤虫、裸项栉鰕虎鱼仔鱼4种不同营养级的海洋生物为受试对象,结合化学分析方法,研究广州区域周边污水污泥浸出液的生物毒性效应。结果显示各污水污泥浸出液的毒性均较大,且浸出液的Cu污染浓度较高;广州市污水污泥对4种受试生物的毒性效应要高于佛山市。从污泥毒性对受试生物的选择性方面分析,发现卤虫筛分能力强且灵敏度高,而费氏弧菌则相关性好且方法简捷。研究结果为反映城市污泥的生物毒性强度和选择合适毒性评价受试生物提供基础数据。