新型灭螺脲类化合物的合成、环境残留及灭螺机制探索

作     者：徐英翔 

作者单位：上海师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：杨敏丽

授予年度：2021年

学科分类：090403[农学-农药学(可授农学、理学学位）] 07[理学] 09[农学] 0904[农学-植物保护] 070303[理学-有机化学] 0703[理学-化学] 

主      题：淡水螺 媒介防控 灭螺药物 吡螺脲 农药残留 蛋白质组学 

摘      要：在寄生虫病的预防和控制中,媒介防控是关键环节之一。螺作为寄生虫的重要中间宿主,对螺的防控在寄生虫病的防治和公共卫生健康中起到关键的作用。目前已有的媒介控制方法,化学药物控制起效快、效果好,在淡水螺的防控方法中占主要地位。当前世卫组织唯一指定的灭螺化合物-氯硝柳胺,对淡水螺的杀灭效果显著,但对各种非靶生物尤其是水生生物的毒性巨大,从而限制了氯硝柳胺的使用范围。因此研发一类对淡水螺杀灭效果好,且对非靶生物毒性的新型灭螺化合物是十分必要的。本课题组早期通过高通量筛选的方法,发现了一种灭螺效果好且对非靶生物毒性低的候选药物N-吡啶-3-N′-4′-氯苯基脲,又名吡螺脲。本文以吡螺脲的脲桥作为骨架,对其吡啶基部分进行基团替代,将吡啶环替换为多种脂肪烷烃以及其他非芳香性杂环,共合成了16个新脲类化合物。通过核磁共振氢谱、核磁共振碳谱、高分辨质谱对所有化合物进行表征,确证其结构。通过实验室钉螺药效评价,测试了16个新脲类化合物的生物活性,结果表明吡啶环的替换大大降低了脲类化合物的灭螺活性,吡啶环结构对脲类化合物发挥灭螺活性有着重要作用。为吡螺脲作为候选灭螺药物进行新农药登记,本文深入开展了吡螺脲的的土壤残留评价,结果表明,25%吡螺脲硫酸盐可湿性粉剂以20000 g a.i./ha的剂量施药1-2次,施药间隔10天,末次施药后间隔50d、60d时土壤的吡螺脲硫酸盐最终残留量为2.08-6.67 mg/kg,为新农药登记提供数据支持。另一方面,灭螺机制的挖掘有利于新型灭螺药物的发现,本文利用定量比较蛋白质组学的方法,对吡螺脲的灭螺机制展开研究。经过蛋白组学数据分析,得到245个差异表达蛋白。以GO和KEGG数据库为参考,进行了差异蛋白的功能注释和富集分析,发现差异蛋白显著富集在核糖体组成、多肽翻译过程与嘌呤核苷酸从头合成过程中。综上,在吡螺脲的胁迫下,福寿螺的遗传物质合成以及核糖体结构组成受到了严重的影响,以上通路中包含的差异蛋白作为潜在靶点具有进一步研究的价值。