四氯虫酰胺对斑马鱼心脏毒性的作用机制

作     者：郑世祥 

作者单位：海南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：范咏梅;郇志博

授予年度：2022年

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 07[理学] 08[工学] 09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 0713[理学-生态学] 

主      题：四氯虫酰胺 斑马鱼胚胎 急性毒性 慢性毒性 心脏毒性 细胞凋亡 

摘      要：四氯虫酰胺是我国自主研发的以鱼尼丁受体为作用靶点的杀虫剂,具有低毒、广谱和高效的特点。随着四氯虫酰胺杀虫剂取得有效的害虫防治效果,同时也暴露出对水生生物的潜在风险,因此研究四氯虫酰胺对斑马鱼的毒理作用,能够对评价该杀虫剂的环境风险提供参考。试验结果表明: 1.毒性试验 使用超高效液相色谱串联质谱法对水中四氯虫酰胺进行4 d的浓度检测,四氯虫酰胺在水中96 h的最高降解率为1.16%,四氯虫酰胺的浓度大于80%。说明四氯虫酰胺在水中96 h稳定性良好,本试验急性浓度测定采用静态染毒法。 四氯虫酰胺原药对斑马鱼胚胎急性毒性的96 h的LC50为23.775 mg/L,属于低毒农药范畴。在急性暴露试验过程中发现,中、高浓度的四氯虫酰胺处理组出现显著降低斑马鱼胚胎的自主运动频率和体长的现象。慢性暴露30 d,当四氯虫酰胺浓度2 mg/L,斑马鱼体长和体重有显著降低,并增加卵黄囊肿的比率。 2.心脏毒性 急性暴露96 h,较高浓度的四氯虫酰胺会显著降低斑马鱼胚胎的内心率以及增大心脏SV-BA的间距;斑马鱼胚胎慢性暴露,较高浓度的四氯虫酰胺对斑马鱼胚胎心脏的内心率有着明显的抑制作用,并且显著增加心包囊肿以及心脏SV-BA间距。在30 d,当四氯虫酰胺浓度2 mg/L,对体长和体重有明显的抑制作用。用AO和TUNEL染色的结果表明96 h四氯虫酰胺诱导斑马鱼的细胞凋亡几乎集中在心脏区域,并且凋亡小点的区域面积也随着四氯虫酰胺浓度的增加而增大。 3.心脏毒性机理初探 RT-qPCR结果表明四氯虫酰胺诱导斑马鱼胚胎和稚鱼的心脏发育异常,主要引起心脏发育基因Nppa、Bmp2b、Bmp10、Gsk-3β和Lef1上调,通过Bmp信号以及Wnt/β-catenin信号通路导致斑马鱼心脏发育异常。 斑马鱼胚胎在急性和慢性浓度暴露下,RT-q PCR结果表明四氯虫酰胺会诱导促凋亡基因P53、Puma、Bax、Casp6l1和Caspas9基因的显著上调,抗凋亡基因Bcl-2下调。 综上所述,四氯虫酰胺诱导斑马鱼产生心脏毒性,原因为诱导心脏发育异常和引起心脏细胞凋亡。