1、生态毒理学报Asian Journal of Ecotoxicology第 17 卷 第 6 期 2022 年 12 月Vol.17,No.6 Dec.2022 基金项目:浙江省自然科学基金资助项目(LY22B070005);国家级大学生创新创业训练计划项目(202111842011);浙江树人学院省属高校基本科研业务费专项资金项目(2020XZ012)第一作者:陈彦吉(2001),女,学士,研究方向为生态毒理学,E-mail: *通信作者(Corresponding author),E-mail:DOI:10.7524/AJE.1673-5897.20211211001陈彦吉,柳川江,宋怡彤
2、,等.杀虫剂阿维菌素、伊维菌素对斜生栅藻和大型蚤的毒性作用J.生态毒理学报,2022,17(6):434-440Chen Y J,Liu C J,Song Y T,et al.Toxic effects of avermectin and ivermectin onScenedesmus obliquusandDaphnia magnaJ.Asian Journal of Eco-toxicology,2022,17(6):434-440(in Chinese)杀虫剂阿维菌素、伊维菌素对斜生栅藻和大型蚤的毒性作用陈彦吉,柳川江,宋怡彤,林以诗,徐冬梅*浙江树人学院生物与环境工程学院,杭州 31
3、0015收稿日期:2021-12-11 录用日期:2022-03-04摘要:阿维菌素(avermectin,AVM)作为一种高效生物杀虫剂,是中国农药领域中发展最快的品种;其衍生物伊维菌素(ivermec-tin,IVM)对多种家畜、宠物体内外寄生虫以及农业节肢动物害虫都有极好的杀灭效果。AVM 类药物是高脂溶性的,进入动物体内后残留时间长且代谢很少,大部分是以原药的形式经粪尿排出而进入到环境中。其对非靶标生物的毒性效应及其生态风险值得关注。本研究以 AVM 和 IVM 为研究对象,在考察其对水环境初级生产者淡水藻类和浮游动物大型蚤急性毒性的基础上,重点探究 2 种药物对大型蚤生长繁殖等慢性毒
4、性效应。结果表明,最高暴露浓度 640 mg L-1AVM 和 IVM 对斜生栅藻生长抑制率分别为 55.73%和 41.84%;对大型蚤的 48 h 急性毒性 LC50值分别为 1.43 g L-1和 0.51 g L-1,表明 2 种药物对淡水绿藻的生长抑制作用不大,但对大型蚤均为剧毒。0.08、0.16 g L-1AVM 和 0.015 0.06 g L-1IVM 暴露 21 d 后,大型蚤体长显著降低;而大型蚤产卵数、净生殖率和内禀增长率等生殖指标对 2 种药物的响应较体长变化更为敏感。关键词:阿维菌素;伊维菌素;大型蚤;斜生栅藻;毒性文章编号:1673-5897(2022)6-434
5、-07 中图分类号:X171.5 文献标识码:AToxic Effects of Avermectin and Ivermectin on Scenedesmus obliquus andDaphnia magnaChen Yanji,Liu Chuanjiang,Song Yitong,Lin Yishi,Xu Dongmei*College of Biological and Environmental Engineering,Zhejiang Shuren University,Hangzhou 310015,ChinaReceived 11 December 2021 accepted
6、 4 March 2022Abstract:As a highly effective biological insecticide,abamectin(AVM)is the fastest developing variety in pesti-cide field in China.Its derivative ivermectin(IVM)has excellent killing effect on internal and external parasites ofdomestic animals,pets,and agricultural arthropod pests.AVM d
7、rugs are highly fat soluble and remain in animalsfor a long time with little metabolism.Most of them are discharged into the environment in the form of raw drugsthrough feces and urine.Its toxic effects on non-target organisms and ecological risks deserve attention.TakingAVM and IVM as the research
8、objects,based on the acute toxicity of the two drugs to freshwater algae andDaph-nia magna,the chronic toxicity effects of the two drugs on the growth and reproduction ofDaphnia magnawere in-第 6 期陈彦吉等:杀虫剂阿维菌素、伊维菌素对斜生栅藻和大型蚤的毒性作用435 vestigated.The results showed that the inhibition rates of AVM and IV
9、M at the highest exposure concentration of640 mg L-1were 55.73%and 41.84%,respectively.The LC50values of 48 h acute toxicity toDaphnia magnawere 1.43 g L-1and 0.51 gL-1,respectively,indicating that the two drugs had little inhibitory effect on thegrowth of fresh water green algae,but they were highl
10、y toxic toDaphnia magna.After exposure to 0.08,0.16 g L-1AVM and 0.015 0.06 g L-1IVM for 21 d,the body length ofDaphnia magnawas significantly reduced af-ter.The response of reproductive indexes,such as spawning number,net reproductive rate and intrinsic growth rate,to the two drugs was more sensiti
11、ve than the change of body length.Keywords:avermectin;ivermectin;Daphnia magna;Scenedesmus obliquus;toxicity 阿维菌素(avermectin,AVM)是一类具有杀菌、杀虫、杀螨、杀线虫活性的十六元大环内酯化合物。作为甲胺磷等高毒农药的替代品,AVM 由于具有杀虫范围广、效果明显持久且相对安全可靠等优点,顺应了现代农业对农药的要求,在世界范围内被广泛应用1-2。其衍生物伊维菌素(ivermectin,IVM)对寄生虫特别是线虫和节肢动物均有较好的防治效果,被广泛应用于农业、畜牧业、医药行业
12、和水产养殖中的害虫防治剂3。AVM 和 IVM 是高脂溶性的,不论以何种途径给药,进入动物体内后残留时间长且代谢很少,大部分是以原药的形式经粪尿排出体外4。因此,该类药物除在农业生产和畜禽水产养殖过程中通过直接喷洒进入环境外,还可能随畜禽类生物的代谢物进入水体环境5-6,其对非靶标生物的毒性效应及其生态风险值得关注。该类药物还可能通过诱导 DNA 损伤和 AMPK/mTOR 信号通路介导的自噬产生遗传毒性和细胞毒性,从而对人类健康构成潜在风险7。大型蚤(Daphnia magna)为甲壳纲的枝角类浮游动物,广泛分布于淡水水域。它以水环境初级生产者淡水绿藻类为食,同时又是鱼和无脊椎捕食动物的天然
13、饵料,是水生态系统中物质循环和能量流动的重要环节8。作为静水生态系统的关键属,大型蚤不仅具有重要的生态意义,而且具有生殖周期短、繁殖迅速、对水体中有害污染物敏感等特点,在水生生态毒理学和环境风险评估中得到了广泛的应用9-10。本研究以水生态初级生产者淡水绿藻和浮游动物大型蚤为模式生物,在考察 AVM 和 IVM 对斜生栅藻和大型蚤急性毒性的基础上,探讨 2 种杀虫剂对大型蚤生长繁殖等的影响,为评价 AVM、IVM 对水生态环境的影响及可能的健康风险提供科学依据。1 材料与方法(Materials and methods)斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)购自中国科学院水生生物
14、研究所,以水生 4 号(HB-IV)培养基、人工气候箱中驯养 1 个月后进行试验。大型蚤购自武汉科乐多生物科技有限公司,选用 OECD M4培养基作为培养液,实验室培养 4 代后,以出生 6 24 h的同批幼蚤进行毒性试验。AVM 和 IVM 原药购自湖北猫尔沃生物医药有限公司,试验所用其余试剂均为分析纯(纯度均为 99%),实验用水为超纯水。将处于对数生长期的斜生栅藻接种到 150 mL锥形瓶中,实验初始藻细胞密度约 7.0 105个mL-1,总体积100 mL。设置 AVM 和 IVM 的试验浓度梯度均为 0、20、40、80、160、320 和 640 mgL-1。每个试验浓度组设 3
15、次重复,试验期间保持光暗比12 h 12 h,光照强度4 500 5 000 lx,培养温度(241)11。药物暴露 96 h 后用血球计数法计量细胞数量,计算 AVM 和 IVM 对藻细胞的生长抑制率。大型蚤急性毒性试验按照 ISO 63412012 标准试验方法进行12。试验容器为 50 mL 烧杯,盛 40 mL试验溶液,每个烧杯中放 5 只幼蚤,AVM 和 IVM 的大型蚤暴露浓度均设置为 0、0.1、0.4、1.6、6.4 和 25.6g L-1,水温 20 22 C,光照周期为 16 h 光照8 h黑暗,试验期间不喂食,每个浓度 4 组平行,连续暴露 48 h 后,记录大型蚤的死亡
16、情况,计算 AVM 和IVM 对大型蚤半数致死浓度(LC50)值。根据急性毒性试验求得的 2 种药物对大型蚤 LC50值,慢性试验的 AVM、IVM 浓度设置分别为 0、0.01、0.02、0.04、0.08、0.16 g L-1和 0.0038、0.0075、0.015、0.03、0.06g L-1,慢性毒性试验参照杨晓凡等13的方法。每个烧杯中放 1 只幼蚤,每浓度设置 10 个平行,染毒过程中保证蚤类的生活环境适宜和食物充足,并且每天定时观察、记录和分离幼蚤,每 3 d 更换一次培养液,其余条件与急性毒性试验相同。利用 Origin 8.0 软件进行斜生栅藻急性毒性剂量效应曲线的拟合,利用 SPSS 17.0 软件计算 AVM和 IVM 对大型蚤的 LC50值及 95%置信区间;通过436 生态毒理学报第 17 卷Duncan 法进行组间差异显著性分析,数据结果采用meansSD 的方法。2 结果与讨论(Results and discussion)2.1 AVM 和 IVM 对斜生栅藻的毒性作用利用非线性最小二乘拟合(NLSF)模块下的DoseResp 模型对斜生栅藻 96 h
