四氯虫酰胺对大型溞的急性毒性和繁殖毒性.pdf

第2 2 卷第4期2023年8 月现代农药ModernAgrochemicalsVol.22No.4Aug.2023残留与环境、四氯虫酰胺对大型泽的急性毒性和繁殖毒性付瑞强，张燕宁，毛连纲，朱丽珍，蒋红云，刘新刚，张兰*（中国农业科学院植物保护研究所，植物病虫害生物学国家重点实验室，北京10 0 193)摘要：为了探究四氯虫酰胺对大型潘的毒性，本研究通过急性活动抑制和2 1d毒性试验，研究了四氯虫酰胺对大型潘的急性毒性和繁殖毒性。结果表明，四氯虫酰胺对大型潘的急性半数活动抑制浓度ECso（48 h）为1.3110 mg/L，表现为剧毒；经5个不同的浓度暴露2 1d后，5.0 0 10 mg/L和1.0010-4mg/L浓度组使大型潘的首胎时长显著缩短，各处理组均对大型潘单雌总产数、体长、平均蜕皮次数无显著影响，而2.50 10 5、5.0 0 10 mg/L和1.0 0 10 4mg/L浓度处理组显著促进大型潘的单雌平均产胎数。综上所述，四氯虫酰胺对大型潘存在潜在风险。关键词：四氯虫酰胺；大型；急性毒性；繁殖毒性中图分类号：TQ453Study on the Acute and Reproductive Toxicity of Tetrachlorantraniliprole to Daphnia magnaFU Ruiqiang,ZHANG Yanning,MAO Liangang,ZHU Lizhen,JIANG Hongyun,LIU Xingang,ZHANG Lan*(State Key Laboratory for Biology of Plant Diseases and Insect Pests,Institute of Plant Protection,Chinese Academy ofAgricultural Sciences,Beijing 100193,China)Abstract:To study the acute and reproductive toxicity of tetrachlorantraniliprole on the aquatic specials,Daphniamagna,acute immobilization test and 21 d toxicity test of tetrachlorantraniliprole to D.magna were conducted.The resultsshowed that ECso(48 h)value of tetrachlorantraniliprole for immobilization of D.magna was 1.31 X 10-mg/L,and exhibitedhighly toxicity.Afer exposure to tetrachlorantraniliprole at 5 different concentrations for 21 d,the first brood time of D.magna was shifted significantly to an earlier date in 5.00 X10-5 mg/L and 1.00 X104 mg/L groups.There were nosignificant effects on the total number of offspring per female,body length and the average eggs of D.magna affer exposedto tetrachlorantraniliprole at all tested concentrations.However,the total number of broods per female was increasedsignificantly after exposing to tetrachlorantraniliprole at the concentrations of 2.50 X10-,5.00X10-mg/L and 1.00X104mg/L.In conclusion,tetrachlorantraniliprole has potential risk to D.magna.Key words:tetrachlorantraniliprole;Daphnia magna;acute toxicity;reproductive toxicity文献标志码：Adoi:10.3969/j.issn.1671-5284.2023.04.012四氯虫酰胺（tetrachlorantraniliprole）是国内创制的一种双酰胺类杀虫剂（图1),其对水稻二化、稻纵卷叶效果优异,对蚜虫类、叶蝉类、飞虱类以及部分鞘翅目和双翅目害虫也具有较好的防效。四氯虫酰胺是以氯虫苯甲酰胺为先导化合物进行结构修饰得到，二者都属于邻甲酰氨基苯甲酰胺类化合物。通过与鱼尼汀受体结合，打开钙离子通道，使细胞内的钙离子持续释放到肌浆中3,钙离子和肌收稿日期：2 0 2 2-11-30作者简介：付瑞强（1998），男，河南安阳人，硕士研究生，研究方向为农药环境毒理学。E-mail:通信作者：张兰（197 8 一），女，辽宁葫芦岛人，博士，研究员，从事农药环境毒理研究。E-mail：l a n z h a n g i p p c a a s.c n浆中基质蛋白结合，进而引起害虫肌肉持续收缩，靶标害虫因此表现为抽搐、麻痹、拒食，最终死亡4。图1四四氯虫酰胺结构式-73-BrVHHNCI现代农药鉴于双酰胺类杀虫剂的潜在环境风险，四氯虫酰胺对环境和非靶标生物的安全性也需引起关注。有研究证明，四氯虫酰胺对天敌昆虫、家蚕、蜜蜂、水生生物存在潜在风险5;张琦等6 研究证明氯虫苯甲酰胺和四氯虫酰胺2 种双酰胺类农药对2 龄家蚕毒性均属于中毒，在应用于桑园害虫防治中该农药毒性残留相对其他农药较低，四氯虫酰胺相比氯虫苯甲酰胺对家蚕的毒性更强。且四氯虫酰胺在土壤中不易降解，在pH=7的水中中等光解,其在土壤中也较易被吸附7。大型潘(Daphnia magna)广泛分布于淡水、海水和内陆半咸水中8,其作为受试生物的优点为：对环境变化的敏感性高，繁殖周期短，容易培养，体型透明易观察等9。本文以四氯虫酰胺设计暴露浓度，进行大型泽生长、发育、繁殖等指标测试，主要包括首胎时长、初次产数、单雌总产泽数、产胎数、蜕皮次数、体长等10 ,评价四氯虫酰胺对浮游动物的毒理效应，为四氯虫酰胺使用对水生生物影响的环境风险评估提供理论依据。1材料和方法1.1试剂和仪器91.3%四氯虫酰胺原药，中国农业科学院植物保护研究所提供；99.9%四氯虫酰胺标准品，天津阿尔塔科技有限公司；乙睛（色谱纯），Fisher公司；纯净水，杭州娃哈哈集团有限公司；乙睛（分析纯），北京市通广精细化工公司；甲酸（分析纯)、氯化钠（分析纯）、无水硫酸镁（分析纯），国药集团化学试剂有限公司。万分之一天平，梅特勒-托利多仪器（上海)有限公司；人工气候箱，宁波海曙赛福仪器厂；150 mL烧杯，北京广达恒益科技有限公司（北玻博美）；体式镜OLYMPUSSZX10，广州市明美光电技术有限公司；全温度光照振荡器DHZ-DB，宁波海曙赛福仪器厂；超高效液相色谱仪Agilant1290-DAD，美国安化合物母离子(m/z)2.93四氯虫酰胺2.94注：*定量离子。1.4四氯虫酰胺标准曲线绘制用电子天平准确称取1.0 1mg四氯虫酰胺标准品，用乙腈做溶剂，配制10 0 mg/L的储备液10 mL，第2 2 卷第4期捷伦科技有限公司；三重四极杆质谱仪SCIEXTRIPLEQUAD3500，SC I EX公司；高速离心机75007211,Thermo公司。1.2试验生物大型泽，引自农业农村部农药检定所，于室内多年饲养。饲养温度为（2 2 土1）,L/D=16h/8h，每2 4h投喂一次近头状尖胞藻（Pseudokirchneriellasubcapitata)（浓度约为1.0 0 10%个/mL)。试验用泽为2 4h内的非头胎泽，来源于同一母系，且母泽保种培养期间未表现出任何受胁迫现象，例如死亡率高、出现雄泽和冬卵、头胎延迟、体色异常等。试验用泽在试验条件下别养至少3W。驯养期间，大型泽的日常培养条件如光照、温度、饲喂量等须与试验条件一致。每2 4h投喂一次近头状尖胞藻，每48 h更换曝气自来水。1.3仪器分析条件(1)液相色谱。Agilent1290 Infinity型液相色谱仪（UHPLC），SC I EXT RI PLEQ U A D 350 0 质谱仪；色谱柱:Acquity UPLC BEH Cis,2.1 mm X50mm(1.7m）；柱温箱：35；进样量：2 L；流动相洗脱：A：0.2%甲酸水，B：色谱纯乙腈。洗脱程序见表1。表1液相色谱流动相梯度洗脱参数时间/min流速/(mLmin*)0.000.31.100.32.200.33.400.33.500.35.000.3(2)质谱分析条件。电离方式：电喷雾电离(ESD，负离子；多反应监测（MRM）模式；离子源喷针电压（IS）：450 0.0 V；离子源温度（TEM：50 0.0；碰撞气（CUR)：6 8.95k Pa；气帘气（CAD)：55.16 k Pa；离子源气1（GS1）：344.7 5k Pa；离子源气2（GS2）：413.7 kPa。表2 MRM模式下四氯虫酰胺质谱分析参数保留时间/mm535.8流动相（VZ：Vo.2%甲酸水）10:9010:9090:1090:1010:9010:90子离子(m/z2)碎裂电压/V499.789.48201.9*75.28继续用乙腈分别稀释成0.30、0.50、1.0 0、3.0 0、6.0 0、10.00g/L的系列标准溶液，在1.3的条件下进行测定，以峰面积和进样浓度为纵、横坐标做图，得到四-74-碰撞能量/eV12.3415.842023年8 月氯虫酰胺标准溶液线性回归曲线。1.5水样中四氯虫酰胺检测量取10 mL水样于50 mL离心管中，加入10 mL萃取液（0.2%甲酸乙腈），在振荡机上振荡提取15min后，加入氯化钠1g，无水硫酸镁4g，摇匀后再次振荡提取5min。置于台式高速离心机以40 0 0 r/min离心5min，分液后移取8 mL上清液至10 mL离心管中，吸取适量上清液过0.2 2 m有机滤膜待测。1.6试验中暴露溶液的配制准确称取91.30%的原药10.95mg溶于50 mL水中，加入10 0 L丙酮后超声助溶，并定容至10 0 mL，得到母液浓度为10 0 mg/L的试验药液，应用于急性毒性试验和繁殖毒性试验。1.7急性毒性试验参考经济合作与发展组织（OECD）化学品测试准则2 0 2 和童丽丽等12 的方法并稍作改进。用1.6 中母液稀释为1mg/L后，配制急性毒性试验浓度依次为0、1.0 0 10 31.50 10-3、2.30 10-3、3.0 0 10-3、4.0010-3、6.0 0 10 m g/L的四氯虫酰胺溶液。其中曝气水为空白对照组，0.1%丙酮为溶剂对照组。在每个150 mL烧杯中加入供试药液7 5mL和5只幼泽（出生6 2 4h之内的非头胎泽），每处理设置4个平行试验共2 0 只小泽。急性毒性试验期间不喂食，培养条件同1.2 小节所述。分别在2 4h和48 h观察并记录大型泽的活动受抑制情况（或死亡率），并分析急性毒性结果。1.8繁殖毒性试验参考经济合作与发展组织（OECD)化学品测试准则2 1113 进行试验并稍作修改。根据1.6 中的急性毒性试验结果，参照48 h-ECso值1.3110 mg/L，分别设置1.2 510%6.2 5X10、2.50 10 5、5.0 0 105、1.0 0 10 4m g/L5个暴露浓度，设曝气水为空白对照组，同时设置0.1%的丙酮为溶剂对照，每个处理设置3个平行试验。在每个150 mL烧杯中加7 5mL试验药液，每个烧杯中饲养1只泽，每2 4h喂食一次，间隔48 h更换试验药液。试验周期为2 1d，期间培养条件同1.2 小节，每24h统计大型泽首胎时长、蜕皮次数、产小泽数、产胎数，并记录2 1d内的死亡率和单雌总产数。在试验的最后1d即第2 1d,在体式镜下测量存活大型泽的体长(含肛刺）。1.9数据处理采用胡好远等14 的方法计算种群内烹增长率；付瑞强，等：四氯虫酰胺对大型遥的急性毒性和繁殖毒性IBMSPSSStatistics19软件分析四氯虫酰胺对大型泽急性毒性和繁殖毒性数据。2结果和分析2.1设试验药液中四氯虫酰胺稳定性分析在0.310 g/L范围内，质量浓度与对应的峰面积间呈良好的线性关系，其线性回归方程为y=3705.1x十6 5.552,R-=0.9972。根据测定的质量浓度，换算得四氯虫酰胺的质量浓度(表3)。结果表明，所测定的0.50、3.0 0、6.0 0 g/L浓度处理组0 h和48 h的实测浓度与理论浓度的偏差小于2 0%。因此，本研究中大型泽急性运动抑制试验过程中可不更换药液，在繁殖毒性试验2 1d暴露过程中每48 h更换一次药液。表3四氯虫酰胺在试验水样中48 h实测浓度0h实测浓度/48h实测浓度/处理偏差/%(gL)0.50 g/L0.500.0883.00g/L2.990.0376.00 g/L6.030.018空白对照ND溶剂对照ND注：ND为未检出。2.2急性毒性在大型泽急性毒性试验中，空白对照组及溶剂对照组大型泽均活动正常，无死亡。证明此次试验选用的大型泽状态良好，试验结果可靠。其具体受抑制情况如表4所示。表4四氯虫酰胺大型泽急性毒性试验结果处理浓度/(mgL-)）受试大型泽总数/只注1.0010-3201.50X103202.30X10-3203.00X10-3204.00X103206.00X10320空白对照20溶剂对照20根据表4，以IBMSPSSStatistics19进行分析，得到四氯虫酰胺对大型泽急性毒性试验测定结果如表5，依据GB/T31270.13一2 0 14化学农药安全评价试验准则第13部分：泽类急性活动抑制试验15 中的毒性分级标准，四氯虫酰胺对大型急性毒性等级为剧毒。-75-偏差/%(gL)6.190.48 0.0282.993.030.0291.495.960.021NDND活动受抑制总数/只91114141720001.992.031.49现代农药暴露时间/h482.3繁殖毒性试验进行到2 1d时，空白对照组及溶剂对照组中大型泽存活率为8 0%，表明试验结果可靠。由表6可以看出四氯虫酰胺可影响大型的首胎时长，空白对照组与5.0 0 10 mg/L和1.0 0 10 4mg/L处理组有显著差异(p0.05)，两个浓度组使大型潘的首胎时长显著缩短；对初次产泽数来说，2.50 10-5、6.2510、1.2 510 m g/L3个处理组间差异不显著。四氯虫酰胺暴露,缩短了大型泽首胎时长，而对其初次产泽数有低浓度促进，高浓度抑制的现象。表6 四氯虫酰胺对大型泽首胎时长和初次产泽数的影响处理首胎时长/d1.25X10mg/L10.7 0.36 ab6.25 X10mg/L10.6 0.20 ab2.50X10mg/L10.7 0.13 ab5.00X10mg/L10.00.33 b1.0010*mg/L10.3 0.24 b空白对照11.3 0.30 a溶剂对照11.30.38 a注：不同小写字母表示不同处理在在0.0 5水平上差异显著。下表同。表7 为四氯虫酰胺对大型泽单雌总产泽数和平均产胎数的影响。由表中数据可以看出，各浓度处理组对单雌总产泽数无显著影响。浓度为1.2 510 5.0010-mg/L的单雌总产泽数多于对照组单雌总产泽数，但浓度达到1.0 0 10 4mg/L时，单雌总产数降低；对于单雌平均产胎数来说，四氯虫酰胺显著促进其产胎，5个浓度的处理组平均产胎数均高于两对照组，其中，2.50 10-5、5.0 0 10 mg/L和1.0 0 104mg/L处理组相比2 个对照组有显著差异。表7 四氯虫酰胺对大型泽单雌总产泽数和平均产胎数的影响处理单雌总产泽数/只单雌平均产胎数/胎1.2510mg/L27.3 1.35 a6.25 X 10 mg/L26.7 2.26 a2.5010mg/L27.21.85 a5.00X10mg/L28.3 1.97 a1.00X10*mg/L24.5 3.02 a空白对照26.7 2.04 a溶剂对照26.3 1.84 a第2 2 卷第4期表5四氯虫酰胺对大型急性毒性试验48 h测定结果回归方程相关系数y=1.80 x+5.230.97初次产泽数/只9.07 3.34 a9.25 2.96 a9.152.76 a6.502.11 b6.92 3.40 ab7.86 2.54 ab7.893.01ab3.480.17 ab3.250.18 b3.71 0.19 a3.880.20a3.75 0.13 a3.120.11b3.11 0.11 bECio(95%CD)/(mgL-)1.2510-4(1.0010-53.16X10)表8 为四氯虫酰胺对大型泽蜕皮次数和体长的影响。由表中数据可以看出，随着浓度的升高，大型潘2 1d体长无显著差异；而四氯虫酰胺对大型泽平均蜕皮次数也无显著影响。表8 四氯虫酰胺对大型泽蜕皮次数和体长的影响处理21d体长/mm1.2510mg/L4.100.12 a6.25X10mg/L3.85 0.44 a2.50X10mg/L4.020.29a5.00X10mg/L3.92 0.23 a1.00 10mg/L4.07 0.12 a空白对照4.12 0.27 a溶剂对照4.090.31 a采用胡好远等14 的方法计算种群内增长率，由表9 可看出四氯虫酰胺暴露后，其种群内烹增长率无明显变化，空白对照和溶剂对照内增长率均为0.2 4；5个药剂处理的内增长率为0.2 30.2 5，表明该试验浓度的持续暴露不会影响大型泽种群的繁衍。表9四氯虫酰胺对大型泽种群内增长率的影响处理1.25 X10mg/L6.25 X10mg/L2.50X10mg/L5.00X10mg/L1.0010*mg/L空白对照溶剂对照3结论四氯虫酰胺在土壤中的残留期比较长，移动比较活跃，所以一旦该药在环境中富集到一定浓度，就会对非靶标生物乃至其他生物产生慢性毒性1。本研究以四氯虫酰胺为供试药剂，以大型泽为评估对象，研究了该药剂对大型泽的急性毒性及繁殖毒性。急性毒性结果显示，四氯虫酰胺对大型泽ECso为1.31103mg/L,表明该药剂对大型泽急性毒性等级为剧毒。在供试药剂暴露2 1d后，评估其对大型泽的生长发育和繁殖的影响，试验数据表明，四氯虫-76-ECso(95%CD/(mgL-l)1.31 X10-3(7.5510-41.72X10-)单只平均蜕皮次数/次8.501.34 a8.421.08a8.31 0.85 a9.000.95a9.001.15 a8.791.19 a8.43 1.11 a内增长率0.25 0.012 a0.23 0.009 a0.250.018 a0.24 0.009 a0.24 0.021 a0.24 0.010 a0.24 0.014 a2023年8 月付瑞强，等：四氯虫酰胺对大型蚤的急性毒性和繁殖毒性酰胺对大型泽的繁殖存在一定毒性：5.0 0 X10-5、1.00104mg/L浓度组使大型的首胎时长显著提前，而对其初次产泽数有低浓度促进，高浓度抑制的现象。各浓度处理组对单雌总产泽数无显著影响，处理组单雌总产数稍多于空白对照组单雌总产泽数。对于平均产胎数来说，2.50 10-5、5.0 0 10-5mg/L和1.0 0 X104mg/L浓度处理组显著促进其产胎。但是其对大型的体长无显著抑制作用，随着浓度的升高，大型泽体长无显著变化。四氯虫酰胺对大型泽平均蜕皮次数也无显著影响。本研究结果表明，四氯虫酰胺对大型体长、蜕皮次数、单雌总产泽数无显著影响，对首胎时长和平均产胎数有促进作用，而对种群繁衍无不良影响。综上，四氯虫酰胺在农业生产上使用对大型泽存在潜在风险，有必要进一步进行包括生态毒理学风险评估在内的一系列试验。参考文献1董燕.四氯虫酰胺原药高效液相色谱分析.农药,2 0 18,57(11):817-819.2孙丽娜，闫晓静，芮昌辉，等.以昆虫鱼尼丁受体为靶标的化合物活性筛选方法研究进展.农药学学报,2 0 10,12(4):40 2-40 7.3 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