新烟碱类农药氯噻啉在水培植物中的吸收、传导及代谢研究--陶燕

2021年05月28日 13:24　　浏览次数：1133

大家好，我是农药与农田环境研究室的博士后陶燕，今天和大家分享的内容是“新烟碱类农药氯噻啉在水培植物中的吸收、传导及代谢研究”。

根据农业农村部统计数据，2019年我国水稻、玉米、小麦三大粮食作物上的农药利用率为39.8%，农药施用后仅有一小部分附着在植物表面或进入植物体内，剩余大部分农药则通过漂移、降雨、淋溶等作用沉积到土壤，或进入大气及水体中，而残留在环境介质中的农药往往通过植物根系吸收、向上传导、迁移等过程，进一步在植物体内发生代谢作用，形成无毒或有毒代谢物而在植物体内储存，给农产品及生态环境安全带来潜在风险。目前我国在国家食品安全标准中大部分农药的残留定义为母体，对代谢物的研究相对匮乏，尤其针对国内自主研发的新农药，其在植物代谢方面的资料十分缺乏，亟待加强对农药的植物代谢物监测及风险评价工作。

本部分选取我国自主创制的新烟碱类药剂氯噻啉进行汇报，课题以典型设施叶类蔬菜（如生菜）、根类蔬菜（如小萝卜）、茎类蔬菜（如芹菜）为研究对象，采用水培方式，系统地研究氯噻啉在植物-水体系中的吸收、传导及代谢过程。选取根系发达、植株健壮的蔬菜进行加药试验，通过营养液中添加目标药剂的方式，然后于不同时间点分别采集营养液及植物根、茎、叶等不同部位样品，样品经真空冻干、提取净化后，超高效液相色谱-三重四级杆质谱上机检测。研究结果表明：

1.生菜处理组营养液中氯噻啉的浓度随暴露时间增长而逐渐降低，暴露16d时营养液中氯噻啉含量较初始浓度减少64.6%，表明氯噻啉被生菜根系吸收；生菜叶片中氯噻啉浓度随时间逐渐增加，表明氯噻啉经根系吸收后，进一步向叶片中传导迁移，并在叶片中相对富集；暴露16d时，氯噻啉在营养液中含量占35.4%，生菜根中含量占2.1%，茎叶中含量占16.9%，根据质量平衡原则，生菜体系中氯噻啉质量丢失比例45.5%，丢失部分即表明氯噻啉在生菜中发生了代谢，生成了代谢物；

2.小萝卜处理组营养液中氯噻啉浓度同样随时间增长逐渐降低，表明氯噻啉可被萝卜根系吸收；茎叶中氯噻啉浓度均高于根浓度，表明氯噻啉经萝卜根吸收后向叶片传导迁移，在叶片部位相对富集；暴露19d时，氯噻啉在营养液中含量占48.4%，萝卜根中含量占2.5%，茎叶中含量占8.4%，萝卜体系中氯噻啉质量丢失比例40.7%，表明氯噻啉在萝卜中发生了代谢；

3.同样地，氯噻啉可经芹菜根系吸收后，进一步向茎和叶片中传导迁移，并在叶片中相对富集；暴露19d时，氯噻啉在营养液中含量占27.2%，芹菜根中含量占1.6%，芹菜茎中含量占2.0%，芹菜叶中含量占37.3%，芹菜体系中氯噻啉质量丢失比例31.8%，表明氯噻啉在芹菜中发生了代谢；

将上述发生代谢的植物样品进飞行时间质谱检测，MetaboLynx分析软件进行代谢物鉴定。结果表明氯噻啉在蔬菜中主要发生脱硝基反应、羟基化反应及硝基还原后甲基化反应，其中在生菜叶中生成M216A、M216B、M277三种代谢物，在萝卜叶中生成M216A、M216B两种代谢物，在芹菜叶中生成M216A、M216B、M277、M243A、M243B共五种代谢物，M216A与M216B、M243A与M243B互为同分异构体。可见氯噻啉在不同蔬菜中存在着代谢差异。未来可深入开展农药在植物中的代谢转化机制研究，为农药安全使用及新农药创制等提供重要依据。

今天和大家分享的内容到此结束，感谢您的收听。

撰稿人：陶燕

审核人：赵尔成

部门：农药与农田环境研究室