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農(nóng)藥對(duì)蜜蜂的影響及毒理學(xué)機(jī)制研究進(jìn)展

2022-10-25 08:47齊素貞薛曉鋒邱立紅
關(guān)鍵詞:吡蟲啉煙堿菊酯

張 偉, 齊素貞, 薛曉鋒, 邱立紅*,

(1. 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 理學(xué)院 應(yīng)用化學(xué)系,北京 100193;2. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 蜜蜂研究所,北京 100093)

農(nóng)藥是重要的生產(chǎn)資料,在農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)的病蟲草等有害生物防治中發(fā)揮著重要作用。農(nóng)藥的使用不僅提高了蔬菜、水果和糧食的產(chǎn)量和品質(zhì),還解放了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力[1]。然而農(nóng)藥的廣泛及不合理使用會(huì)導(dǎo)致農(nóng)藥殘留加重,對(duì)生態(tài)環(huán)境中的非靶標(biāo)生物產(chǎn)生不利影響。

非靶標(biāo)昆蟲蜜蜂是世界范圍內(nèi)最具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的授粉者[2],其種類包括已被人類馴化管理的,如意大利蜜蜂Apis mellifera、中華蜜蜂Apis cerana、熊蜂Bombus terrestris和大多數(shù)獨(dú)居蜂,此外還有大量野生蜜蜂。不同種蜜蜂具有不同的生物學(xué)特性,如意大利蜜蜂等群居蜂以群體為單位組成蜂群,一個(gè)蜂群包含一只蜂王、幾百只雄蜂和數(shù)萬(wàn)只不育的工蜂,它們之間分工合作,完成筑巢、哺育后代和覓食工作[3];獨(dú)居蜂則由雌蜂獨(dú)自筑巢哺育后代[4]。各生物之間相互協(xié)調(diào)、相互作用構(gòu)成的生態(tài)系統(tǒng)是人類社會(huì)賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ),蜜蜂在維持植物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性方面發(fā)揮著重要作用[5-6]。蜜蜂的異花授粉可為植物提供比自花授粉更大的后代遺傳變異,由此使得植物有更多機(jī)會(huì)產(chǎn)生新的品種,從而更能夠適應(yīng)新的環(huán)境并占據(jù)不同的生態(tài)位[7]。同時(shí)蜜蜂與人類也有著密切的聯(lián)系,可為人類提供蜂蜜、蜂王漿、蜂花粉和蜂膠等一系列綠色健康食品,是養(yǎng)蜂業(yè)收入的主要來(lái)源。

2006 年,美國(guó)養(yǎng)蜂人觀察到蜜蜂離奇地從蜂箱中消失,而且出現(xiàn)了較高的死亡率,有學(xué)者將這種現(xiàn)象稱為蜂群崩潰綜合征 (colony collapse disorder, CCD),其主要癥狀是蜂箱中的成年工蜂短時(shí)間內(nèi)突然在巢外消失,蜂箱中只留有一只活的蜂王、卵和未成年的工蜂,以及大量蜜粉殘留于巢脾內(nèi),但沒(méi)有明顯的寄生螨和微生物引起的疾病[8]。CCD 現(xiàn)象產(chǎn)生的原因及后果引起了媒體和科學(xué)家的強(qiáng)烈關(guān)注。研究表明,導(dǎo)致蜂群數(shù)量下降的因素有很多 (圖1),包括棲息地喪失、全球氣候變化、病原體、寄生蟲、殺蟲劑作用和外來(lái)物種影響等[9]。在2007 年之后,美國(guó)一個(gè)蜂業(yè)信息機(jī)構(gòu)(the bee informed partnership,http://beeinformed.org)發(fā)起了年度養(yǎng)蜂人調(diào)查,結(jié)果顯示,殺蟲劑被認(rèn)為是造成蜜蜂數(shù)量下降的重要原因之一[10]。蜜蜂在野外接觸農(nóng)藥的方式主要有兩種:一是直接接觸漂浮在空中的農(nóng)藥液滴;二是間接接觸,即通過(guò)采集含有農(nóng)藥殘留的花粉、花蜜而接觸農(nóng)藥(圖1)。沾染了農(nóng)藥的蜜蜂,或者蜜蜂將含有農(nóng)藥殘留的花粉、花蜜帶回蜂巢,都將會(huì)污染整個(gè)蜂巢,將含有農(nóng)藥殘留的花粉、花蜜作為食物喂食幼蟲或其他成年蜂時(shí)亦會(huì)造成二次傷害,從而影響整個(gè)蜂群的健康[11-14]。蜜蜂數(shù)量的下降不僅嚴(yán)重影響著作物授粉效率,還影響蜂產(chǎn)品的產(chǎn)量和品質(zhì)[10, 15]。

圖1 多種因素對(duì)蜜蜂的影響 (引自Vanbergen[18] 并略作改進(jìn))Fig. 1 Effect of multiple factors on bees (from Vanbergen[18] with minor modification)

農(nóng)藥使用不當(dāng)會(huì)對(duì)蜜蜂產(chǎn)生負(fù)面影響,尤其是新煙堿類 (neonicotinoids) 殺蟲劑的影響更為突出。鑒于此,多個(gè)國(guó)家和組織對(duì)部分新煙堿類殺蟲劑的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了再評(píng)價(jià)或限制使用甚至禁用[16-17]。為了解農(nóng)藥對(duì)蜜蜂的潛在影響,闡明其內(nèi)在作用機(jī)制,很多學(xué)者從不同層面研究了農(nóng)藥對(duì)蜜蜂的毒性效應(yīng),相關(guān)結(jié)果將有助于決策者制定嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹贫然虿呗裕越档娃r(nóng)藥對(duì)蜜蜂的影響,維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。本文主要從農(nóng)藥對(duì)蜜蜂的急性毒性、農(nóng)藥單用或聯(lián)合作用對(duì)蜜蜂的影響,以及新煙堿類殺蟲劑與蜜蜂煙堿型乙酰膽堿受體的相互作用、農(nóng)藥對(duì)蜜蜂毒性差異的機(jī)理、農(nóng)藥對(duì)蜜蜂解毒相關(guān)酶活性及其他生理生化指標(biāo)的影響、植物化學(xué)物質(zhì)在調(diào)控蜜蜂對(duì)農(nóng)藥的耐受性中的作用等方面進(jìn)行綜述,并展望了未來(lái)的研究工作,希望能夠?yàn)閷で筠r(nóng)藥使用與蜜蜂保護(hù)之間的平衡提供參考。

1 農(nóng)藥對(duì)蜜蜂的影響

1.1 農(nóng)藥對(duì)蜜蜂的急性毒性

農(nóng)藥對(duì)蜜蜂的急性毒性通常在室內(nèi)測(cè)定得到,包括急性經(jīng)口和急性接觸毒性。趙帥等[19]曾測(cè)定了300 種農(nóng)藥制劑對(duì)蜜蜂的急性經(jīng)口毒性,發(fā)現(xiàn)毒性等級(jí)為劇毒、高毒、中毒及低毒的農(nóng)藥制劑分別占總測(cè)定藥劑量的14.7%、35.6%、10.7%和39%,表明不同農(nóng)藥對(duì)蜜蜂的毒性存在差異,其中劇毒和高毒的農(nóng)藥產(chǎn)品以殺蟲劑為主,殺菌劑和除草劑對(duì)蜜蜂的毒性相對(duì)較低[19]。其他研究亦表明,除個(gè)別品種如百草枯[20-21]外,絕大多數(shù)除草劑對(duì)蜜蜂為低毒[22]。大多數(shù)殺菌劑對(duì)蜜蜂的急性毒性亦為低毒[22-23]。

就殺蟲劑而言,不同種類農(nóng)藥對(duì)蜜蜂的毒性差異較大[24-30](表1)。眾所周知,大多數(shù)新煙堿類殺蟲劑如吡蟲啉對(duì)意大利蜜蜂高毒;除此之外,有機(jī)磷類(organophosphorus) 和氨基甲酸酯類(carbamates) 殺蟲劑對(duì)意大利蜜蜂毒性差異較大,急性接觸毒性LD50值為0.018~31.2 μg/bee,其中蠅毒磷對(duì)意大利蜜蜂低毒 (LD50= 31.2 μg/bee),被用于防治危害蜜蜂的狄斯瓦螨Varroa destructor[22];樂(lè)果對(duì)苜蓿切葉蜂Megachile rotundata、毒死蜱對(duì)熊蜂均為高毒。大多數(shù)擬除蟲菊酯類(pyrethroids)藥劑對(duì)蜜蜂高毒,如溴氰菊酯(deltamethrin)對(duì)熊蜂、高效氟氯氰菊酯 (beta-cyfluthrin) 對(duì)紅梅森蜂Osmia bicornis均為高毒,但是氟胺氰菊酯 (taufluvalinate) 對(duì)蜜蜂低毒,亦被蜂農(nóng)用來(lái)防治瓦螨[22]。其他種類殺蟲劑,如章魚胺受體 (octopamine receptor agonists) 激動(dòng)劑雙甲脒(amitraz)[22]、魚尼丁受體激動(dòng)劑 (ryanodine receptor agonists) 氯蟲苯甲酰胺 (chlorantraniliprole) 均對(duì)意大利蜜蜂低毒,但是γ-氨基丁酸門控氯離子通道激動(dòng)劑 (GABA-gated Cl-channel agonists) 氟蟲腈 (fipronil) 對(duì)中華蜜蜂高毒 (表1)。此外,同一種農(nóng)藥對(duì)不同種蜜蜂或相同作用機(jī)理不同品種農(nóng)藥對(duì)同種蜜蜂的毒性亦存在差異。例如:中華蜜蜂對(duì)吡蟲啉 (imidacloprid)最敏感[27],其次是苜蓿切葉蜂[28]、意大利蜜蜂[24]、紅梅森蜂[26]和熊蜂[30],而紅梅森蜂對(duì)噻蟲啉(thiacloprid) 的敏感性反而高于意大利蜜蜂[24,26];不同新煙堿類殺蟲劑對(duì)同種蜜蜂的毒性不同,比如吡蟲啉和噻蟲啉對(duì)意大利蜜蜂的毒性即存在顯著差異[24],紅梅森蜂對(duì)吡蟲啉和噻蟲啉的敏感性也不相同[26](表1)。曾有研究人員整理了蜜蜂對(duì)包括新煙堿類殺蟲劑在內(nèi)不同作用機(jī)理的62 種殺蟲劑的敏感性,結(jié)果表明,意大利蜜蜂可能對(duì)個(gè)別殺蟲劑較為敏感,但卻不是對(duì)殺蟲劑最敏感的蜂種[31]。

表1 不同殺蟲劑對(duì)蜜蜂的急性接觸毒性Table 1 Acute contact toxicity of different insecticides to honeybees

1.2 農(nóng)藥對(duì)蜜蜂發(fā)育及行為的影響

農(nóng)藥對(duì)蜜蜂的毒性與暴露劑量密切相關(guān)。雖然環(huán)境中的殘留或低劑量的漂移接觸不一定會(huì)造成蜜蜂的直接死亡,但所誘發(fā)的亞致死效應(yīng)仍不容忽視。接觸亞致死劑量農(nóng)藥的蜜蜂返回蜂巢,可能會(huì)使整個(gè)蜂群暴露在風(fēng)險(xiǎn)中,從而影響蜜蜂的生長(zhǎng)發(fā)育、運(yùn)動(dòng)、覓食、學(xué)習(xí)記憶以及壽命的長(zhǎng)短。

研究表明,氟胺氰菊酯的含量超過(guò)0.5mg/kg時(shí)會(huì)影響意大利蜜蜂蜂王的培育質(zhì)量[32];而亞致死劑量的氟氯苯菊酯(flumethrin)能顯著降低意大利蜜蜂幼蟲化蛹和羽化率[33]。分別用含有毒死蜱乳油和氯氰菊酯(cypermethrin)乳油的花粉 (有效成分含量7 ng/g) 喂食紅梅森蜂幼蟲,18 d 后與對(duì)照組相比,兩種藥劑均能顯著降低紅梅森蜂幼蟲的體重[34]。亞致死劑量的多菌靈雖然不會(huì)導(dǎo)致蜜蜂死亡,但是會(huì)抑制蜜蜂幼蟲的發(fā)育[35]。長(zhǎng)期接觸100 μg/L 吡蟲啉后,蜜蜂的壽命比對(duì)照組縮短10.81 d[36]。在垂直裝置 (vertical arena) 的趨光性試驗(yàn)中,攝入亞致死劑量的噻蟲嗪60 min 后,蜜蜂運(yùn)動(dòng)功能受損,其向頂部光源爬行能力下降[37]。

蜜蜂的覓食活動(dòng)需要其對(duì)來(lái)回路徑以及花的顏色、形狀、氣味進(jìn)行記憶,所以學(xué)習(xí)記憶能力對(duì)蜜蜂尤為重要[38]。采用經(jīng)典的獎(jiǎng)勵(lì)學(xué)習(xí)訓(xùn)練方法[39],蔚添添[40]研究發(fā)現(xiàn),20 μg/L 的吡蟲啉會(huì)極顯著地使蜜蜂第2 和第3 次的喙伸反應(yīng)率降低,表明吡蟲啉脅迫后蜜蜂的學(xué)習(xí)能力下降。Tan 等[41]發(fā)現(xiàn),中華蜜蜂攝入0.1 ng/bee 的吡蟲啉后,其嗅覺(jué)學(xué)習(xí)能力比對(duì)照組低1.6 倍,記憶能力也顯著低于對(duì)照組;暴露于0.24 ng/bee 吡蟲啉的蜜蜂,其幼蟲成年后學(xué)習(xí)能力也受到損害,比對(duì)照組降低4.8 倍。尹令虹等[42]的研究表明,1.0 mg/L 的噻蟲啉會(huì)降低蜜蜂出房后的學(xué)習(xí)效率和短時(shí)間記憶。此外,氟蟲腈、溴氰菊酯、硫丹(endosulfan)和咪鮮胺(prochloraz) 也可降低蜜蜂的學(xué)習(xí)能力[43]。Artz 等[44]發(fā)現(xiàn),異菌脲(iprodione)、吡唑醚菌酯(pyraclostrobine) · 啶酰菌胺復(fù)合物可破壞苜蓿切葉蜂的巢穴識(shí)別能力,后者還可壞藍(lán)色果園蜜蜂Osmia lignaria(blue orchard bees) 的巢穴識(shí)別能力。

綜上所述,亞致死劑量的農(nóng)藥會(huì)對(duì)蜜蜂的生長(zhǎng)發(fā)育、壽命及行為等產(chǎn)生不良影響。

1.3 農(nóng)藥聯(lián)合作用對(duì)蜜蜂的影響

為了提高防效、擴(kuò)大防治譜以及延緩有害生物抗性的發(fā)展,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常輪換或復(fù)配使用不同作用機(jī)理或無(wú)交互抗性的農(nóng)藥來(lái)控制有害生物,導(dǎo)致蜜蜂在覓食時(shí)可能會(huì)同時(shí)受到多種農(nóng)藥的影響,因此明確農(nóng)藥聯(lián)合作用對(duì)蜜蜂的影響具有重要價(jià)值[45-46]。

生物體暴露于一種以上的應(yīng)激源之后,其結(jié)果可能存在以下幾種情況:1) 拮抗效應(yīng),即兩個(gè)應(yīng)激源聯(lián)合作用的效果小于各自單獨(dú)作用后加在一起的效果;2) 相加效應(yīng),兩個(gè)應(yīng)激源聯(lián)合作用的效果等于各自作用后加在一起的效果;3) 協(xié)同效應(yīng),兩個(gè)應(yīng)激源聯(lián)合作用的效果大于各自單獨(dú)作用后加在一起的效果[47-52]。有研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)蜜蜂在田間實(shí)際水平下暴露于多種農(nóng)藥時(shí),農(nóng)藥之間存在著協(xié)同效應(yīng)[53]。如新煙堿類、有機(jī)磷類和擬除蟲菊酯類農(nóng)藥復(fù)配即表現(xiàn)為協(xié)同效應(yīng)。張艷峰等[54]的研究表明,30%噻蟲胺懸浮劑、10%高效氯氟氰菊酯 (lambda-cyhalothrin) 懸浮劑對(duì)意大利蜜蜂的急性接觸毒性均為高毒,但二者復(fù)配后的10%高效氯氟氰菊酯 · 噻蟲胺懸浮劑對(duì)意大利蜜蜂的急性接觸毒性則為劇毒。Paik 等[55]發(fā)現(xiàn),啶蟲脒和蠅毒磷(coumaphos)的二元混合物對(duì)蜜蜂的毒性也表現(xiàn)出協(xié)同效應(yīng)。此外,乙酰甲胺磷(acephate)和高效氯氟氰菊酯、聯(lián)苯菊酯(bifenthrin)混配后對(duì)蜜蜂的毒性均表現(xiàn)出協(xié)同效應(yīng);乙酰甲胺磷與吡蟲啉混配后毒性表現(xiàn)為相加效應(yīng);毒死蜱分別與聯(lián)苯菊酯、氯氟氰菊酯(cyhalothrin)、zeta-氯氰菊酯(zeta-cypermethrin) 和氯菊酯混配,也均表現(xiàn)出協(xié)同效應(yīng)[56-57]。甾醇抑制劑類 (sterol biosynthesisinhibiting)殺菌劑本身對(duì)蜜蜂的毒性較低,75%戊唑 · 嘧菌酯 (tebuconazole + azoxystrobin) 可溶性粉劑對(duì)意大利蜜蜂的急性經(jīng)口48 h-LD50值為65.9 μg/bee,其對(duì)蜜蜂的接觸毒性48 h-LD50> 105 μg/bee[23],但是當(dāng)該類殺菌劑與殺蟲劑混配以后,則可能會(huì)增強(qiáng)殺蟲劑對(duì)蜜蜂的毒性[20],如四氟醚唑 (tetraconazole)分別與氰戊菊酯 (fenvalerate) 和吡蟲啉混配后均表現(xiàn)出協(xié)同效應(yīng),其中與吡蟲啉的混配使蜜蜂死亡率顯著增加20%[56-57];將殺菌劑腈苯唑 (fenbuconazole)分別與啶蟲脒和吡蟲啉復(fù)配使用時(shí),會(huì)顯著增強(qiáng)兩種新煙堿類殺蟲劑對(duì)意大利蜜蜂和日本角面蜜蜂Osmia cornifrons的毒性[58]。此外,加拿大玉米種植區(qū)的蜜蜂在夏季大部分時(shí)間都會(huì)暴露于毒理學(xué)水平顯著的新煙堿類殺蟲劑中,Tsvetkov 等[59]通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)暴露試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),噻蟲胺和噻蟲嗪分別與對(duì)蜜蜂低毒的啶酰菌胺 (boscalid) 混合使用后,混劑對(duì)蜜蜂的LD50值顯著低于分別單獨(dú)使用時(shí)的LD50值,毒性明顯增加。由此可見(jiàn),一些農(nóng)藥的聯(lián)合使用可能會(huì)對(duì)蜜蜂的生存產(chǎn)生更為明顯的負(fù)面影響。

2 農(nóng)藥對(duì)蜜蜂的毒理學(xué)機(jī)制研究進(jìn)展

2.1 新煙堿類殺蟲劑與蜜蜂靶標(biāo)受體的相互作用研究

在昆蟲的神經(jīng)系統(tǒng)中,乙酰膽堿 (acetylcholine,ACh) 廣泛分布于腦中,參與學(xué)習(xí)記憶、運(yùn)動(dòng)、呼吸、循環(huán)、消化以及體溫調(diào)節(jié)等多種重要的生命活動(dòng),是一種十分重要的神經(jīng)遞質(zhì)[60-61]。乙酰膽堿受體 (AChR) 是ACh 的特異性受體,接受ACh 刺激后引起神經(jīng)突觸后膜產(chǎn)生興奮電位、進(jìn)行信號(hào)傳遞[62]。乙酰膽堿受體分為兩種類型:一種是被煙堿 (nicotinic) 激活的煙堿型乙酰膽堿受體 (nAChR),另一種是可被蕈毒堿 (muscarinic) 激活的蕈毒堿型乙酰膽堿受體 (mAChR),現(xiàn)有新煙堿類殺蟲劑主要作用于昆蟲的nAChR[63-64]。

通過(guò)昆蟲全基因組測(cè)序發(fā)現(xiàn),意大利蜜蜂nAChR 基因有9 個(gè)α-亞基(Amelα1~9)和2 個(gè)β-亞基 (Amelβ1~2)[65]。了解新煙堿類殺蟲劑在傳粉媒介中的作用靶標(biāo)至關(guān)重要,然而實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的主要困難是靶標(biāo)受體難以成功表達(dá)[66]。雖然昆蟲nAChR 的異源表達(dá)比較困難,但是其α-亞基在與某些脊椎動(dòng)物非α-亞基共表達(dá)時(shí)會(huì)形成穩(wěn)健的nAChR,該發(fā)現(xiàn)已被用于研究新煙堿類殺蟲劑的作用模式[67-68]。

因軟體動(dòng)物神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞 (molluscan glial cells) 分泌的乙酰膽堿結(jié)合蛋白 (acetylcholinebinding protein,AChBP) 具有與昆蟲nAChR 細(xì)胞外部分相同的結(jié)構(gòu),故其晶體結(jié)構(gòu)可用于描述nAChR 與配體之間的相互作用。Chen 等[69]基于Ac-AChBP 和吡蟲啉的3D 結(jié)構(gòu)模板 (ID:3C79),借助全長(zhǎng)編碼序列,建立了意大利蜜蜂 nAChR 的推定模型Amelα8/ratβ2。Xu 等[70]借助Amelα8/ratβ2 模型,進(jìn)一步研究了蜜蜂與新煙堿類殺蟲劑的相互作用機(jī)制,發(fā)現(xiàn)氟吡呋喃酮的一個(gè)電負(fù)性基團(tuán)結(jié)合了一個(gè)選擇性的α-亞基,而吡蟲啉則結(jié)合在非選擇性的β-亞基,這可能是蜜蜂對(duì)這兩種殺蟲劑敏感性不同的原因之一。然而AChBP 畢竟只是nAChR 的結(jié)構(gòu)替代物,不是新煙堿類殺蟲劑的作用靶標(biāo),因此關(guān)于蜜蜂nAChR 的晶體結(jié)構(gòu)仍有待進(jìn)一步研究。日本近畿大學(xué)松田一彥教授研究團(tuán)隊(duì)[66]突破了昆蟲nAChRs 異源表達(dá)的難題,他們的研究表明,硫氧還蛋白 (thioredoxin) 是昆蟲煙堿型乙酰膽堿受體穩(wěn)定表達(dá)的關(guān)鍵,并在非洲爪蟾Xenopus laevis卵母細(xì)胞中表達(dá)了果蠅Drosophilid、蜜蜂及熊蜂的nAChRs;此研究也使得新煙堿類化合物的分子靶點(diǎn)作用特性得以確定,有助于理解其對(duì)授粉昆蟲的毒性作用機(jī)制。

2.2 殺蟲劑對(duì)蜜蜂毒性差異機(jī)理研究

蜜蜂體內(nèi)存在多種解毒代謝酶系,主要包括谷胱甘肽硫轉(zhuǎn)移酶 (glutathione-S-transferases,GSTs)、細(xì)胞色素P450 單加氧酶(cytochrome P450 monooxygenases,P450s)和羧酸酯酶(carboxylesterases,CarEs) 等,它們共同構(gòu)成蜜蜂的解毒防御體系[71]。外源物質(zhì)解毒過(guò)程主要包括將脂溶性物質(zhì)轉(zhuǎn)化為水溶性、可排泄的代謝物等階段。P450s 和CarEs 主要在初級(jí)代謝 (phase I) 中發(fā)揮作用,通過(guò)改變毒素結(jié)構(gòu),使其無(wú)法與親脂性靶標(biāo)位點(diǎn)相互作用;GSTs 是主要的次級(jí)代謝 (phase II)酶,通過(guò)與谷胱甘肽 (GSH) 結(jié)合而參與外源物質(zhì)的解毒;在III 相代謝 (phase III) 中,則由ATP 結(jié)合盒轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白 (ATP-binding cassette,ABC) 將次級(jí)代謝產(chǎn)物轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞外以進(jìn)行排泄[72]。了解蜜蜂接觸和轉(zhuǎn)化毒素的分子基礎(chǔ),對(duì)于保護(hù)蜂群健康至關(guān)重要[73]。

昆蟲P450 基因分為CYP2、CYP3、CYP4 和線粒體P450 四大分支,其中CYP3 分支中的基因數(shù)量最多,在蜜蜂體內(nèi),CYP3 分支共有CYP6、CYP9 和CYP336 家族基因[74-75](表2),其中CYP6家族基因數(shù)量最多,其次是CYP9 家族。已有相當(dāng)多的證據(jù)表明,CYP6 和CYP9 家族的基因大多與藥物代謝和對(duì)殺蟲劑的抗性有關(guān)[75]。

表2 蜜蜂CYP3 分支的P450 基因種類及數(shù)量 (引自Haas 等[74])Table 2 P450s of CYP3 clan in bee species (from Hass et al [74])

蜜蜂對(duì)農(nóng)藥的敏感性不同,很大一部分原因與其解毒酶系統(tǒng)將農(nóng)藥轉(zhuǎn)化為毒性較小化合物的能力不同有關(guān)。CYP9Q 亞家族的細(xì)胞色素P450酶在蜜蜂和熊蜂代謝新煙堿類化合物時(shí)發(fā)揮了重要作用,如熊蜂CYP9Q4 和CYP9Q6 能代謝噻蟲啉和啶蟲脒[76],意大利蜜蜂CYP9Q3 能代謝噻蟲啉和啶蟲脒[77];同時(shí)其在擬除蟲菊酯類和有機(jī)磷類殺蟲劑的解毒代謝方面也具有重要的作用,如Mao 等[78]在異源表達(dá)及體外代謝試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),CYP9Q1、CYP9Q2 和CYP9Q3 能將氟胺氰菊酯代謝成更易于被羧酸酯酶裂解的化合物,同時(shí)還能代謝蠅毒磷。紅梅森蜂體內(nèi)雖然缺乏CYP9Q 亞家族,但系統(tǒng)發(fā)育分析顯示,該蜂CYP9BU 亞家族與蜜蜂科CYP9Q 亞家族關(guān)系最近,并且體外代謝試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),CYP9BU1 和CYP9BU2 能代謝噻蟲啉[79]。

Manjon 等[77]通過(guò)放射性配體結(jié)合及P450s 重組表達(dá)等試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),意大利蜜蜂、熊蜂對(duì)新煙堿化合物N-硝基胍類吡蟲啉和N-氰基脒類噻蟲啉的敏感性差異不是因?yàn)樗鼈儗?duì)受體親和力的差異,而是由于P450s 的代謝差異,意大利蜜蜂CYP9Q3能高效地代謝噻蟲啉而對(duì)吡蟲啉幾乎沒(méi)有活性,熊蜂CYP9Q4 也能高效地代謝噻蟲啉。噻蟲啉和氟吡呋喃酮 (flupyradifurone) 對(duì)苜蓿切葉蜂的毒性高于意大利蜜蜂和熊蜂,在急性接觸毒性試驗(yàn)中,發(fā)現(xiàn)苜蓿切葉蜂對(duì)噻蟲啉敏感性是意大利蜜蜂、熊蜂的2 500 多倍,對(duì)氟吡呋喃酮的敏感性是意大利蜜蜂和熊蜂的170 倍;基因組學(xué)研究發(fā)現(xiàn),苜蓿切葉蜂對(duì)噻蟲啉和氟吡呋喃酮敏感是因?yàn)槠潴w內(nèi)缺乏CYP9 家族基因,不能編碼相應(yīng)的P450 而缺乏解毒能力,從而使噻蟲啉和氟吡呋喃酮不能被代謝,所以這兩種藥劑對(duì)苜蓿切葉蜂高毒[29]。研究者通過(guò)受體結(jié)合和表皮穿透試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),紅梅森蜂對(duì)N-硝基胍類和N-氰基脒類新煙堿化合物的敏感性存在差異,其原因不是nAChR 親和力和表皮穿透力的不同,通過(guò)在昆蟲細(xì)胞系中與家蠅Musca domesticaL. 細(xì)胞色素P450 還原酶(cytochrome P450 reductase, CPR) 共表達(dá),發(fā)現(xiàn)紅梅森蜂CYP9BU1、CYP9BU2 代謝N-氰基脒類化合物噻蟲啉的效率顯著高于N-硝基胍吡蟲啉;此外,表達(dá)CYP9BU1黑腹果蠅轉(zhuǎn)基因品系對(duì)噻蟲啉表現(xiàn)出顯著的抗性,進(jìn)一步證明CYP9BU亞家族介導(dǎo)紅梅森蜂對(duì)噻蟲啉的耐受性,所以P450 代謝差異導(dǎo)致紅梅森蜂對(duì)吡蟲啉和噻蟲啉的敏感性不同[79]。Zhang 等[80]的研究表明,N-硝基胍類呋蟲胺 (dinotefuran) 和N-氰基脒類啶蟲脒 (acetamiprid)對(duì)蜜蜂的毒性差異不是因?yàn)樗鼈儗?duì)蜜蜂生物屏障的穿透程度不同,而是因?yàn)樗鼈兊拇x速率不同,啶蟲脒在蜜蜂體內(nèi)的代謝速率比呋蟲胺快。噻蟲胺、噻蟲啉對(duì)意大利蜜蜂分別為高毒和低毒[24]。但是松田一彥研究團(tuán)隊(duì)[66]用非洲爪蟾卵母細(xì)胞進(jìn)行電壓鉗電生理學(xué)試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)當(dāng)噻蟲胺與噻蟲啉濃度低至10 pmol/L 時(shí)即可影響意大利蜜蜂與熊蜂的nAChRs,表明靶標(biāo)親和力不是毒性差異的原因。有研究發(fā)現(xiàn),噻蟲啉在意大利蜜蜂與熊蜂體內(nèi)代謝速率較吡蟲啉快[77],而噻蟲胺未被證實(shí)具有如此快的代謝速率,所以解毒代謝是噻蟲胺與噻蟲啉對(duì)蜜蜂毒性差異的原因。松田一彥等[66]認(rèn)為,噻蟲啉在合理使用的情況下不會(huì)對(duì)授粉昆蟲產(chǎn)生不利影響,但噻蟲胺阻斷ACh 與nAChRs 反應(yīng)的濃度遠(yuǎn)低于其田間暴露濃度,所以推測(cè)其可能對(duì)授粉昆蟲有風(fēng)險(xiǎn)。

蜜蜂對(duì)化學(xué)農(nóng)藥敏感性差異的原因除了解毒代謝差異以外,還有一部分原因是靶標(biāo)受體及表皮穿透速率的差異。Guo 等[81]研究發(fā)現(xiàn),靶標(biāo)不敏感性是雙甲脒對(duì)蜜蜂低毒的原因;而氟胺氰菊酯(tau-fluvalinate)和其他擬除蟲菊酯類藥劑對(duì)熊蜂具有優(yōu)異的選擇性,也正是由于藥劑靶標(biāo)-鈉離子通道氨基酸活性位點(diǎn)存在差異所致[82]。Haas等[25]的研究表明,氟吡呋喃酮對(duì)蜜蜂低毒的原因是由于蜜蜂對(duì)該藥的吸收速率較慢,并且與n A C h R 親和力低,同時(shí)蜜蜂體內(nèi)的解毒酶CYP6AQ1、CYP9Q2 和CYP9Q3 對(duì)氟吡呋喃酮的代謝能力較強(qiáng),且代謝物對(duì)蜜蜂無(wú)毒,即靶標(biāo)受體結(jié)合力、解毒代謝及表皮穿透速率的差異共同賦予了蜜蜂對(duì)氟吡呋喃酮的耐受性。

2.3 農(nóng)藥對(duì)蜜蜂解毒酶活性及其他生化指標(biāo)的影響

農(nóng)藥不僅會(huì)對(duì)蜜蜂的生長(zhǎng)發(fā)育及行為產(chǎn)生影響,而且可以削弱其免疫和生殖系統(tǒng),激活抗氧化和解毒機(jī)制,進(jìn)而影響整個(gè)蜂群的健康和繁衍。Carneiro 等[83]通過(guò)急性毒性試驗(yàn)及組織病理學(xué)、細(xì)胞毒性、熒光定量等檢測(cè)手段研究發(fā)現(xiàn),急性經(jīng)口攝入1.44 mg/L 的吡蟲啉會(huì)造成蜜蜂中腸上皮消化細(xì)胞間隙增大,產(chǎn)生胞漿空泡,而且攝入時(shí)間越長(zhǎng),對(duì)器官損傷越嚴(yán)重;攝入24 h 后細(xì)胞會(huì)出現(xiàn)自噬體,且自噬相關(guān)基因atg1表達(dá)量顯著高于對(duì)照組,表明經(jīng)口攝入吡蟲啉會(huì)誘導(dǎo)蜜蜂中腸細(xì)胞的凋亡和自噬。Carneiro 等[84]還發(fā)現(xiàn),經(jīng)異菌脲處理過(guò)的意大利蜜蜂細(xì)胞亦出現(xiàn)凋亡現(xiàn)象,如細(xì)胞質(zhì)空泡化、頂端細(xì)胞突起、核碎裂以及染色質(zhì)濃縮。卵黃蛋白原(vitellogenin,Vg) 是卵黃蛋白的前體,負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)蜜蜂的發(fā)育和行為,通常與能量穩(wěn)態(tài)有關(guān)。有文獻(xiàn)報(bào)道,Vg 含量下降時(shí),蜜蜂的覓食活動(dòng)隨之增加,反之則會(huì)減少[85]。Christen等[86]發(fā)現(xiàn),暴露于0.1、0.5、1 和10 ng/mL 噻蟲嗪48 h 后,與對(duì)照組相比,蜜蜂卵黃原蛋白基因表達(dá)量均上調(diào);72 h 后,1 和10 ng/mL 處理組卵黃原蛋白基因表達(dá)量仍表現(xiàn)為上調(diào),蜜蜂覓食活動(dòng)減少。此外,蜜蜂高度依賴生物鐘來(lái)調(diào)節(jié)其關(guān)鍵行為,例如覓食方向、學(xué)習(xí)記憶等,近年來(lái),有關(guān)農(nóng)藥對(duì)蜜蜂生物鐘的影響亦多見(jiàn)報(bào)道。睡眠損害已被廣泛證明會(huì)破壞多種物種的神經(jīng)認(rèn)知功能,例如學(xué)習(xí)、記憶和社交等,有研究表明,喂食新煙堿類化合物數(shù)天會(huì)導(dǎo)致其在蜜蜂大腦中積累,擾亂蜜蜂個(gè)體的晝夜節(jié)律并損害其睡眠;在睡眠受損的蜜蜂中,關(guān)鍵的導(dǎo)航記憶鞏固功能也受到損傷,從而降低了覓食蜜蜂返回蜂巢的可能性[5]。

蜜蜂體內(nèi)的抗氧化酶主要有超氧化物歧化酶(SOD)、過(guò)氧化氫酶 (CAT) 及谷胱甘肽過(guò)氧化物酶 (GSH-Px)[87]。蜜蜂在接觸低劑量的農(nóng)藥之后,可能會(huì)誘導(dǎo)氧化應(yīng)激而產(chǎn)生活性氧 (ROS) 或活性氮 (RNS) 及與之相關(guān)的毒性作用,同時(shí)也會(huì)調(diào)控體內(nèi)的解毒酶系統(tǒng)以減少農(nóng)藥對(duì)自身的危害,如GST、CAT 和CarE 等均已被證實(shí)可參與蜜蜂代謝農(nóng)藥和機(jī)體防御等重要過(guò)程,這些抗氧化酶或解毒酶常被用于評(píng)估外源性化合物對(duì)生物的影響[88]。Balieira 等[89]研究發(fā)現(xiàn),0.7 和2.0 ng/mL 的吡蟲啉會(huì)增加蜜蜂體內(nèi)GSH-Px 和CAT 的活性。Qi 等[33]的研究表明,蜜蜂幼蟲連續(xù)暴露于1、10 和100 μg/L的氟氯苯菊酯殺螨劑6 d 后,化蛹前的晚齡幼蟲體內(nèi)SOD、CAT、過(guò)氧化物酶 (POD)、脂質(zhì)過(guò)氧化物酶 (LPO)、谷胱甘肽還原酶 (GR) 和GST 活性以及丙二醛 (MDA) 含量均發(fā)生了顯著變化。

研究表明,噻蟲嗪會(huì)提高蜜蜂不同發(fā)育階段的乙酰膽堿酯酶 (acetylcholinesterase,AChE) 活性,以及提高蛹期GST 和CarE 的活性[90]。Yao等[91]研究發(fā)現(xiàn),0.168 mg/L 的乙酰甲胺磷即能顯著降低蜜蜂酯酶的活性,以6.97 mg/L 乙酰甲胺磷處理蜜蜂后,其CarE 和GST 的活性分別減少了79.9%和20.4%,但同時(shí)使P450 的活性提高了20%。

P450 基因具有誘導(dǎo)表達(dá)的特性。研究表明,0.046 和0.064 mg/L 的噻蟲嗪能誘導(dǎo)意大利蜜蜂CYP6AS3基因上調(diào)表達(dá),同時(shí)后者還能誘導(dǎo)CYP6AS5基因的上調(diào)表達(dá)[92];噻蟲嗪、滅多威(methomyl)、溴氰菊酯和辛硫磷 (phoxim) 能誘導(dǎo)中華蜜蜂AccCYP336A1基因的過(guò)量表達(dá)[93]。除此之外,意大利蜜蜂CYP6AS4、CYP6AS15等基因也能被吡蟲啉誘導(dǎo)上調(diào)表達(dá)[94](表3)。Mao 等[78]分析了意大利蜜蜂中腸CYP3 分支的P450 基因,結(jié)果發(fā)現(xiàn),氟胺氰菊酯、聯(lián)苯菊酯能分別提高CYP9Q3和CYP9Q2基因的表達(dá)量。農(nóng)藥除了會(huì)影響蜜蜂CYP3 分支P450 基因的表達(dá),還能誘導(dǎo)線粒體P450 基因的表達(dá),如噻蟲嗪能誘導(dǎo)中華蜜蜂線粒體P450AccCYP301A1、AccCYP303A1、AccCYP306A1和AccCYP315A1基因的上調(diào)表達(dá)[95],噻蟲啉能誘導(dǎo)意大利蜜蜂CYP301A1和CYP315A1基因的上調(diào)表達(dá)[96](表3)。誘導(dǎo)表達(dá)后的P450 有助于蜜蜂降解農(nóng)藥等外源物質(zhì),從而提高其對(duì)有害物質(zhì)脅迫的抵抗力。

表3 蜜蜂工蜂接觸農(nóng)藥后上調(diào)表達(dá)的解毒酶基因Table 3 Up-regulated detoxification genes in honeybee workers after exposure to pesticides

2.4 農(nóng)藥聯(lián)合作用對(duì)蜜蜂影響的毒理學(xué)機(jī)制研究

研究表明,有機(jī)磷類與擬除蟲菊酯類殺蟲劑復(fù)配使用對(duì)蜜蜂具有協(xié)同效應(yīng),其原因是有機(jī)磷酸酯可與酯酶結(jié)合,抑制酯酶的活性,使其不能降解擬除蟲菊酯類農(nóng)藥而起到增效作用[56]。比如乙酰甲胺磷與吡蟲啉混配后對(duì)蜜蜂的毒性升高,是因?yàn)橐阴<装妨卓梢种启人狨ッ傅幕钚?,削弱了蜜蜂?duì)其他化學(xué)物質(zhì)的防御反應(yīng)[57]。三唑類殺菌劑可抑制由P450 介導(dǎo)的對(duì)擬除蟲菊酯類與新煙堿類藥劑的解毒作用,因而其與菊酯類和新煙堿類殺蟲劑混用后表現(xiàn)出協(xié)同效應(yīng)[20,98]。在分子水平上探明農(nóng)藥相互作用的機(jī)理,有助于評(píng)估和預(yù)測(cè)協(xié)同效應(yīng)的發(fā)生。篩選農(nóng)藥混用配方時(shí)則應(yīng)注意不同農(nóng)藥間的相互作用,避免其對(duì)蜜蜂等授粉昆蟲產(chǎn)生負(fù)面影響。

3 植物化學(xué)物質(zhì)調(diào)控蜜蜂對(duì)農(nóng)藥的耐受性研究

保證食物營(yíng)養(yǎng)是蜜蜂維持健康和抵抗外界脅迫的重要因素,蜜蜂在采集和食物釀造、儲(chǔ)存過(guò)程中可接觸到多種多樣的植物化學(xué)物質(zhì),包括植物激素、植物次生代謝物等。研究表明,多種植物源化學(xué)物質(zhì)可顯著改善蜜蜂的健康狀況[99]。例如,幼蜂食用百里香酚 (thymol) 后,其變形翅病毒的感染水平顯著降低,成蜂食用后則抗菌肽的表達(dá)水平明顯升高[100];咖啡因 (caffeine) 廣泛存在于咖啡和柑橘類植物的花蜜中[101],能提高意大利蜜蜂在復(fù)雜的學(xué)習(xí)任務(wù)中的動(dòng)力(motivation)和認(rèn)知能力(cognitive performance)[102],接受咖啡因獎(jiǎng)勵(lì)的蜜蜂記憶和定位習(xí)得花香的百分比是只接受蔗糖獎(jiǎng)勵(lì)組蜜蜂的3 倍,并發(fā)現(xiàn)其參與嗅覺(jué)學(xué)習(xí)和記憶的肯揚(yáng)細(xì)胞 (kenyon cells) 興奮性明顯增強(qiáng)[101],此外咖啡因還能顯著降低感染以色列急性麻痹病毒蜜蜂的死亡率[103]??Х纫蜃鳛橐环N膳食補(bǔ)充劑,同時(shí)還能夠提高蜜蜂抵抗外界脅迫的能力。Balieira 等[89]研究發(fā)現(xiàn),咖啡因能減輕由吡蟲啉引起的蜜蜂氧化應(yīng)激反應(yīng)。Wong 等[104]的研究表明,吡蟲啉質(zhì)量濃度為15 和45 μg/L 時(shí),使用對(duì)香豆酸 (p-coumarin acid) 處理能延長(zhǎng)意大利蜜蜂的壽命;當(dāng)吡蟲啉為45 μg/L 時(shí),單獨(dú)使用槲皮素(quercetin) 或與對(duì)香豆酸聯(lián)用都能延長(zhǎng)蜜蜂的壽命。Arathi 等[99]研究發(fā)現(xiàn),25 mg/L 的咖啡因、山奈酚 (kaempferol)、沒(méi)食子酸 (gallic acid) 和對(duì)香豆酸均可以延長(zhǎng)暴露于10 μg/L 噻蟲嗪的蜜蜂的壽命。Mitton 等[105]的研究表明,對(duì)香豆酸和吲哚-3-乙酸 (3-indoleacetic acid) 能提高暴露于氟胺氰菊酯的蜜蜂存活率。Liao 等[106]發(fā)現(xiàn),對(duì)香豆酸和槲皮素均可將丙環(huán)唑 (propiconazole) 與氯蟲苯甲酰胺聯(lián)合使用的風(fēng)險(xiǎn)比率 (hazard ratio, HR) 降低約60%。Ardalani 等[107-108]亦發(fā)現(xiàn),槲皮素能降低蜜蜂體內(nèi)吡蟲啉的濃度,而黃酮類化合物能降低蜜蜂體內(nèi)吡蟲啉和氟胺氰菊酯的濃度。

植物化學(xué)物質(zhì)可調(diào)控蜜蜂對(duì)農(nóng)藥的耐受性,可能與其能誘導(dǎo)蜜蜂解毒代謝酶基因表達(dá)上調(diào)、提高解毒代謝酶活性有關(guān)[109-110]。Johnson 等[111]發(fā)現(xiàn),槲皮素通過(guò)上調(diào)3 種細(xì)胞色素P450 基因CYP6AS1、CYP6AS3和CYP6AS4的表達(dá),可降低氟胺氰菊酯對(duì)蜜蜂的毒性,提高工蜂的存活率。而對(duì)香豆酸則被發(fā)現(xiàn)可上調(diào)意大利蜜蜂工蜂CYP9Q3基因的表達(dá)[112]。同時(shí)Mitton 等[105]研究發(fā)現(xiàn),對(duì)香豆酸可增加氟胺氰菊酯處理組意大利蜜蜂P450 和GR 的活性,而喂食吲哚-3-乙酸后,意大利蜜蜂體內(nèi)P450 水平顯著升高,因此認(rèn)為與解毒機(jī)制相關(guān)的酶促變化是降低氟胺氰菊酯暴露下蜜蜂死亡率的原因。

綜上,植物化學(xué)物質(zhì)在蜜蜂調(diào)控對(duì)農(nóng)藥的耐受性方面發(fā)揮著重要作用,為保護(hù)蜜蜂提供了新的思路和方法,對(duì)降低農(nóng)藥對(duì)蜜蜂的影響、提高蜜蜂授粉的安全性具有十分重要的意義,但能否將其應(yīng)用于養(yǎng)蜂業(yè)中還有待于進(jìn)一步研究。

4 總結(jié)與展望

現(xiàn)有研究表明,農(nóng)藥使用不當(dāng)對(duì)蜜蜂的影響是復(fù)雜多樣的,除急性中毒死亡外,亞致死劑量的農(nóng)藥亦可影響蜜蜂的覓食、發(fā)育、學(xué)習(xí)記憶等,由此提醒我們應(yīng)注意采取合理措施規(guī)范使用農(nóng)藥,盡量避免和減少農(nóng)藥對(duì)蜜蜂的直接暴露,同時(shí)降低農(nóng)藥在環(huán)境中的殘留,以將其對(duì)蜜蜂等非靶標(biāo)生物的影響降至最低。值得注意的是,上述研究大多數(shù)是在實(shí)驗(yàn)室條件下進(jìn)行的,所得數(shù)據(jù)并不能完全反映田間環(huán)境下農(nóng)藥對(duì)蜜蜂影響的真實(shí)水平,所以還需要在田間條件下開(kāi)展相關(guān)試驗(yàn)。此外,蜜蜂在自然環(huán)境中會(huì)同時(shí)暴露在各種各樣的潛在有毒化學(xué)物質(zhì)中,包括由植物產(chǎn)生的黃酮類物質(zhì)和生物堿,以及真菌毒素、殺蟲劑、殺螨劑、殺菌劑、除草劑和其他環(huán)境污染物,接觸某種農(nóng)藥所造成的危害可能還取決于同時(shí)接觸到的其他化合物的水平,以及病原體水平、營(yíng)養(yǎng)狀況和許多其他因素,因此明確農(nóng)藥與其他有毒物質(zhì)對(duì)蜜蜂的復(fù)合影響仍是未來(lái)研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

目前有關(guān)農(nóng)藥對(duì)蜜蜂影響的研究仍主要集中在意大利蜜蜂上,對(duì)于其他蜂種,如中華蜜蜂、獨(dú)居蜂等的研究相對(duì)較少,由于意大利蜜蜂與其他蜜蜂具有不同的生理機(jī)制,因此農(nóng)藥對(duì)不同種類蜜蜂的影響也可能會(huì)有所不同,加之中華蜜蜂、熊峰、獨(dú)居蜂等在農(nóng)業(yè)授粉作業(yè)中的使用比例正逐漸升高,所以未來(lái)還應(yīng)加強(qiáng)農(nóng)藥對(duì)其他蜜蜂影響的研究。

避免在施藥時(shí)期放蜂是保護(hù)蜜蜂的有效措施之一,但是農(nóng)藥半衰期長(zhǎng)等原因可能會(huì)導(dǎo)致農(nóng)藥在植物花粉、花蜜中殘留,蜜蜂在采蜜時(shí)可能會(huì)接觸到殘留的農(nóng)藥,進(jìn)而發(fā)生中毒現(xiàn)象,然而目前尚未發(fā)現(xiàn)很好的方法可救治中毒的蜜蜂。因此,研究開(kāi)發(fā)救治中毒蜜蜂的方法,或者開(kāi)發(fā)能夠提高蜜蜂對(duì)農(nóng)藥耐受性的物質(zhì)都將有助于保護(hù)蜜蜂免受農(nóng)藥的危害,并有望在未來(lái)的養(yǎng)蜂業(yè)中得到推廣應(yīng)用。同時(shí),研發(fā)高效、環(huán)境友好型、尤其是對(duì)蜜蜂等有益生物低毒/無(wú)毒的綠色農(nóng)藥應(yīng)成為今后農(nóng)藥創(chuàng)制的方向。可喜的是,已有很多對(duì)蜜蜂低毒的農(nóng)藥,如氟吡呋喃酮已獲準(zhǔn)生產(chǎn)并投入田間使用;日本明治制藥公司研發(fā)的新型新煙堿類殺蟲劑flupyrimin 不僅可以高效地防治稻飛虱,而且對(duì)意大利蜜蜂和熊蜂等均為低毒[113]。同時(shí)還不少學(xué)者正在研發(fā)對(duì)蜜蜂安全的其他一些候選藥劑,如楊新玲教授團(tuán)隊(duì)[114]開(kāi)發(fā)了對(duì)蜜蜂友好的新型綠色蚜蟲控制劑候選物L(fēng)25 和L17;段紅霞教授課題組[115]發(fā)現(xiàn)了對(duì)大豆蚜Aphis glycinesMatsumura 具有活性但對(duì)蜜蜂低毒的苯乙酰腙類似物3c 和3e。相信在相關(guān)領(lǐng)域研究人員的不懈努力下,將會(huì)有越來(lái)越多對(duì)蜜蜂低毒、高活性及環(huán)境友好的農(nóng)藥問(wèn)世,從而更好地保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。

謹(jǐn)以此文慶賀中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)藥學(xué)學(xué)科成立70 周年。

Dedicated to the 70th Anniversary of Pesticide Science in China Agricultural University.

作者簡(jiǎn)介:

張偉,女,博士研究生。2020 年6 月于山東農(nóng)業(yè)大學(xué)制藥工程 (農(nóng)藥) 專業(yè)獲工學(xué)學(xué)士學(xué)位。2022 年9 月在中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)藥學(xué)專業(yè)以碩博連讀方式攻讀博士學(xué)位,主要從事殺蟲劑對(duì)蜜蜂毒理學(xué)研究。

邱立紅,女,1998 年7 月于中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)藥學(xué)專業(yè)獲博士學(xué)位。現(xiàn)任中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師,主要從事害蟲抗藥性、農(nóng)藥毒理和使用技術(shù)原理的教學(xué)與科研工作。先后主持國(guó)家自然科學(xué)基金3 項(xiàng)、國(guó)家“十二五”科技支撐計(jì)劃子課題1 項(xiàng)、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部等省部級(jí)科研項(xiàng)目5項(xiàng),并參與國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家“九五”“十五”“十一五”科技攻關(guān)等涉及抗性病蟲新藥研發(fā)及新農(nóng)藥創(chuàng)制等多個(gè)項(xiàng)目的研究。目前兼任《植物保護(hù)學(xué)報(bào)》副主編、《農(nóng)藥學(xué)學(xué)報(bào)》常務(wù)編委、中國(guó)植物保護(hù)學(xué)會(huì)園藝病蟲害防治專業(yè)委員會(huì)委員。

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電子煙液中游離態(tài)和質(zhì)子態(tài)煙堿的測(cè)定及分布
10%吡蟲啉可濕性粉劑在蠶種生產(chǎn)上的應(yīng)用報(bào)告
14C-吡蟲啉在苗期油菜中的吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)與分布特性
不同比例菜籽餅肥對(duì)烤煙各器官煙堿積累的影響
2017年巴西進(jìn)口近8000t吡蟲啉價(jià)格上漲感受明顯
歐盟擬禁止聯(lián)苯菊酯在溫室使用