手性新农药哌虫啶在植物和土壤中的对映体选择性行为研究

本项目以我国具有自主知识产权的手性新农药哌虫啶为对象，采用能反映哌虫啶不同对映体分子特征的多位置14C标记化合物（A环-14C标记哌虫啶对映体化合物Ⅰ-Ⅳ和B环-14C标记哌虫啶对映体化合物Ⅴ-Ⅷ）为示踪剂，综合运用同位素示踪技术、现代有机波谱分析技术和生物技术，通过平行和组合试验，在对映体层面上着重研究哌虫啶在植物和土壤中的吸收分配、代谢降解、迁移转归，以及不同对映体及其结合残留（SBR）对非靶标生物的选择性毒理等。旨在更系统深入地认识手性新农药哌虫啶的环境行为与环境毒理等规律，一方面为合理兼顾"高效活性和环境利益"的单一对映异构体新品种研发提供科学指导和技术支持，另一方面为现行手性新农药相关政策和法规的修订提供科学依据，并为我国自行创制的其他手性新农药的同类研究提供可资借鉴的研究体系和技术方法。本项目对保障环境安全、农产品安全和人类健康具有重要的科学意义与现实意义。

广泛使用的新烟碱类农药对非靶标传粉者及水生生态系统的严重危害引起全世界的极大关注，我国具有自主知识产权的手性高效新农药哌虫啶因其高效，低毒，环保的特点成为具有很大市场潜力的新型新烟碱类杀虫剂品种。“高效活性和环境利益”的单一対映异构体农药的开发利用有助于降低农药环境污染问题，但至今，在对映体水平上对新烟碱类手性农药的环境行为的研究鲜见报道。本项目以新烟碱类手性新农药哌虫啶为对象，采用能反映哌虫啶不同对映体分子特征的14C 标记化合物为示踪剂，综合运用同位素示踪技术、现代有机波谱分析技术和生物技术，通过平行和组合试验，在对映体层面上系统全面地研究了哌虫啶在不同土壤中处于淹水和好氧条件下的环境行为规律，从质量平衡角度明确了哌虫啶降解途径与产物组成、开环矿化规律、可提态残留、结合态残留及腐殖酸的吸收分布和迁移转归。此外，对哌虫啶不同对映体在植物体内的吸收、运转、分配异同，及其对非靶标生物的选择性毒理也展开了重要研究。. 研究发现，在好氧土壤中，哌虫啶各异构体在不同土壤中的消减行为存在选择性差异。在土壤中不同的微生物群落与沉积物作用下，手性化合物发生选择性降解，差向异构体比其对映异构体更容易降解。由母体的降解情况来看，手性农药在土壤中降解会有土壤特异性和对映选择性差异。在淹水土壤中哌虫啶各异构体的矿化存在立体选择性差异，非对映异构体之间存在显著性差异，但对映体之间的矿化不存在显著性差异。同时，哌虫啶各异构体在不同土壤中的迁移转归存在选择性差异，此与土壤自身理化性质密切相关。油冬菜的叶面喷施试验和根部引入试验表明哌虫啶的四个对映体在植物中的运转存在差向对映体选择性，而不存在对映体选择性。. 研究成果有助于更系统深入地认识手性新农药哌虫啶的环境行为与环境毒理等规律，一方面为合理兼顾“高效活性和环境利益”的单一对映异构体新品种研发提供科学指导和技术支持，另一方面为现行手性新农药相关政策和法规的修订提供科学依据，并为我国自行创制的其他手性新农药的同类研究提供可资借鉴的研究体系和技术方法。本项目对保障环境安全、农产品安全和人类健康具有重要的科学意义与现实意义。