手性三唑类农药对爬行动物性腺作用轴的内分泌干扰效应及分子机制研究

Reptile is one of the important parts in ecosystem, however its population is declining. Studies showed reptiles' fecundity decline caused by the endocrine disruption due to pesticide application was one of the main reasons. Triazole pesticide, whose application amount in our country is the highest currently, is a class of chiral fungicide with endocrine disrupting effects. But no information was reported on its endocrine disrupting effects on reptiles. In this study, with the Chinese native reptile species-Liban lizard (Eremias argus) being as the research object, the endocrine disrupting effects of the typical triazole fungicides on the reptiles and the molecular mechanism of action will be studied. First, through exposing to the different enantiomers of triazol fangicides, their endocrine disrupting effects on gonad axis of Eremias argus in the level of physiology and biochemistry will be studied, so as to determine the sensitive detection end points and the corresponding dose-effect relationship. Second, the impact of the triazole pesticide on hypothalamic-pituitary-gonadal axis in the genetic level will be studied, so as to disclose the molecular mechanisms of action. Third, the potential ecological risks of the triazole fungicide on reptiles will be evaluated by integrateing the metabolic and enrichment characteristics of different enantiomers in Eremias argus, physiological and biochemical index, effect of histological damage, and the genes expression profiling etc. This project aims to provide science basis for the risk assessment of pesticides on ecology and health, and toxicological data in conserving our local reptile species.

爬行动物作为生态系统中重要组成部分，其种群数量呈下降趋势。研究发现农药使用造成内分泌干扰所导致的繁殖力下降可能是其种群密度降低的原因之一。三唑类农药是目前我国使用量最大的一类具有内分泌干扰效应的手性杀菌剂，其对爬行动物的内分泌干扰效应尚无相关报道。本项目拟以中国本土物种--丽斑麻蜥为研究对象，探讨三唑类农药对爬行动物的内分泌干扰效应及其分子机理。通过三唑类农药不同对映体的暴露，从生理生化角度探讨三唑类农药对丽斑麻蜥性腺作用轴的内分泌干扰效应，明确敏感的检测终点及相应的剂量-效应关系；从基因水平上阐明三唑类农药对下丘脑-垂体-性腺作用轴的影响，明确其分子机制；通过三唑类农药不同对映体在丽斑麻蜥体内的代谢富集规律、生理生化指标、组织损伤效应以及基因表达分析等综合评价三唑类农药对爬行动物的生态毒理学效应。本研究将为农药的生态和健康风险评价提供科学依据，并为保护我国本土物种提供毒理学数据。

爬行动物群数量呈下降趋势，内分泌干扰农药的使用可能是其种群密度降低的原因之一。本研究用我国目前使用量最大的一类具有内分泌干扰效应的手性杀菌剂—三唑类农药对广泛存在于我国境内的丽斑麻蜥进行了暴露。分析其在蜥蜴不同组织内的分布特征以及降解代谢过程，并探讨了三唑类药物暴露对蜥蜴性腺系统的影响。.研究表明，将三唑酮手性对映体（TF1和TF2）分别暴露于丽斑麻蜥后，TF2和TF1在蜥蜴的肝脏、脑、肾脏和血液中均有分布。TF1暴露组中的主要代谢产物是TN-B1，而TF2中是TN-A2，这一结果论证了三唑酮代谢过程中的立体选择性。.三唑酮的短期暴露实验中，发现血液中的睾酮含量明显增加，而雌二醇的含量却低于对照组。同时，肝脏和性腺中的Cyp19基因显著下调，Cyp17和Hsd17β表现出显著的上调现象。此外，Erα和Ar基因出现了雌雄性别上的差异性，对雄性的影响表现为上调，而对雌性基本没有影响。.三唑醇的四种对映体在丽斑麻蜥不同组织中的代谢，对肝组织的损伤以及对体内激素的影响均表现出明显的选择性。四种单体分别暴露28 d之后, 性腺中雌雄激素合成相关基因（Erα, Ar, Cyp19, Cyp17, Cyp11）的表达量在TN-A2, TN-B1, TN-B2暴露组中都明显降低，但是TN-A1对映体暴露后，Erα, Cyp19, Cyp17的表达量下降，而Ar, Hsd17β的表达量上升。于此同时，TN-B1, TN-B2 暴露之后，血液中雌雄激素的水平都出现明显下降，而在TN-A1暴露之后体内雌激素含量出现上升。.腈菌唑暴露实验发现，不同对映体MT1和MT2暴露后，蜥蜴的肝组织均出现了不同程度的病理学变化，MT1和MT2激素水平出现了相反的变化趋势。MT2暴露后雌性蜥蜴中Cyp19基因的表达上调，而MT1暴露后Cyp11和Cyp17基因表达下调。.以上结果表明不同的三唑类手性农药，其对映体在丽斑麻蜥体内的代谢和富集均具有一定的立体选择性。三唑类农药在个体、组织、激素和分子水平均对丽斑麻蜥的性腺轴有一定的内分泌干扰效应，且干扰效应具有一定的对映体选择性。本研究为手性农药更深层次的生态效应评价提供了理论依据，并为我国本土物种的保护提供了数据支持。