氟氯苯氰菊酯在蜂巢中的立体选择性行为及毒性效应研究

Flumethrin is a highly active chiral pyrethroid acaricide and has been used over the whole world to control honeybee mites. Owing to high lipophilicity, flumethrin is easy to accumulate in bee wax and propolis, and then transfer to pollute the edible honey and royal jelly, which might finally cause safety problems of hive products. Flumethrin is high toxic to bees and could impact the homing capability and memory of bees under sub-lethal doses. In the present study, enantioselective accumulation and residues of flumethrin in wax, propolis, honey and bees and changes with time as well as toxicity to bees will be examined under field experiment to explore the risks and mechanisms that flumethrin causes in bee hive systems. All these information are helpful for confirming the stereoselectivity of flumethrin in beehives and avoiding its pollution in bee products and could also provide a basis for risk assessment of isomers and make specific measures for pollution reduction. This research would be significant in improving bee product quality and ensuring the consumers' health.

氟氯苯氰菊酯是一种防效很好的手性拟除虫菊酯类杀螨剂，在世界各国养蜂业中被广泛用于防治蜜蜂寄生螨。氟氯苯氰菊酯亲脂性高，易于在蜂蜡和蜂胶中产生残留蓄积进而迁移污染蜂蜜、蜂王浆等可消费性食品，影响蜂产品质量安全；氟氯苯氰菊酯对蜜蜂毒性较高，在亚致死剂量下可影响蜜蜂的归巢和学习能力。本项目以意大利蜂为研究对象，研究蜂群用药后氟氯苯氰菊酯及其异构体在蜂蜡、蜂胶、蜂蜜和蜜蜂中的立体选择性蓄积行为和残留分布差异及其随时间的变化规律；同时采用形态组织学、生物化学及分子生物学等手段研究氟氯苯氰菊酯对蜜蜂的毒性效应，探索其对蜂群可能产生的危害及相应机理。项目的开展将在对映体水平上获得氟氯苯氰菊酯在蜂巢系统中的立体选择性行为规律和归趋信息，为明确其在蜂产品中的污染形成机制、开展异构体风险评估、采取针对性措施减少污染提供科学依据，对全面提升蜂产品质量安全水平和保障消费者健康具有重要意义。

氟氯苯氰菊酯是在世界范围内广泛使用的一种手性拟除虫菊酯类杀螨剂，其在蜂产品中残留检出较多，近年来关于蜂螨对氟氯苯氰菊酯的抗性增加多有报道，但关于氟氯苯氰菊酯在蜂巢中的立体选择性行为和对蜜蜂的毒性作用研究还很缺乏。本项目中，我们建立了氟氯苯氰菊酯对映异构体快速制备的方法和LC-MS/MS定量定性分析方法，同时预估了氟氯苯氰菊酯对映异构体在蜜蜂体内的生物富集特点，结果氟氯苯氰菊酯在蜜蜂体内的生物富集可能具有不同的动力学参数，但需要进一步的验证；氟氯苯氰菊酯对蜜蜂具有一定的毒性作用，采用建立的室内风险评估方法，我们对环境残留剂量水平下的氟氯苯氰菊酯对蜜蜂的风险作用进行了研究，发现亚致死剂量的氟氯苯氰菊酯对蜜蜂幼虫和成蜂均有一定的风险，可显著诱导蜜蜂抗氧化酶（SOD、CAT）、脂质过氧化酶（POD）和产物（MDA、LPO）、解毒酶（GSH、GST、GR）、细胞色素P450解毒酶活力发生显著变化，此外还可诱导蜜蜂免疫应激反应，相关编码基因发生显著的上调或下调；值得注意的是当蜜蜂幼虫暴露于氟氯苯氰菊酯后，氟氯苯氰菊酯引发的胁迫压力可延续至蛹和羽化阶段，降低化蛹率和羽化率，导致发育失败。这些发现说明氟氯苯氰菊酯对蜜蜂存在一定的风险，残留水平的氟氯苯氰菊酯可能影响蜂群健康发展，考虑到氟氯苯氰菊酯可能具有的立体选择性差异，未来有必要在对映异构体水平上开展氟氯苯氰菊酯的风险评价、蜂螨抗性机制等研究。.蜜蜂是重要的授粉昆虫和生物学模式动物，本项目中的发现有利于加深我们对蜂巢中残留药物的形成机制、风险评估及控制的理解，对蜂巢中药物的科学使用和管理提供一定的数据和理论支持。