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农药的过量使用会导致其在环境中不断积累,从而对环境中的生物造成影响。手性农药对映体性选择性毒理效应近年来受到了广泛重视,根据目前环境中污染物错综复杂的现状,许多共存的具有手性结构的物质可能会改变这些手性污染物在生物体内的对映选择性毒性效应。碳纳米管(CNTs)的大量生产和使用导致其不可避免地被释放到环境中,研究表明碳纳米管具有手性结构,且它的存在会改变与其共存污染物的环境行为及毒性。然而,关于碳纳米管对手性化合物对映体选择性毒性的影响相关研究还很有限。因此本论文研究了多壁碳纳米管(MWCNTs)和羧基化多壁碳纳米管(MWCNTs-COOH)对两种典型手性农药茚虫威(Indoxacarb)和顺式联苯菊酯(cis-bifenthrin,cis-BF)对斑马鱼对映体选择性毒性的影响。本论文主要实验内容及取得的主要研究成果如下所示:1、将斑马鱼分别暴露于rac/R/S-indoxacarb(0.01 mg/L),MWCNTs(0.05、0.5 mg/L)以及rac/R/S-indoxacarb(0.01 mg/L)与MWCNTs(0.05、0.5 mg/L)的二元混合物溶液中28天。暴露结束后,使用荧光定量法检测斑马鱼肝脏和大脑中细胞色素P450 3C(Cytochrome P450,family 3,subfamily C,CYP3Cs)、细胞凋亡和兴奋性氨基酸转运体(Excitatory amino acid transporters,EAATs)相关基因表达的变化。结果发现,在R-indoxacarb处理组中,雄鱼肝脏中CYP3Cs和凋亡相关基因以及雌鱼脑中EAATs相关基因的转录水平分别是S-indoxacarb处理组的24.14-44.29、16.55-31.30和1.38-2.56倍。因此,R-indoxacarb对斑马鱼雄鱼肝脏以及雌鱼大脑的毒性更大。然而,当两个对映体分别与MWCNTs联合暴露后,在S-indoxacarb+MWCNTs处理组中,雄鱼肝脏中CYP3Cs和凋亡相关基因以及雌鱼脑中EAATs相关基因的转录水平是R-indoxacarb+MWCNTs处理组中的1.65-15.33倍。结果表明,MWCNTs的出现改变了茚虫威对斑马鱼的对映体选择性毒性,且斑马鱼肝脏及大脑中上述基因的表达存在性别差异。2、将斑马鱼暴露于rac/1R/1S-cis-BF(0.1μg/L),MWCNTs/MWCNTs-COOH(0.5 mg/L)以及rac/1R/1S-cis-BF分别与MWCNTs/MWCNTs-COOH交叉混合的溶液中42天。暴露结束后取斑马鱼雌鱼及雄鱼的肝脏、性腺及脑组织,通过荧光定量法检测这些组织中免疫(Immune)、内分泌(Endocrine)以及神经毒性(Neurotoxicity)相关基因表达的变化。结果表明,在斑马鱼雌鱼的肝脏和脑中,1S-cis-BF处理组中免疫相关基因和神经毒性是1R-cis-BF处理组中的3.38-20.92和1.45倍;对于雄鱼肝脏和性腺,1R-cis-BF处理组中免疫及内分泌毒性是1S-cis-BF处理组中的2.84和1.78倍。当cis-BF的对映体与MWCNTs/MWCNTs-COOH联合暴露后,其对映体选择性毒性发生改变:与MWCNTs共存时,在斑马鱼雌鱼肝脏及脑中,1R-cis-BF处理组中免疫及神经毒性是1S-cis-BF的4.45和3.84倍;与MWCNTs-COOH共存时,在斑马鱼雄鱼肝脏及性腺中,1S-cis-BF处理组中免疫和内分泌毒性是1R-cis-BF处理组的5.39-6.93和3.19倍。综上所述,MWCNTs和MWCNTs-COOH对cis-BF对斑马鱼对映体选择性毒性的影响作用并不相同,MWCNTs改变了cis-BF在雌鱼肝脏和脑中免疫及内分泌相关基因的对映体选择性表达,而MWCNTs-COOH改变了cis-BF在雄鱼肝脏和性腺中免疫及神经毒性相关基因的对映体选择性表达。总的来说,多壁碳纳米管与手性农药在水环境中共存后,可能会改变手性农药对水生生物的对映体选择性毒性,且这种影响存在性别差异。因此,在评价手性污染物对生物体的毒理学效应时,共存物质的干扰作用也是不可忽视的。