Toxic effects induced by individual and combined exposures of glyphosate and POEA in honey bees.
J Hazard Mater · 2026 · 510:142062 · PMID 41996798 · 등급5 동물·현장 동물실험 · 환경과 생태 > 수분매개자 · 곤충 · 제형(GBH)
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농약 노출은 수분 매개 곤충 개체수 감소의 주요 원인으로 남아 있다. 그러나 활성 성분과 그 보조제들의 복합 독성에 대한 이해는 제한적이며, 특히 꿀벌(*Apis mellifera* L.)에 미치는 환경적 위험에 대해서는 더욱 그러하다. 본 연구에서 우리는 POEA가 글리포세이트보다 유의하게 높은 독성을 나타냄을 발견하였다. 급성 독성 시험 결과, POEA와 글리포세이트 동시 노출에 대한 48시간 경구 LD₅₀ 값은 각각 51.306 μg·bee⁻¹ 및 41.548 μg·bee⁻¹로 측정되었으며, 이는 글리포세이트의 독성 수준(>200 μg·bee⁻¹)보다 유의하게 낮았다. 보조제인 POEA와 글리포세이트 동시 노출 처리 모두 단독으로 노출된 글리포세이트보다 더 높은 독성을 나타냈으나, 이는 동시 노출에 의한 상승적 독성 효과를 시사하였다. Gly, POEA 또는 동시 노출의 중용량 및 고용량 만성 노출 후, 이는 유의미한 중장 점막 손상과 세포자멸사율 증가를 보였다. 추가적인 생화학적 분석 결과, 동시 노출은 산화 스트레스(SOD 및 MDA 증가)를 유발하고 면역(PPO) 및 해독(GST, CarE) 효소 활성을 억제하였으며, 이는 Gly 또는 POEA 단독 노출에 의해 유도된 효과보다 유의하게 더 현저하였다. 독성 메커니즘을 규명하기 위한 전사체 분석 결과, 모든 처리군이 TCA 회로를 교란시켰음을 보여주었다. 특히, 동시 노출은 광변환 및 시각 인지 경로를 고유하게 상향 조절하였으며, 이는 채집 및 귀소 행동에 잠재적 위험을 시사한다. 이러한 발견들은 POEA와 글리포세이트의 동시 노출이 꿀벌 생존을 위협하고 조직 손상을 유발함을 입증한다. 본 연구는 농약 위험 평가를 개선하고 수분 매개 곤충 보호를 위한 보조제의 합리적 사용을 안내하는 데 중요한 방법론과 통찰력을 제공한다.ORIGINAL ABSTRACT
Pesticide exposure remains a major driver of pollinator population decline. However, there is limited understanding of the combined toxicity of active ingredients and their adjuvants, particularly regarding its environmental risks to honey bees (Apis mellifera L.). In this study, we found that the POEA exhibited significantly higher toxicity than glyphosate. Acute toxicity tests showed that the 48-hour oral LD₅₀ for POEA and co-exposure with glyphosate was 51.306 μg·bee⁻¹ and 41.548 μg·bee⁻¹ , respectively, significantly lower than that of glyphosate (>200 μg·bee⁻¹). Both the adjuvant POEA and the co-exposure treatments with glyphosate were more toxic than glyphosate alone, while indicating a synergistic toxic effect of the co-exposure. Following chronic exposure to medium and high doses of Gly, POEA or co-exposure, it exhibited significant midgut damage and an increased rate of apoptotic cells. Further biochemical analysis revealed that the co-exposure induced oxidative stress (elevated SOD and MDA), suppressed immune (PPO) and detoxification (GST, CarE) enzyme activities, an effect which was significantly more pronounced than that induced by Gly or POEA individual exposure. Transcriptomic analysis to define the toxicity mechanisms revealed that all treatments disrupted the tricarboxylic acid cycle. Notably, the co-exposure uniquely upregulated phototransduction and visual perception pathways, implying a potential risk to foraging and homing behaviors. These findings demonstrate that POEA and its co-exposure with glyphosate threaten honey bee survival and cause tissue damage. This work provides critical methodologies and insights for improving pesticide risk assessments and guiding the rational use of adjuvants to safeguard pollinators.| 저자 | Gao, Z.; Zhou, X.; Liu, D.; Yuan, H.; Xu, X.; Zhu, J.; Sen Pang, ; Lu, H.; Ma, Y. |
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| 저널 | Journal of hazardous materials |
| 권·호·쪽 | 510, 142062 |
| PMID | 41996798 |
| DOI | 10.1016/j.jhazmat.2026.142062 |
| MeSH | Animals; Bees; Glycine; Glyphosate; Oxidative Stress; Herbicides; Apoptosis; Lethal Dose 50; Polyethylene Glycols |