Using species sensitivity distributions to assess the toxicity of pesticides on nitrifiers and broader microbial groups: From single-species tests to soil amplicon sequencing.
Environ Pollut · 2026 · 406:128640 · PMID 42342142 · 등급5 동물·현장 현장조사 · 농업과 정책 > 규제·위해평가 · 미생물
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토양 미생물은 생태계 기능에 필수적이지만, 농약에 대한 반응은 기존의 환경독성학적 시험으로는 충분히 포착되지 못하고 있다. 최근 연구들은 암모니아 산화 미생물(AOM)을 화학적 스트레스에 대한 토양 미생물 지표로 확인하였다. AOM을 이용한 이전 단일 종 테스트를 기반으로, 본 연구에서는 피라클로스트로빈, 글리포세이트 및 메트설퓨론-메틸이 질산화에 미치는 영향을 조사하였다. 메트설퓨론-메틸의 영향이 더 일관적이어서, AOM과 광범위한 미생물 군집에 대한 그 효과에 초점을 맞추었다. 증폭 서열 분석(amplicon sequencing)을 종 민감도 분포(SSDs)와 결합한 통합적 접근법을 적용하여 위험 평가에 관련된 역치값을 도출하였다. 메트설퓨론-메틸은 AOM과 원핵생물에게 부정적인 영향을 미치는 반면, 곰팡이는 더 높은 내성을 보였다. 단일 종 AOM 데이터 및 토양 미세 우주 증폭 서열 분석을 기반으로 구축된 SSDs는 각각 0.001 및 0.06 mg kg-1의 위험 농도 5% (HC5) 값을 산출하였으며, 이는 전자의 보수적인 특성을 검증하였다. 증폭 서열 분석으로부터 구축된 SSDs는 원핵생물과 곰팡이에 대해 각각 0.042 및 0.1 mg kg-1의 HC5 값을 제공하였다. 계산된 예측 무영향 농도(PNEC)는 단일 종 데이터에 기반할 경우 AOM에만 잠재적 위험을 시사하였으나, 토양 유래 데이터를 사용했을 때는 위험이 나타나지 않았다. 이러한 발견들은 토양 미생물에 대한 농약 위험 평가에서 단일 종 및 토양 기반 접근법으로 도출된 SSDs의 상호 보완적인 사용을 지지한다.ORIGINAL ABSTRACT
Soil microorganisms are essential for ecosystem functioning, yet their responses to pesticides are inadequately captured by conventional ecotoxicological tests. Recent studies identify ammonia-oxidizing microorganisms (AOM) as soil microbial indicators of chemical stress. Building on previous single-species tests with AOM, we investigated the effects of pyraclostrobin, glyphosate and metsulfuron-methyl on nitrification. The more consistent impact of metsulfuron-methyl led us to focus on its effects on the abundance and diversity of AOM and broader microbial groups. An integrated approach combining amplicon sequencing with species sensitivity distributions (SSDs) was applied to derive thresholds relevant for risk assessment. Metsulfuron-methyl showed negative effects on AOM and prokaryotes, while fungi were more tolerant. SSDs based on single-species AOM data and soil microcosm amplicon sequencing yielded hazard concentration 5% (HC5) values of 0.001 and 0.06 mg kg-1, respectively, verifying the conservative nature of the former. SSDs constructed from amplicon sequencing provided HC5 values of 0.042 and 0.1 mg kg-1 for prokaryotes and fungi, respectively. Calculated predicted no-effect concentrations (PNEC) suggested a potential risk only for AOM when based on single-species data, whereas no risk was indicated using soil-derived data. These findings support the complementary use of SSDs derived from single-species and soil-based approaches in pesticide risk assessment for soil microbes.| 저자 | Kolovou, M.; Bachtsevani, E.; Bekris, F.; Pedrinho, A.; Omirou, M.; Nicol, G. W.; Hazard, C.; Papadopoulou, E. S.; Karpouzas, D. G. |
|---|---|
| 저널 | Environmental pollution (Barking, Essex : 1987) |
| 권·호·쪽 | 406, 128640 |
| PMID | 42342142 |
| DOI | 10.1016/j.envpol.2026.128640 |