Synergistic toxicity and physiological impact of imidacloprid alone and binary mixtures with seven representative pesticides on honey bee (Apis mellifera).
PLoS One · 2017 · 12:e0176837 · PMID 28467462 · 등급5 동물·현장 동물실험 · 환경과 생태 > 수분매개자 · 곤충 · 직업 · 제형(GBH)
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이미다클로프리드는 전 세계적으로 가장 널리 사용되는 살충제이다. 본 연구에서는 분무 방법을 이용하여 벌들이 배합된 이미다클로프리드(Advise® 2FL) 단독 및 서로 다른 계열의 7가지 제초제와 이성분 혼합물에 노출되는 것을 시뮬레이션하였다. Advise (58.6 mg a.i./L imidacloprid)+Domark (512.5 mg a.i. /L tetraconazole), Advise+Transform (58.5 mg a.i./L sulfoxaflor), 및 Advise+Vydate (68 mg a.i./L oxamyl) 혼합물에서 시너지 독성이 검출되었으며, 각각 20%, 15%, 26%로 사망률이 유의하게 증가하였다. Advise+Bracket (88.3 mg a.i./L acephate) 및 Advise+Karate (62.2 mg a.i./L L-cyhalothrin) 혼합물은 가산적 상호작용을 보였으나, Advise+Belay (9.4 mg a.i./L clothianidin)와 Advise+Roundup (1217.5 mg a.i./L glyphosate)는 가산적/시너지적 상호작용이 없었다. 모든 8가지 제초제의 혼합물로 벌을 분무했을 때 사망률은 100%로, 다른 모든 처리보다 유의하게 높았다. 에스테라아제와 아세틸콜린에스터레이스(AChE) 활성을 유의하게 억제한 Bracket을 제외하고, Advise 단독 및 다른 제초제와의 혼합물 처리는 인버타아제, 글루타티온 S-전달효소(GST), 에스테라아제 및 AChE와 같은 효소 활성을 유의하게 억제하지 않았다. 생존 개체에서 면역 관련 페놀산화효소(PO) 활성은 처리 간에 변동성이 큰 경향을 보였으나, 대부분 대조군과 통계적으로 유사하였다. 특정 효소 저해제를 사용하여, 꿀벌이 Advise의 해독에 주로 사이토크롬 P450 모노옥시게나아제(P450s)에 의존하며, 에스테라아제와 GST는 해독 과정에서 상대적으로 적은 역할을 함을 입증하였다. 본 연구는 꿀벌에 대한 독성 위험을 완화하기 위해 제초제 사전 혼합 및 탱크 혼합 시 제초제 선택을 안내하는 데 유용한 정보를 제공하였다. 연구 결과에 따르면, Advise와 해독 효소 유도 성분이 포함된 제초제의 혼합물은 벌들이 Advise를 해독하는 데 도움을 줄 수 있는 반면, Bracket처럼 에스테라아제와 AChE 활성을 억제하고 벌에 대한 독성까지 증가시킬 수 있는 독성 시너지제는 추가적인 위험을 초래할 수 있음을 시사하였다.ORIGINAL ABSTRACT
Imidacloprid is the most widely used insecticide in the world. In this study, we used spraying methods to simulate field exposures of bees to formulated imidacloprid (Advise® 2FL) alone and binary mixtures with seven pesticides from different classes. Synergistic toxicity was detected from mixtures of Advise (58.6 mg a.i./L imidacloprid)+Domark (512.5 mg a.i. /L tetraconazole), Advise+Transform (58.5 mg a.i./L sulfoxaflor), and Advise+Vydate (68 mg a.i./L oxamyl), and mortality was significantly increased by 20%, 15%, and 26% respectively. The mixtures of Advise+Bracket (88.3 mg a.i./L acephate) and Advise+Karate (62.2 mg a.i./L L-cyhalothrin) showed additive interaction, while Advise+Belay (9.4 mg a.i./L clothianidin) and Advise+Roundup (1217.5 mg a.i./L glyphosate) had no additive/synergistic interaction. Spraying bees with the mixture of all eight pesticides increased mortality to 100%, significantly higher than all other treatments. Except Bracket which significantly suppressed esterase and acetylcholinesterase (AChE) activities, other treatments of Advise-only and mixtures with other pesticides did not suppress enzyme activities significantly, including invertase, glutathione S-transferase (GST), and esterase and AChE. Immunity-related phenoloxidase (PO) activities in survivors tended to be more variable among treatments, but mostly still statistically similar to the control. By using specific enzyme inhibitors, we demonstrated that honey bees mainly rely on cytochrome P450 monooxygenases (P450s) for detoxifying Advise, while esterases and GSTs play substantially less roles in the detoxification. This study provided valuable information for guiding pesticide selection in premixing and tank mixing in order to alleviate toxicity risk to honey bees. Our findings indicated mixtures of Advise with detoxification-enzyme-inducing pesticides may help bees to detoxify Advise, while toxicity synergists may pose further risk to bees, such as the Bracket which not only suppressed esterase and AChE activities, but also increased toxicity to bees.| 저자 | Zhu, Y. C.; Yao, J.; Adamczyk, J.; Luttrell, R. |
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| 저널 | PloS one |
| 권·호·쪽 | 12(5), e0176837 |
| PMID | 28467462 |
| DOI | 10.1002/ps.331 |
| MeSH | Animals; Bees; Chlorobenzenes; Drug Synergism; Imidazoles; Insecticides; Neonicotinoids; Nitro Compounds; Triazoles; Fluorocarbons |