Developing a toolbox of Tier I tests to assess pesticides toxicity on the asymbiotic and symbiotic phases of arbuscular mycorrhizal fungi.
Ecotoxicol Environ Saf · 2025 · 303:118892 · PMID 40829280 · 등급6 세포·모델 세포실험 · 환경과 생태 > 토양생물·미생물 · 미생물 · 제형(GBH)
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토양 미생물은 유럽 연합(EU)의 농약 규제 체계에서 핵심적인 보호 목표이다. 균근성 진균류(AMF)는 토양 미생물군에 대한 농약 독성을 평가하는 좋은 대리 지표로 확인되었다. 이는 AMF의 다양한 생애 단계에서의 생태독성 시험을 포함할 수 있다. 본 연구에서는 작용 기전이 다른 다섯 가지 농약(pyraclostrobin, fludioxonil, hymexazol, etridiazole, glyphosate)과 하나의 대사 산물(AMPA)이 분생자 발아 분석 및 접합체 AMF-숙주 식물 시스템(AMF-sandwich test)을 이용하여 비접합기 및 접합기 단계의 Rhizophagus irregularis 발달 및 기능에 미치는 영향을 평가하였다. AMF-sandwich test 기반의 균근화 정도를 바탕으로, fludioxonil이 가장 독성이 강했으며 (EC50 0.085 mg/L), 그 다음으로 glyphosate (EC50 2.58 mg/L)와 pyraclostrobin (EC50 9.22 mg/L) 순이었으며, etridiazole, hymexazol 및 AMPA는 최고 시험 농도보다 높은 EC50 값을 보였다. 그러나 glyphosate와 pyraclostrobin의 경우, 균근화 정도보다는 식물 마커 유전자 발현 및/또는 P 흡수에서 나타난 바와 같이 낮은 농도에서도 공생 기능에 부정적인 영향이 관찰되었으며, 이는 비기능성 균근공생체 확립을 시사한다. fludioxonil의 높은 독성 (EC50 0.03 mg/L)과 AMPA의 낮은 독성 (EC50 > 432 mg/L)은 분생자 발아 분석을 통해서도 R. irregularis에 대해 확인되었다. 비교 시험 결과, fludioxonil과 pyraclostrobin의 순수 활성 물질 및 상업용 제제 간에 AMF-sandwich test에서 독성의 차이가 나타났다. 본 연구에서는 AMF-sandwich 시스템과 분생자 발아 시험을 결합하여 농약이 AMF에 미치는 독성에 대한 Tier-I 평가를 위한 도구 상자로 활용할 수 있음을 제안한다.ORIGINAL ABSTRACT
Soil microorganisms are a key protection goal in the European Union (EU) pesticide regulatory framework. Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) were identified as good proxies for assessing pesticides toxicity on the soil microbiota. This could involve ecotoxicity testing at the different life stages of AMF. We evaluated the effects of five pesticides (pyraclostrobin, fludioxonil, hymexazol, etridiazole, glyphosate) and a transformation product (AMPA), with distinct mode of action, on the development and functionality of Rhizophagus irregularis at the asymbiotic and symbiotic phase using a spore germination assay and a gnotobiotic AMF-host plant system (AMF-sandwich test), respectively. Based on arbuscular colonization in the AMF-sandwich test, fludioxonil was the most toxic (EC50 0.085 mg/L) followed by glyphosate (EC50 2.58 mg/L) and pyraclostrobin (EC50 9.22 mg/L), while etridiazole, hymexazol, and AMPA showed EC50 values higher than the highest tested concentration. However, for glyphosate and pyraclostrobin negative effects on symbiosis functioning were observed at lower concentrations than for colonization, as depicted by the expression of plant marker genes and/or P-uptake, suggesting the establishment of non-functional arbuscular symbiosis. The high toxicity of fludioxonil (EC50 0.03 mg/L) and the low toxicity of AMPA (EC50 > 432 mg/L) on R. irregularis was verified also for the asymbiotic phase via spore germination assay. Comparative tests showed differences in the toxicity of pure active substances and commercial formulations of fludioxonil and pyraclostrobin on the AMF-sandwich test. We propose that the AMF-sandwich system together with the spore germination test could be used as a toolbox for Tier-I assessment of pesticides toxicity on AMF.| 저자 | Papadopoulos, C.; Roshanfekrrad, M.; Tsikou, D.; Papadopoulou, K. K.; Calonne-Salmon, M.; Declerck, S.; Karpouzas, D. G. |
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| 저널 | Ecotoxicology and environmental safety |
| 권·호·쪽 | 303, 118892 |
| PMID | 40829280 |
| DOI | 10.1016/j.ecoenv.2025.118892 |
| MeSH | Mycorrhizae; Pesticides; Toxicity Tests; Symbiosis; Glycine; Glyphosate; Soil Pollutants; Soil Microbiology; Glomeromycota; Dioxoles; Pyrroles |