近日，我院植物保护研究所农药与杂草防控团队余海涛副研究员与中国农科院植保所杨阳副研究员为共同第一作者，在国际环境科学权威期刊《Environmental Pollution》（中科院Top期刊，JCR1区，影响因子7.2）在线发表题为“Species-associated Toxicological Trajectories in Social Bees Exposed to Sublethal Metribuzin: A Multi-Omics Perspective on Host-Microbiome Interactions”的研究论文。

不同蜂群应对嗪草酮胁迫的机制解析

据了解，嗪草酮是一种广泛使用的三嗪类除草剂，主要用于马铃薯、大豆、玉米等作物田防除一年生阔叶杂草及部分禾本科杂草。甘肃省是全国重要的马铃薯主产区，马铃薯种植面积与产量均居全国前列，嗪草酮作为马铃薯田茎叶处理核心药剂，在省内生产中应用普遍，除草剂残留对传粉昆虫造成的潜在生态风险，也日益受到学界关注。

传统生态风险评估多以西方蜜蜂为模式物种，但不同蜂种对农药的响应差异及宿主-肠道微生物互作机制目前尚不清晰。针对这一问题，研究团队以西方蜜蜂和欧洲熊蜂为研究对象，设置亚致死剂量嗪草酮（30 mg/kg）暴露处理，整合转录组、代谢组和肠道宏基因组等多组学技术，系统解析了两种社会性蜜蜂的毒理学响应轨迹。

研究发现，两种蜂对嗪草酮的响应存在显著物种差异。西方蜜蜂表现为解毒系统受抑，关键解毒酶P450和谷胱甘肽S-转移酶（GST）活性下降，细胞辅因子NADPH、FAD合成紊乱，中肠组织出现病理损伤，肠道菌群结构失调。欧洲熊蜂则表现出较强的生理弹性，能够特异性诱导细胞色素P450（CYP）基因表达，提高P450、GST活性，并通过碳水化合物代谢重编程维持能量供应和抗氧化防御；其肠道菌群结构保持相对稳定，功能上向外源物外排和细胞保护方向转变。该研究表明，嗪草酮诱导了蜜蜂的解毒系统崩溃与熊蜂的全息生物适应两种截然不同的毒理学结局，宿主基线代谢能力是塑造除草剂胁迫下宿主-微生物组互作物种特异性轨迹的重要因素。

本研究深化了对嗪草酮在重要传粉蜂中毒性机制的认识，也为将多物种比较和多组学证据纳入农药生态风险评估提供了理论依据。同时，该研究依托甘肃省农药风险监测中心开展后续相关工作、指导甘肃马铃薯田间种植中嗪草酮的科学安全使用，以及保护农田传粉昆虫多样性具有重要意义。

本论文得到了甘肃省农业科学院院列重点研发项目（2024GAAS19）、国家自然科学基金项目（32502547）、国家重点研发项目（2023YFD1401100）等项目支持。

论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0269749126016908

图/文：余海涛     审核:牛树君   总编辑：郭家玮