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脑洞大开!水凝胶,最新Nature大子刊,为蜜蜂解毒!

高分子科学前沿  · 公众号  · 化学  · 2024-09-07 07:50

主要观点总结

本文介绍了蜜蜂在全球农业中的重要性以及面临的栖息地丧失、农药暴露等问题。针对新烟碱类杀虫剂对蜜蜂的毒性,康奈尔大学马明林教授团队提出了一种简单且可扩展的解决方案,通过可摄入水凝胶微粒(IHM)捕捉新烟碱类物质,减轻农药对蜜蜂的有害影响。研究使用东方大黄蜂作为模式物种,以新烟碱类农药吡虫啉为代表进行了实验证明。IHM提高了蜜蜂的存活率、改善了采食行为和运动活动,并在亚致死剂量下表现出显著效果。相关研究发表在《Nature Sustainability》上。

关键观点总结

关键观点1: 蜜蜂为全球农业经济做出重要贡献,但数量因栖息地丧失、农药暴露等问题大幅减少。

新烟碱类杀虫剂对蜜蜂具有较高毒性,影响觅食、飞行和记忆,可能导致寿命缩短。

关键观点2: 康奈尔大学马明林教授团队提出使用可摄入水凝胶微粒(IHM)捕捉新烟碱类物质,减轻农药有害影响。

IHM通过体外及蜜蜂消化道中捕捉新烟碱类物质,显著提高蜜蜂存活率,改善采食行为和运动活动。

关键观点3: IHM的效果评估包括体外吸附能力、不同浓度下的吡虫啉捕获效果、高吡虫啉暴露后的蜜蜂存活率、亚致死吡虫啉暴露后的蜜蜂健康状况等。

研究证实IHM不影响蜜蜂的正常死亡率和花粉消耗,但在暴露于低剂量吡虫啉时,IHM处理的蜜蜂存活率提高约30%。此外,IHM改善了蜜蜂的进食和运动表现,并显著提高了翅膀拍动频率。

关键观点4: IHM的合成方法、体内分布和在消化过程中的形态保持不变。

IHM通过沉淀聚合方法合成,直径约5μm,能通过物理吸附捕获吡虫啉。体内追踪实验证实IHM可摄入并通过消化道移动,形态在消化过程中保持不变。

关键观点5: IHM技术为养蜂业带来益处,降低蜜蜂在作物授粉期间的风险。

虽然IHM在改善蜜蜂健康方面取得了显著成果,但仍需在较长时间范围内和多种农药组合下进行进一步测试。


文章预览

蜜蜂为农作物种植提供重要的授粉服务,为全球农业经济贡献了数十亿美元。然而,近年来蜜蜂数量大幅减少,主要原因包括栖息地丧失、农药暴露等问题。新烟碱类杀虫剂,尤其是硝基取代类,对蜜蜂具有较高毒性,影响其觅食、飞行和记忆,并可能导致寿命缩短。尽管农药管理措施有所加强,蜜蜂的解毒挑战仍未解决。 在这里, 康奈尔大学 马明林教授 团队 提出了一种简单且可扩展的解决方案, 通过可摄入水凝胶微粒(IHM)在体外及蜜蜂消化道中捕捉新烟碱类物质,从而减轻农药的有害影响 。 研究使用常见的东方大黄蜂(Bombus impatiens)作为模式物种,并以新烟碱类农药吡虫啉为代表,证明了 IHM 治疗的显著效果。 在致死剂量的吡虫啉暴露下,接受 IHM 治疗的蜜蜂存活率比未治疗组高出 30%。在亚致死剂量(5 ng)下,IHM 处理明显改善了蜜蜂 ………………………………

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