综述：常见农药的环境生殖毒性：对斑马鱼生命周期的机制与影响

　　本综述系统探讨了农药在斑马鱼中诱发生殖毒性的机制与表现，重点分析了其对HPGL轴（下丘脑-垂体-性腺-肝轴）、类固醇合成、DNA甲基化、氧化应激及AhR（芳香烃受体）通路的影响，揭示了农药通过干扰内分泌平衡、诱导表观遗传改变及行为异常导致生殖能力下降的多途径作用，为农药生态风险评估与生殖健康保护提供了关键科学依据。

　　

引言

近年来，不孕不育问题日益突出，全球不孕症终生患病率平均达17.5%，其中环境因素如农药污染被认为是重要诱因。生殖毒性被定义为化学物质对生殖过程（包括配子发生、受精和胚胎发育）的不良影响。某些农药作为内分泌干扰物，即使在低浓度下也可干扰激素功能，影响动物和人类的器官发育与功能。斑马鱼因其繁殖周期短、产卵量大、体型小、易繁殖等特点，已成为研究生殖毒性的理想模型生物。其独特的先雌后雄的性腺发育特性，以及高度保守的HPGL轴调控机制，为揭示农药生殖毒性机制提供了重要平台。

农药种类与生殖毒性表现

杀虫剂

有机磷农药（OP）如二嗪农，通过抑制乙酰胆碱酯酶发挥神经毒性，并下调vtg（卵黄蛋白原）、cyp19a1a（芳香化酶）和hsd17b3（17β-羟类固醇脱氢酶）等基因表达，损害配子发生和内分泌平衡。拟除虫菊酯类如β-氯氰菊酯，可降低精子数量、延迟性腺发育、干扰性激素分泌，并影响HPG轴基因表达。新烟碱类如 acetamiprid（啶虫脒），以性别依赖方式改变激素生产和HPG轴相关基因表达，导致雌性化、生殖功能障碍及后代发育异常，甚至出现跨代生殖效应。

除草剂

草甘膦可破坏斑马鱼内分泌系统，表现为早期卵泡数量增加、晚期卵泡减少、卵泡细胞空泡化、卵周隙扩大及卵母细胞线粒体损伤。其生殖毒性具有隐蔽性：F1代虽无显著形态异常，但在与未暴露伴侣交配时出现完全生殖失败，表明早期暴露可影响后期生育能力或亲代暴露影响后代生殖能力。

杀菌剂

如 cyprodinil（嘧菌环胺）在环境相关浓度下可显著增加后代死亡率和畸形率；azoxystrobin（嘧菌酯）、tebuconazole（戊唑醇）和prochloraz（丙氯灵）可能影响内分泌系统或直接损伤生殖组织，导致生育力下降和后代发育异常。

农药代谢物与混合毒性

许多农药代谢物（如有机磷农药代谢物DAP）比母体化合物毒性更强，且更易在环境中持久存在。农药混合暴露表现出协同效应，即使各化学物质处于无观察不良效应水平（NOAEL），其组合仍可能对生殖发育产生显著影响，加剧激素失衡，对生殖健康构成更大风险。

生殖毒性表型与行为影响

在斑马鱼中，生殖毒性表现为性别比例失衡、求偶行为改变、生育力下降或不育、性腺损伤、配子数量与形态异常、亲代生殖细胞发育延迟或异常等。行为学指标如游动速度、追逐行为、神经行为改变等，直接影响交配成功率和受精率。例如，tebuconazole和difenoconazole（苯醚甲环唑）暴露减少了雌雄鱼接触时间，导致产卵量和受精率下降。

毒性作用机制

HPGL轴干扰

HPGL轴是调节性激素稳态与生殖过程的核心通路。农药可通过干扰GnRH（促性腺激素释放激素）、LH（黄体生成素）和FSH（卵泡刺激素）的分泌，影响性类固醇激素（如E2₂和T）的合成。芳香化酶Cyp19a1a催化T向E₂的转化，其表达异常可导致性别比例失衡（如雌性主导）。研究表明，草甘膦下调卵巢cyp19a1a和esr1（雌激素受体1），改变睾丸hsd3b2表达，破坏氧化稳态，最终导致生殖能力下降。

氧化应激

农药诱导的活性氧（ROS）过量产生可导致氧化应激，破坏线粒体功能、损伤DNA、蛋白质和脂质，引发细胞凋亡和性腺功能障碍。如 climbazole（ climbazole）可增加氧化型/还原型谷胱甘肽比值，诱导卵巢凋亡，损害卵巢功能并降低产卵量。抗氧化剂如富硒螺旋藻可缓解β-氯氰菊酯诱导的生殖系统氧化损伤。

线粒体功能破坏

线粒体是能量生产的关键细胞器，其功能受损直接影响求偶行为所需的能量供应。例如，epoxiconazole（氟环唑）抑制线粒体呼吸链和ATP合成基因（atp6、cox1、nd1和ucp-2）表达；吡唑醚菌酯和肟菌酯降低斑马鱼胚胎的基础呼吸和 oligomycin 诱导的ATP呼吸；有机氯农药破坏线粒体生物能量学，降低耗氧率并影响线粒体复合物（I-IV）酶活性。

DNA甲基化

农药可诱导表观遗传改变，特别是DNA甲基化。如 fenbuconazole（腈苯唑）增加睾丸piwil1和dnmt6及卵巢vasa和dazl的甲基化水平；propiconazole（丙环唑）可改变雌鱼性腺和肝脏的整体DNA甲基化模式，影响卵黄蛋白生成和性激素代谢，进而损害生育力。这类改变可能具有跨代遗传特征，增加代际毒性风险。

AhR通路激活

芳香烃受体（AhR）作为细胞质受体和转录因子，可被多种农药激活并参与生殖调节。如除草剂neburon（草不隆）因强AhR激动活性影响精子成熟并增加睾丸凋亡；AhR抑制剂可缓解prothioconazole（丙硫菌唑）及其代谢物对卵巢组织的损伤，表明AhR是环境污染物诱导生殖障碍的关键调节因子。

结论与展望

农药作为现代农业的重要组成部分，其残留对水生生态系统及生殖健康构成显著威胁。本综述系统揭示了农药通过干扰HPGL轴、诱导氧化应激、表观遗传改变及行为异常等多途径介导斑马鱼生殖毒性的机制，为农药生态风险评估与生殖健康保护提供了关键科学依据。未来研究应聚焦于开发对非靶标生物更安全的新型农药，加强农药使用监管，推广病虫害综合管理策略，以实现农业可持续发展与生态系统健康的平衡。