農藥毒性高通量篩選新方法
小小斑馬魚與水蚤建大功:
研究團隊建立農藥毒性高通量篩選新方法
農藥毒性的篩檢與食品安全議題息息相關,尤其是日前爆發多起食安風暴案件後,引起台灣社會大眾對於食安議題的重視與討論。有鑒於目前對於農藥急毒性的篩選與評估,尚無兼具快速與高通量的模式可檢測現場使用,由中原大學生物科技系蕭崇德教授、嘉義大學水生生物科學系賴弘智教授及屏東大學應用化學系陳皇州副教授組織的跨校研究團隊,通過監測水生生物活動力變異來比較農藥的潛在毒性。
研究團隊將斑馬魚(脊椎動物模型)和水蚤(無脊椎動物模型)暴露於12種不同類型的農藥(三種殺真菌劑和9種殺蟲劑),之後利用Zebrabox高通量設備與技術量測生物移動距離,爆發運動和旋轉等活動項目,將相應的活動力進行定量統計,通過數學主成分分析與聚類分析法,可以有效降低數據複雜度以擷取出背後的生物意涵。實驗結果表明斑馬魚和水蚤在暴露於農藥時會使兩種動物模型產生活動力改變,有趣的是低濃度的農藥暴露會造成水蚤運動機能減退,但會誘發斑馬魚幼魚引起運動機能亢進。
研究團隊主持人賴弘智教授表示本研究的最大量點是同時利用斑馬魚和水蚤兩種水生生物模式,建立起檢測時間只需要約一個半小時的高通量檢測技術,完成了台灣經常使用的12種農藥的急毒性生理評價。這個高通量檢測技術的成功研發,將可以廣泛應用在農藥與其他新興汙染物的毒性篩選與評價,替消費者的健康與安全肩負起重要的把關工作。本研究已於近日發表於化學生物學領域指標性期刊《Biomolecules》。
主要成果:
Akhlaq Hussain, Gilbert Audira, Nemi Malhotra, Boontida Uapipatanakul, Jung‐Ren Chen, Yu‐Heng Lai, Jong‐Chin Huang, Kelvin H.‐C. Chen*, Hong‐Thih Lai* and Chung‐Der Hsiao*.
Systematic Screening of Pesticides Toxicity in Zebrafish and Daphnia Based on Locomotor Activity Alterations. (2020) Biomolecules, 10, 1224 (SCI; Impact Factor: 4.082).
作者:蕭崇德教授、陳皇州副教授、賴弘智教授
單位:中原大學生物科技系、國立屏東大學應用化學系、國立嘉義大學水生生物科學系
電子郵件:kelvin@mail.nptu.edu.tw
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