コムギ中のイミダクロプリドの吸収、転座、分布の決定

今日の農学では、農薬の使用は作物の収量を増やすために不可欠です。ネオニコチノイド系殺虫剤は、昆虫神経系のニコチン性アセチルコリン受容体を制御することによって膜電位バランスを変化させ、それによって昆虫の中枢神経系の正常な伝導を阻害し、昆虫の麻痺および死をもたらす¹。従来の殺虫剤と比較して、ネオニコチノイドには、新しい作用機序、高い殺虫活性、強力な根の吸収などの利点があり、農薬市場で非常に成功しています^2,3。ネオニコチノイドの販売量は、2014年に世界の農薬市場の27%を占めると報告されました。ネオニコチノイドの平均年間成長率は2005年から2010年まで11.4%で、そのうち約7%が中国で登録されました^4,5,6。2016年末から2017年前半にかけて、中国での農薬の売上高は下落した後、回復し始め、農薬の価格は上昇し続け、その中でネオニコチノイド系殺虫剤は大幅な価格上昇を示しました⁷。これまでに、3世代のネオニコチノイド殺虫剤が開発されており、それぞれニコチンの塩化ピリジン、チアゾリル、およびテトラヒドロフラン基を含有する^8。

イミダクロプリドは、分子式がC₉H₁₀ClN₅O₂である第一世代のネオニコチノイド殺虫剤を表し、無色の結晶である。イミダクロプリドは、主にアブラムシ、ウンカ、ミールワーム、アザミウマなどの害虫を防除するために使用され⁹ 、米、小麦、トウモロコシ、綿花などの作物、ジャガイモなどの野菜、果樹に適用できます。農薬の長期的、実質的、継続的な施用により、益虫と害虫の天敵の両方が急速に減少し、一部の農業害虫は農薬に耐性を持つようになり、農薬の継続的かつ増加量という悪循環が生じています¹⁰。さらに、農薬の広範な施用は、土壌の質の悪化、農産物中の残留農薬の残留、およびその他の生態学的問題を引き起こし、農業生態環境に重大な損害を与えるだけでなく¹¹ 、人間の健康に深刻な脅威をもたらします¹²。農薬散布は、土壌微生物と土壌動物の成長と質に深刻な影響を及ぼします¹³。農薬の不当または過度の使用は、土壌および水環境、動植物、さらには人命に重大なセキュリティリスクを引き起こしました¹⁴。近年、農薬の広範な施用に伴い、作物中の過剰な残留農薬の問題がより深刻になっています。イミダクロプリドを使用して野菜収量を増加させると、野菜中のイミダクロプリドの吸収率は、イミダクロプリドの量と残留物の増加とともに増加しました¹⁵。主要な食用作物として、小麦の生産と安全性の両方が重要です。したがって、小麦に使用される農薬の残留と流通政策を明確にする必要があります。

近年、水、土壌、植物からイミダクロプリド残留物を抽出するための多くの方法が開発されています。QuEChERS法(迅速、簡単、安価、効果的、堅牢、安全)は、固相マイクロ抽出技術と分散固相抽出技術を組み合わせた新しい方法であり、抽出溶媒としてアセトニトリルを使用し、それぞれNaClと無水_MgSO4を使用してサンプル中の混合不純物と水を除去します¹⁶。.QuEChERS法は、最小限のガラス製品を必要とし、簡単な実験ステップを備えているため、最も人気のある農薬抽出方法の1^{つとなっています17}。イミダクロプリドの検出では、液体クロマトグラフィー(LC)で1 × 10-9 g¹⁸という低い検出限界を達成し、ガスクロマトグラフィー(GC)で1 × ^{10-11 g 19}を達成しました。それらの高い分解能と感度のために、LC-MSおよびGC-MSは、1 × ^10-13から1 × ^10-14 g^20,21のさらに低いイミダクロプリド検出限界を示しています。したがって、これらの技術は、微量イミダクロプリド残基の分析に適しています。

本研究では、小麦中のイミダクロプリド残留物の分布を研究するために、イミダクロプリドを標的汚染物質として選択し、小麦を試験作物として選択しました。このプロトコルは、水耕栽培条件下で栽培された小麦植物のさまざまな部分におけるイミダクロプリドの吸収と貯蔵を探索することにより、小麦中の農薬イミダクロプリドの濃縮と移動の包括的な分析の方法を詳述しています。本研究は、小麦中の残留農薬のリスク評価の理論的基礎を提供し、残留農薬を減らすための農業生産活動における農薬の合理的な適用を導き、作物生産の安全性を向上させることを目的としています。