2つのパクロブトラゾールエナンチオマーによって誘導される緑藻類（クロレラgulluris）のエナンチオ選択的成長阻害

キラル農薬のエナンチオマーは通常、周囲の環境では非標的生物に異なる毒性効果を示しますが、パクロブトラゾールのエナンチオ選択的毒性に関する研究はほとんどありません。この研究では、ラセミテート、（2S、3S）エナンチオマー（S-エナンチオマー）および（2R、3R） - エナンチオマー（R-エナンチオマー）のエナンチオ選択的生物蓄積と毒性がパクロビトラゾールの（2R、3R） - エナンチオマー（2R、3R） - エナンチオマー（2R、3R） - エナンチオマー（2R、3R） - 毒性などの毒性がC. vulgaris細胞が調査されました。結果は、藻類細胞が短時間でパクロブトラゾールを蓄積できることを示したが、この生体内蓄積は生物学的代謝中の2つのエナンチオマーの間にエナンチオ選択的区別がなかった。しかし、パクロブトラゾールのラセミートと2つのエナンチオマーは、C。vulgarisの成長を著しく阻害し、致死濃度の中央値が異なりました。治療されたC. vulgarisの光合成色素、光合成関連遺伝子、および抗酸化関連バイオマーカーも調査されました。一般に、R-エナンチオマーは、そのラセミ酸塩およびS-エナンチオマーよりもC. vulgaris細胞に対してより毒性があることがわかりました。さらに、透過型電子顕微鏡（TEM）分析では、RエナンチオマーがS-エナンチオマーよりも深刻な変化を引き起こしたことが示されました。さらに、2つの植物ホルモン（Gibberellin、GAおよびIndoleAcity Acid、IAA）の内容物を、処理されたC. vulgarisで決定しました。パクロブトラゾール濃度が高いほど、IAA含有量が大きくなりました。それにもかかわらず、2つのエナンチオマーはC. vulgarisのGAの生合成にエナンチオ選択的効果を示しませんでした。私たちの結果は、非標的生物に対するパクロブトラゾールエナンチオマーのエナンチオ選択的効果を理解するのに役立ち、環境のリスクを評価するのに役立ちます。

Enantiomers of chiral pesticides usually display different toxic effects on non-target organisms in surrounding environment, but there are few studies on its enantioselective toxicity of paclobutrazol to aquatic organisms such as Chlorella vulgaris (C. vulgaris). In this study, the enantioselective bioaccumulation and toxicities, such as acute toxicity and oxidative stress, of the racemate, (2S, 3S)-enantiomer (S-enantiomer) and (2R, 3R)-enantiomer (R-enantiomer) of paclobutrazol to the C. vulgaris cells were investigated. The results showed that the algae cells were able to accumulate the paclobutrazol in a short time, while this bioaccumulation had no enantioselective distinction between the two enantiomers during biological metabolism. However, the racemate and two enantiomers of paclobutrazol significantly inhibited the growth of C. vulgaris, displayed different median lethal concentrations. The photosynthetic pigments, photosynthesis-related genes as well as antioxidation-related biomarkers in treated C. vulgaris were also investigated. In general, R-enantiomer was found to be more toxic to C. vulgaris cells than its racemate and S-enantiomer. Additionally, transmission electron microscopy (TEM) analysis showed the R-enantiomer caused more serious changes than S-enantiomer. Moreover, contents of two plant hormones (gibberellin, GA and indoleacetic acid, IAA) were determined in treated C. vulgaris. Higher paclobutrazol concentrations caused lower IAA contents significantly. Nevertheless, the two enantiomers showed no enantioselective effects on the biosynthesis of GA in C. vulgaris. Our results are helpful to understand the enantioselective effects of paclobutrazol enantiomers on non-target organisms, and useful for evaluating their environmental risks.