近日，中国农业科学院植物保护研究所农药应用风险控制创新团队在美国化学学会（ACS）环境领域知名期刊Environmental Science & Technology Letters（IF：10.9）上在线发表了题为“Phloem Redistribution of Pesticide Phenamacril in Plants Followed by Extensive Biotransformation”的研究论文，首次揭示了氰烯菌酯在植物中的“双向传导”和根“排泄”过程，形成循环吸收利用机制，为农药的高效利用和应用风险控制提供新思路。

农药施用后，通过叶部和根部吸收进入作物体内，进一步转运到靶向位点起到防治病虫害的目的，同时也会在可食部位累积，造成食品和环境风险问题。因此，解析农药在作物中的吸收、迁移和代谢转化机制对农药的高效利用和风险评估具有重要作用。本研究揭示了氰烯菌酯主要通过被动扩散和质外体途径进入植物维管束，然后通过木质部向上传导至茎叶部富集；通过“分根”实验，明确了其可通过韧皮部途径从地上部分向下迁移至根部，并可通过根“排泄”到周围环境中，形成“循环利用”，提高内吸性农药的利用效率。但是，农药通过韧皮部传输及根“排泄”可能增加其对可食部位及根际环境的生态风险。

植物代谢对农药在作物中的累积、生物活性和毒性方面起着至关重要的作用。本研究利用高分辨质谱非靶向筛查策略，明确了氰烯菌酯在小麦和水稻中的14个代谢产物，其中9个结构为首次鉴定；并解析了代谢反应包括羟基化、水解、脱氢、还原、脱水、糖基化和葡萄糖醛酸化等；通过植物酶活测定、转录组结合qPCR，揭示了编码细胞色素P450单加氧酶、过氧化物酶、羧酸酯酶、糖基转移酶和ATP结合转运蛋白酶基因等Ⅰ-Ⅲ相解毒相关酶的基因可能是参与植物代谢氰烯菌酯的候选基因。利用计算毒理学预测发现代谢产物M-157在环境中的持久性更强，且对大鼠和水生生物的毒性比母体更高。本研究率先提出了植物韧皮部传导机制研究对内吸性农药高效利用和准确风险评价的重要性。

中国农业科学院植物保护研究所为论文的完成单位，李如男副研究员为第一作者，李 远播研究员为通讯作者。研究工作得到国家自然科学基金青年科学基金项目（32102266）的资助。

原文链接：https://doi.org/10.1021/acs.estlett.3c00862