编译：微科盟阿曼，编辑：微科盟居居、江舜尧。
微科盟原创微文，欢迎转发转载，转载须注明来源《微生态》公众号。 导读过量使用吡虫啉(IMI)会阻碍植物的次生代谢和生长。IMI胁迫对辣椒植株代谢产物、根际以及植物-微生物分散之间相互作用的影响尚未得到广泛研究。本研究探讨了IMI对植物信号成分、次生代谢途径以及根际和叶际微生物群落的影响。结果发现，IMI及其代谢物(6-氯烟酸、IMI-desnitro、5-hydroxy-IMI、IMI-urea和IMI-olefin)主要分布在辣椒植株的叶片中。与根部相比，IMI浓度升高对辣椒叶片代谢的抑制作用更显著。非靶向代谢组学研究结果表明，IMI暴露主要抑制辣椒植株的次生代谢，包括黄酮、酚酸和植物激素。值得注意的是，IMI处理破坏了植物与微生物之间的平衡，减少了辣椒植株叶际中Vicinamibacteria、疣微菌门、芽单胞菌门和γ-变形菌门的数量，以及根际中Vicinamibacteria、芽单胞菌门、γ-变形菌门和α-变形菌门的数量。本研究表明，过度暴露于IMI会损害根际土壤和辣椒幼苗的微生物组成和代谢物分布，从而抑制植株生长。 
图文摘要 原名：Imidacloprid-induced stress
affects the growth of pepper plants by disrupting rhizosphere-plant microbial
and metabolite composition 译名：吡虫啉诱导的胁迫通过破坏根际-植物微生物和代谢物组成影响辣椒植株的生长
期刊：Science of The Total
Environment IF：9.8
发表时间：2023.7
通讯作者：孙然锋，潘灿平
通讯作者单位：海南大学植物保护学院；中国农业大学理学院
DOI号：10.1016/j.scitotenv.2023.165395
在辣椒种植过程中，对IMI及其母体化合物的四种代谢物进行了分析，发现它们在植物内的分布存在差异。图1所示结果表明，不同浓度的IMI存在于土壤样品、根、茎和叶中。具体来说，土壤样品中较低和较高的IMI浓度分别为0.1和0.3 mg/kg，根中分别为0.1和0.3 mg/kg，茎中分别为0.8和2.6
mg/kg。叶片中的IMI浓度分别为8.9 mg/kg和20.0 mg/kg。本研究报告在根、茎和叶中检测到了不同数量的IMI-d和IMI-u，它们是IMI的两种重要代谢物。6-CA在土壤和辣椒植株中均有较低浓度的存在，而IMI-o仅在叶片中存在。这种现象可能部分归因于存在低于定量限(<LOQ)的最低残留量。本研究的目的是检测农药的生物累积和转运能力，特别是IMI及其4种代谢物在辣椒植株不同组织中的生物富集因子(BCF)和易位因子(TFs)(图1和表S2)。研究发现，尽管浓度不断增加，但IMI叶片生物富集因子(LCF)保持相对稳定。但IMI-urea和6-氯烟酸的LCF值明显升高。具体来说，IMI-urea的LCF值分别为0.08和0.2 L/kg，而6-氯烟酸的LCF值分别为0.01和0.03 L/kg。处理浓度对吡虫啉、反硝化作用、尿素和6-氯烟酸的TFstem/roots无显著影响。但TFstem/root显著增加，而6-氯烟酸显著减少。 
图1.本研究调查了吡虫啉、IMI-olefin、IMI-desnitro、6-氯烟酸和IMI-urea在辣椒植株叶片、茎、根和土壤(A-K)中的分布情况。数据以平均值±SEM表示。不同字母表示具有统计学意义，P<0.05 (n=3)。本研究通过测量株高和鲜重评估了除草剂处理对辣椒生长的影响。提高IMI浓度会导致叶片生长量和大小显著下降，分别减少61.1%和31.3%(图S1)。辣椒植株叶片和根部的激素波动呈现出不同的模式。如图2A-D所示，叶片中ABA、JA和SA的浓度高于根部，而根部IAA的浓度高于叶片。观察到JA和IAA的含量随浓度升高而下降，但叶片的下降趋势较根更为明显。高浓度IMI的施用会降低根和叶片中的JA含量。其中，根中的JA含量减少了23.1%。在低浓度和高浓度IMI处理下，叶片中的JA含量分别减少了45.6%和66.4%。在不同浓度的IMI处理下，叶片中的IAA含量分别下降37.5%和72.4%；根部的IAA含量分别减少了12.7%和36.6%。此外，叶片中的ABA水平呈上升趋势，分别增加了39.6%和16.7%。在高IMI处理下，根中的ABA含量增加了64.0%。然而，MI处理对叶片和根中的SA检测量没有影响。 
图2.吡虫啉处理后辣椒组织中吲哚-3-乙酸(IAA)、脱落酸(ABA)、茉莉酸(JA)、水杨酸(SA)、香豆素、木犀草素、槲皮素、4-羟基-3,5-二甲氧基肉桂酸、阿魏酸、咖啡酸和4-羟基苯甲酸的水平(A-L)。数据以平均值±SEM表示。观察所有处理植物地上部和地下部黄酮和酚酸的变化(图2E-L)。叶片中香豆素、芦丁、木犀草素、4-羟基-3,5-二甲氧基肉桂酸、阿魏酸和咖啡酸的含量高于根部。相反，根部的槲皮素和4-羟基苯甲酸含量较高。施用不同浓度的IMI可使叶片中的香豆素含量分别增加66.1%和173.2%。而在根中，在较高的剂量下，增幅仅为155.0%。在较高水平的IMI干预下，叶片中的芦丁减少了54.0%。在不同的IMI浓度下，叶片(33.1%和61.0%)和根部(76.2%和80.4%)中的木犀草素浓度显著降低。不同浓度的IMI对根中槲皮素含量的影响分别降低了42.6%和75.0%。相反，叶片中的槲皮素含量分别下降了30.0%和78.1%。4-羟基-3,5-二甲氧基肉桂酸在叶片中的含量分别减少了39.4%和63.3%，在根中的含量分别减少了55.2%和60.6%。叶片和根中阿魏酸的含量分别减少了53.8%和69.6%，19.4%和42.8%。研究发现，施用不同的IMI处理会使叶片中的咖啡酸浓度分别降低11.8%和17.0%，其在根中的含量下降19.9%，特别是在范围较大的情况下。在低浓度和高浓度处理下，叶片中的4-羟基苯甲酸含量分别下降29.4%和38.7%，添加量较高时，其在根中的含量降低了31.2%。该研究采用了配备Orbitrap
Exploris 120的Vanquish UHPLC系统，该系统具有ESI离子源，用于研究暴露于不同剂量IMI后的土壤代谢物(图3A-F)。该研究利用非靶向代谢组学研究了辣椒植株根际土壤中存在的代谢物，包括其数量和相关代谢途径。QC样品在95%置信区间内表现出聚类倾向，这表明具有高度的可重复性。如图3A和D所示，对数据进行了主成分分析(PCA)。结果表明，在正离子和负离子模式下，对照组、低浓度和高浓度IMI处理之间存在明显的差异。表S3列出了通过OPLS-DA建模分析并在正离子或负离子模式下进行7次交叉验证获得的R2×、R2Y和Q2模型参数值。本研究选取P<0.05和VIP>1作为卡值标准(图3G)。本研究结合MS/MS数据鉴定对S-IMI-2×、S-IMI-X和CK进行了比较分析。研究发现，根际土壤中存在26种代谢物(表S4)。利用全连锁法和欧氏距离矩阵对差异代谢物进行聚类分析。分析生成的热图支持了这一点(图3H)。该研究鉴定到的代谢物包括氧化磷酸化、丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢(图3I)。 
图3.在正离子和负离子模式下，吡虫啉暴露影响根际土壤代谢物的浓度(n=4)。(A)、(D)主成分分析(PCA)；(B)、(E)火山图(低浓度吡虫啉vs.对照组)；(C)、(F)火山图(高浓度吡虫啉vs.对照组)；(G)各代谢物电荷比和P值的散点图；(H)热图分析；(I)KEGG通路分析。(A)、(B)和(C)代表正离子，(D)、(E)和(F)代表负离子。该研究检测了暴露于有效浓度和2倍有效浓度的IMI后辣椒根和叶的代谢物(图4)。图1和图4显示了根和叶中典型的正负离子基峰(图4A和D)。对数据进行了PCA分析，如图4B、C、E和F。研究发现，在正离子和负离子模式下，辣椒叶片和根对照组与不同水平的IMI处理组之间存在明显差异。无论是在正离子模式还是负离子模式下，通过OPLS-DA建模分析和7次交叉验证得到了叶片(表S5)和根(表S6)的R2×、R2Y和Q2模型参数值。该分析选取的数值为P<0.05和VIP>1(图5A和D)。在对S-IMI-2×、S-IMI-X和CK处理组之间的MS/MS数据鉴定进行比较分析后，在辣椒叶中共鉴定出596种代谢物和257种差异代谢物(如表S7所示)。同样，在辣椒根中检测到596种代谢物和164种差异代谢物(表S8)。图5B和E所示的结果表明，吡虫啉处理浓度的增加导致叶片中差异代谢物含量的上升并且随后下降。相比之下，根系中差异代谢物的范围逐渐减小。使用不同剂量的吡虫啉处理后，苯丙素生物合成、亚油酸代谢、苯丙氨酸代谢和半乳糖代谢主要集中在叶片。相反，亚油酸代谢和苯丙氨酸代谢主要富集于根部(图5C和F)。 
图4.吡虫啉处理的辣椒叶片、根的正负离子代谢组学分析(n=4)。(A)、(D)总离子色谱图(TIC)；(B)、(E)辣椒叶片的主成分分析(低水平吡虫啉vs.对照组)；(C)、(F)辣椒根的主成分分析(高水平吡虫啉vs.对照组)。(A)、(B)和(C)代表正离子，(D)、(E)和(F)代表负离子。
图5.该研究分析了吡虫啉暴露对辣椒叶片和根(n=4)代谢物分布的影响。研究采用了多种分析技术，包括不同代谢物的电荷比和P值的散点图分析、热图分析和KEGG通路分析。结果如图A、B、C、D、E、F所示。A、B、C表示叶片组织，D、E、F表示根组织。研究了IMI对叶片细菌种群多样性的影响，特别检测了纲水平的细菌丰度。α多样性分析表明，随着IMI浓度的增加，叶片中ACE、Chao1、Shannon和Simpson指数先升高后下降，与对照组相比，ACE和Chao1的变化最为明显(图6A-D)。图6E所示的结果表明，PCA分析成功地区分了对照组和IMI处理组。其中，第一主成分占方差的82.69%，第二主成分占方差的13.20%。根据PCA的聚类分析，可以推断IMI暴露引起了叶片细菌生态的改变。对样本间所有物种丰度差异进行Spearman秩相关分析，以找到相关系数大于0.1且P值小于0.05的数据，并利用这些数据构建网络。该网络由44个节点和100条边组成。每条边连接两个节点。表S9列出了边的统计信息。根据节点的Zi值(模块内连通性)和Pi值(模块间连通性)，将节点分为外围节点、Connectors、模块hubs和网络hubs。外围节点的特征是Pi≤0.62、Zi≤2.5，边缘受限，且连接仅限于集群内的节点。Connectors为Pi>0.62、Zi≤2.5，以及涉及其他群组的交互。模块hubs的特征是Pi≤0.62、Zi>2.5，以及与系统中特定节点的强连接。最后，网络hubs的特征是Pi>0.62，Zi>2.5，以及其他集群内的高连接性。Python用于创建物种关系网络。图S2显示了连接度最高的44个属。叶片中最主要的细菌门是Vicinamibacteria、疣微菌门、芽单胞菌门、γ‐变形菌门、绿弯菌门、拟杆菌门、Bacilli、α-变形菌门、放线菌门和Acidimicrobiia，共占细菌种群的近95.0%(图6F)。研究观察到，随着处理浓度的增加，疣微菌门(111.9%和83.4%)、拟杆菌门(24.4%和64.1%)和放线菌门(16.1%和21.0%)的数量增加。相反，γ‐变形菌门(26.4%和32.6%)的含量则有所下降。本研究结果表明，IMI处理水平的提高与总体微生物数量的减少有关(图6G)。图6H显示了IMI处理与农药母体和代谢物(IMI、IMI-o、IMI-u、IMI-d和6-CA)、次生代谢物(香豆素、IAA和4-羟基苯甲酸)以及微生物群落丰富度之间的相关性。根据RDA分析，RDA1和RDA2轴上特征值的贡献率分别为39.81%和32.16%。Vicinamibacteria、疣微菌门、芽单胞菌门、绿弯菌门、拟杆菌门、Bacilli和α-变形菌门的丰度与IMI处理水平呈显著正相关，包括IMI、IMI-u、IMI-o、IMI-d和6-CA。但与γ‐变形菌门、放线菌门、Acidimicrobiia、香豆素、IAA、4-羟基苯甲酸存在较强的相关性，导致这些指标的浓度显著降低。 
图6.叶际微生物多样性的生物信息学分析(n=4)。(A-D) α多样性指数的差异分析。A为ACE指数，B为Chao1指数，C为Shannon指数，D为Simpson指数。(E) β多样性分析(PCA)。(F)前10个细菌门的相对丰度。(G)前80个细菌属的热图。(H)微生物群落、吡虫啉及其代谢物以及植物次生代谢物的冗余分析(RDA)。研究了IMI暴露对土壤细菌多样性的影响，特别关注纲水平上的细菌丰度。α多样性研究结果表明，IMI浓度的增加导致土壤ACE和Chaol指数升高。然而，与对照组相比，Shannon和Simpson指数没有明显变化(图7A-D)。图7E所示的结果表明，PCA分析成功地区分了对照组和IMI处理组。其中，第一主成分和第二主成分分别占方差的22.21%和15.04%。主成分分析(PCA)结果表明，IMI暴露引起了叶片细菌生态的改变。该网络有44个节点和100条边。每条边连接两个节点。使用Python创建物种连接网络。图S3显示了主要的44个相关属。根际土壤中主要有10个细菌门，即Vicinamibacteria、Polyangia、芽单胞菌门、γ‐变形菌门、拟杆菌门、α‐变形菌门、放线菌门、酸杆菌门、Acidimicrobiia和Saccharimonadia，共占细菌种群的近95.0%(图7F)。处理浓度的增加显著影响了Vicinamibacteria、芽单胞菌门和Acidimicrobiia的丰度，它们的丰度呈稳步下降趋势。然而，其余成分未出现明显变化。随着IMI处理剂量的增加，总体微生物数量也相应增加(图7G)。图7H显示了IMI处理与以下变量之间的相关性：农药母体和代谢物(IMI、IMI-u和6-CA)、次生代谢物(烟酰胺单核苷酸、琥珀酸、L-天冬氨酸、焦磷酸盐和L-丝氨酸)以及微生物群落丰富度。根据RDA分析，RDA1和RDA2轴上特征值的贡献率分别为51.84%和26.45%。随着IMI处理剂量的增加，γ‐变形菌门、α‐变形菌门、放线菌门和α‐变形菌门的丰度与IMI、IMI-u、烟酰胺单核苷酸、琥珀酸和6-CA的存在呈显著正相关。此外，还观察到L-天冬氨酸、焦磷酸盐和L-丝氨酸与细菌门Polyangia、Acidobacteriae、芽单胞菌门、Vicinamibacteria和Acidimicrobiia呈正相关。因此，这些指数的浓度随着IMI水平的增加而显著下降。 
图7.根际土壤微生物多样性的生物信息学分析(n=4)。(A-D) α多样性指数的差异分析。A为ACE指数，B为Chao1指数，C为Shannon指数，D为Simpson指数。(E) β多样性分析(PCA)。(F)前10个细菌门的相对丰度。(G)前80个细菌属的热图。(H)微生物群落、吡虫啉及其代谢物以及植物次生代谢物的RDA分析。研究发现，过量使用农药会阻碍植物生长、扰乱抗氧化系统并影响次生代谢。IMI处理对土壤中代谢物、根际平衡和植物-微生物分散的影响尚不清楚，特别是涉及到各种途径的使用。本研究分析了IMI对植物生理多个方面的影响，包括信号成分、次生代谢途径、农药吸收和代谢以及根际和叶际微生物群落。许多不同类型的作物使用IMI来防御害虫。木质部负责将养分从土壤中输送到植物的地上部分。韧皮部的汁液有助于将养分输送到花、果实和其他组织。在有效剂量和2倍推荐有效剂量下，辣椒植株和种植土壤中的IMI浓度为叶片>茎>根>土壤(图1A-E)。在根际土壤中有效鉴定出了3种重要的IMI代谢物：IMI-d、IMI-u和6-CA。土壤中没有IMI-o主要是因为其残留量低于定量限(LOQ)。在各种植物组织中也检测到IMI和2种主要的IMI代谢物(IMI-u和6-CA)(图1F-K)。IMI代谢物在不同植物中的分布与本研究结果不同。Marcela等人报告称，绿色植物组织中的IMI-o和IMI-u水平升高。根中没有IMI-o，阻碍了其从叶片的转运。土壤和根中的IMI/IMI-u比率相当，表明根负责运输这些物质。根据Zhou等人的研究，IMI是花椒的主要成分，尿素、NTG、烯烃、5-hydroxy和6-氯烟酸的含量较少。在莴苣叶片中检测到5种初级代谢物，即5-羟基-吡虫啉、IMI-o、IMI-u、IMI-urea-glucose和6-CA。吡虫啉生物降解的主要机制包括硝化基团修饰和咪唑环氧化，前者是更有效和更常见的途径。种植方式、施药剂量、施药频率和植物形态等因素都会显著影响吡虫啉在植株不同部位和种植土壤中的积累和代谢。与母体化合物IMI相比，生物转化衍生物IMI-o对C. dipterum的毒性水平与母体化合物相似，而对G. pulex的毒性略有降低。中间体可能会进一步代谢，或者IMI的缓慢降解并不能完全解释这种差异。根据毒理学和代谢研究，某些IMI代谢物比原始化合物具有更高的杀虫活性或造成更大的危害。母体化合物是几项研究IMI降解的实地试验的对象。因此，在评估IMI残留和确定其可能的饮食风险时，考虑IMI的代谢产物是至关重要的。对植物施用杀虫剂会导致植株高度和鲜重下降。这可能是由于植物体内的植物激素生物合成平衡被破坏。植物生长调节剂(PGRs)可以在不利或恶劣条件下促进植物的生长和发育。植物生长调节剂是一种天然激素，可通过调节生理和代谢过程帮助植物适应胁迫，从而减少农药的有害影响。该研究发现，参与度与JA和IAA的水平呈负相关，在叶片中观察到的影响比根部更显著(图2A-D)。研究结果表明，叶片中的ABA、JA和SA浓度比根部更有效。相比之下，根部的IAA浓度更高。该实验主要通过叶面喷洒诱导IMI胁迫，导致叶片代谢反应比根代谢反应更明显。ABA、JA和SA具有显著的抗胁迫作用。此外，这些物质可能会从根部向上运输，导致根部的IAA积累增加。在经IMI处理的芥菜植株中，JA增加了总酚和花青素，表明它们在叶绿素色素保护中起作用。在对芥菜外部喷施24-表油菜素内酯后，组织中的IMI水平下降，并进一步解毒农药。在拟南芥叶面和土壤中施用IMI后，诱导由SA控制的防御相关基因的表达。作者之前的研究表明，与对照组相比，IMI胁迫导致薄荷中的JA和ABA水平升高。植物激素在植物的防御机制和发育保护中起着至关重要的作用，是缓解胁迫影响的直接手段。研究重要的次生代谢物和胁迫响应途径，对于阐明植物对农药诱导的胁迫的反应机制具有重要意义。苯丙素代谢产生木质素、木脂素、类黄酮和花青素，有助于植物生长发育并与环境相互作用。研究发现，与对照组相比，IMI剂量增加会导致辣椒植株叶片和根部的黄酮醇和酚酸(特别是木犀草素、槲皮素、阿魏酸和4-羟基苯甲酸)浓度降低，香豆素水平升高(图2E-L)。图5支持非靶向代谢组学结果，表明IMI诱导的苯丙素代谢修饰可能会降低辣椒的抗性。Touzout等人的研究表明，按照推荐剂量施用IMI可抑制番茄的生长。这归因于番茄叶片中总黄酮和总酚含量的降低，番茄幼苗高度和鲜重降低。IMI处理诱发的毒理学症状包括叶绿素含量、根发育不良减少和叶肉细胞紊乱，这激活了氧化应激相关的代谢途径，如TCA循环、氨基酸、氮代谢和次级代谢途径。Lin等人的研究表明，对叶片施用IMI会改变植物的生理代谢过程、品质和药用价值。具体而言，经此处理后，芦丁、槲皮素、香豆素、咖啡酸、4-羟基苯甲酸、阿魏酸、丁香酸和芥子酸等苯丙素代谢物的浓度降低。Li等人研究发现，暴露于IMI 1天后，白菜中的含氮氨基酸(如脯氨酸、谷氨酰胺和天冬氨酸)水平明显升高。暴露于IMI 21天后，苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸的含量显著增加，表明应激反应可能有所降低。根据Deng等人的研究，代谢组学和转录组学分析表明，施用IMI降低了类黄酮、葡萄糖、果糖、蔗糖和挥发性有机化合物(VOCs)的含量，这不利于果实发育并降低了其营养价值。在另一项研究中，IMI增加了植物精氨酸、半胱氨酸、高丝氨酸和4-羟基异亮氨酸的代谢。然而，它降低了碳水化合物(包括葡萄糖、棉子糖、麦芽四糖、麦芽五糖和水苏糖)的代谢，导致生菜作物代谢失衡，影响产量和质量。IMI处理涉及作物表型及其生理和代谢过程。组学方法可以揭示IMI对植物有害影响背后的机制。植物微生物组具有作为功能因子的潜力，可为生态系统过程做出重大贡献，包括养分生物转化、污染物解毒、抵抗胁迫、促进植物生长和提高整体生产力。在本研究中，IMI处理改变了辣椒植株根际(Vicinamibacteria、Polyangia、芽单胞菌门、γ-变形菌门、拟杆菌门、α-变形菌门、放线菌门和Acidobacteriae)和叶际微生物(Vicinamibacteriae、疣微菌门、芽单胞菌门、γ-变形菌门、绿弯菌门、拟杆菌门、Bacilli和α-变形菌门)的丰度(图6和图7)。Wu等人研究了噻虫嗪对2种土壤细菌代谢过程和种群的影响。宏基因组学研究表明，噻虫嗪改变了细菌群落，降低了细菌丰度。具体而言，与对照组相比，粉质壤土中放线菌门、芽单胞菌门和硝化螺旋菌门(Nitrospirae)的数量减少；而粉质粘土中变形菌门、Patescibacteria和拟杆菌门的数量减少。采用荧光酶法和实时定量PCR评估了IMI在推荐剂量和5倍推荐剂量下对土壤微生物群落的影响。结果表明，IMI暴露显著改变了土壤碳氮循环相关微生物(Pyrenophora、Phaeosphaeria、Neurospora和Xenopus)的丰度，降低了土壤质量。Cui等人研究发现，IMI处理显著改变了变形菌门、厚壁菌门、放线菌门和拟杆菌门的丰富度，对生态系统平衡造成严重威胁。植物蕴藏着多种微生物，其中根际是种群最多的栖息地，因为其富含营养的分泌物能吸引周围土壤中的有益微生物。先前的研究表明，除根际外，叶际的细菌还能影响植物生长、进行固氮、帮助植物自然控制病原体，并协助有机污染物的生物修复。施用N-(3,5-dichlorophenyl)succinimide会降低α-变形菌门、γ-变形菌门、Sphingomonas和假单胞菌属(Pseudomonas)的丰度，从而影响烟草的健康和产量。Parizadeh等人的研究旨在考察新烟碱类杀虫剂对植物叶际细菌群落的影响。研究结果显示，施用噻虫嗪会导致有益菌(即拟杆菌门、变形菌门、Hymenobacter和Pseudomonas)数量减少。这些细菌菌株可促进植物生长，显著影响土壤肥力。综上所述，当农药在植物和土壤中的积累超过特定阈值时，微生物群落的丰度和多样性、信号物质以及植物的生长和发育都会受到负面影响。本研究旨在系统评估IMI处理对辣椒植株叶际和根际微生物群落的影响，以及植物与根际的相互作用。未来的实验应重点研究农药对必需代谢物和微生物群的影响，为产生能够降解农药的微生物群奠定基础。这种方法旨在减少过度使用农药对作物质量的不利影响。本研究表明，不同程度的IMI干预对辣椒的生长发育、次生代谢途径以及叶际和根际微环境均有影响。辣椒植株叶片是IMI及其代谢物(包括6-CA、IMI-d、5-hydroxy-MI、IMI-u和IMI-o)的主要分布区。与对照组相比，IMI浓度对植物生长和代谢过程的抑制作用更为显著，导致叶片和根中JA、IAA、4-羟基苯甲酸、槲皮素、香豆素和木犀草素的含量显著降低。该研究结果证实了非靶向代谢组学的结果，表明辣椒植株暴露于IMI会导致其次生代谢紊乱，特别是黄酮、酚酸和植物激素受到影响。此外，IMI及其相关代谢物与γ-变形菌门、放线菌门、香豆素、IAA和4-羟基苯甲酸呈负相关，导致这些指标在叶片中的浓度急剧下降。这些农药残留还降低了根际土壤中微生物α-多样性、芽单胞菌门、Acidimicrobiia和Vicinamibacteria的丰度，并破坏了代谢物(L-天冬氨酸、焦磷酸盐L-丝氨酸)的水平。综上所述，IMI暴露可能通过破坏土壤-植物系统中微生物种群和代谢途径的平衡，从而阻碍植物生长。本研究提高了人们对喷施IMI对作物潜在影响的认识，为新烟碱类农药的推广和生态风险评估提供了经验证据。原文链接：https:///10.1016/j.scitotenv.2023.165395
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