Bestimmung der Absorption, Translokation und Verteilung von Imidacloprid in Weizen

Diese Methode hilft bei der Beantwortung der Frage, wie Imidacloprid im Weizen absorbiert, transportiert und verteilt wird. Der Hauptvorteil dieser Technik ist die hohe Sensitivität des Imidacloprid-Nachweises, der häufig zur Bestimmung von Imidacloprid in Boden-, Wasser-, Pflanzen- und anderen Proben verwendet werden kann. Um die Weizensamen zum Keimen zu bringen, wählen Sie 1000 geeignete Samen mit vollständigen Körnern, intakten Embryonen und einheitlicher Größe aus.

Tauchen Sie die Samen 15 Minuten lang in 10%ige Wasserstoffperoxidlösung, um ihre Oberflächen zu desinfizieren. Spülen Sie die Samen dann fünfmal ab, indem Sie jedes Mal 10 Sekunden lang steriles Wasser laufen lassen. Verteilen Sie nun die Weizenkörner gleichmäßig mit den Embryonen nach oben in einer Glas-Petrischale mit feuchtem, sterilem Filterpapier.

Stellen Sie die Petrischale in einen Inkubator mit künstlichem Klima bei 30 Grad Celsius und 80 % relativer Luftfeuchtigkeit. Kultivieren Sie die Weizensamen drei Tage lang im Dunkeln, bis sie keimen und Wurzeln entwickeln. Nachdem die Weizensamen gekeimt sind, legen Sie 15 Weizensämlinge in einen hydroponischen Apparat, der 100 Milliliter der halben Hoaglands-Nährlösung enthält.

Legen Sie dann das gesamte hydroponische Setup sieben Tage lang in einen Inkubator mit künstlichem Klima bei 25 Grad Celsius und 80 % relativer Luftfeuchtigkeit. Um die Pestizid-Expositionsexperimente mit zwei verschiedenen Imidacloprid-Konzentrationen durchzuführen, bereiten Sie hydroponische Geräte vor, die die Hälfte der Hoaglands-Nährlösung mit entweder 0,5 Milligramm pro Liter oder fünf Milligramm pro Liter Imidacloprid enthalten. Richten Sie 15 hydroponische Geräte für jede Imidacloprid-Konzentrationsgruppe ein, um sicherzustellen, dass während der Probenahme ausreichende Proben entnommen werden.

Verpflanzen Sie nun 15 Weizenpflanzen nach ihrer siebentägigen hydroponischen Periode in jedes vorbereitete hydroponische Gerät. Legen Sie das gesamte hydroponische Setup für drei Tage bei 25 Grad Celsius und 80% relativer Luftfeuchtigkeit in einen künstlichen Klimainkubator. Sammeln Sie während der gesamten Einwirkzeit von Imidacloprid täglich Wurzeln und Blätter von den Pflanzen.

Integrieren Sie für jede Imidacloprid-Konzentration die Weizenproben von jedem fünften der 15 Hydroponik-Geräte als parallele Gruppe. Um Imidacloprid aus Weizenwurzeln zu extrahieren, zerkleinern Sie die Weizenwurzeln mit einer Schere in etwa einen Zentimeter große Stücke. Wiegen Sie 10 Gramm der zerkleinerten Weizenwurzeln ab und geben Sie sie in ein 50-Milliliter-Zentrifugenröhrchen.

Geben Sie dann 10 Milliliter Acetylnitril in das Zentrifugenröhrchen und wirbeln Sie das Röhrchen eine Minute lang, bevor Sie vier Gramm wasserfreies Magnesiumsulfat und 1,5 Gramm Natriumchlorid in das Röhrchen geben. Bewegen Sie das Röhrchen sofort 30 Sekunden lang vortex. Als nächstes zentrifugieren Sie das Röhrchen fünf Minuten lang bei 6.000 G.

Saugen Sie den Überstand mit einer Einwegspritze ab und führen Sie ihn durch einen 0,22-Mikron-Spritzenvorsatzfilter, um die Probe zu erhalten. Um Imidacloprid aus Weizenblättern zu extrahieren, zerkleinern Sie die frischen Blätter mit einer Schere in etwa einen Zentimeter große Stücke. Wiegen Sie 10 Gramm der zerkleinerten Weizenblätter ab und geben Sie sie in ein 50-Milliliter-Zentrifugenröhrchen.

10 Milliliter Acetonitril zu 10 Gramm der zerkleinerten Weizenblätter in ein 50-Milliliter-Zentrifugenröhrchen geben und eine Minute lang wirbeln. Behandeln Sie dann die Mischung mit wasserfreiem Magnesiumsulfat und Natriumchlorid und zentrifugieren Sie wie zuvor gezeigt. Um Pigmentierung und Feuchtigkeit aus der Probe zu entfernen, nehmen Sie zwei Milliliter des nach der Zentrifugation gewonnenen Überstands und geben Sie ihn in ein Fünf-Milliliter-Zentrifugenröhrchen, das graphitisierten Ruß und wasserfreies Magnesiumsulfat enthält.

Nach 30 Sekunden Vortex-Mischen zentrifugieren Sie das Röhrchen fünf Minuten lang bei 6.000 G, saugen Sie anschließend den Überstand mit einer Einwegspritze ab und führen Sie ihn durch einen 0,22-Mikron-Spritzenvorsatzfilter, um die Probe zu erhalten. Verwenden Sie die Flüssigchromatographie-Tandem-Massenspektrometrie, um die Menge an Imidacloprid aus den Weizenproben zu quantifizieren, wie im Manuskript beschrieben. Die Wiederfindungsraten von Imidacloprid aus Weizenproben zeigten, dass die durchschnittlichen Imidacloprid-Wiederfindungsraten aus Weizenwurzeln und -blättern, die 0,5 Milligramm pro Liter Imidacloprid oder weniger ausgesetzt waren, verglichen mit den durchschnittlichen Gewinnungsraten von Proben, die fünf Milligramm pro Liter Imidacloprid ausgesetzt waren.

Imidacloprid wurde sowohl in den Wurzeln als auch in den Blättern von Weizenpflanzen auch nach einem Tag Exposition nachgewiesen, was auf eine schnelle Absorption und Leitfähigkeit in den Pflanzen hinweist. Der Imidacloprid-Gehalt war am dritten Tag der Exposition höher als am ersten Tag, und die Imidacloprid-Konzentration war in den Wurzeln durchweg höher als in den Blättern. Es wurde keine offensichtliche Hemmung des Pflanzenwachstums beobachtet, selbst nach dreitägiger Imidacloprid-Exposition bei Pflanzen, die im Vergleich zu den Kontrollen mit Imidacloprid exponiert waren.

Der Wurzelkonzentrationsfaktor (RCF) in den behandelten Proben war größer als eins, was darauf hindeutet, dass Weizen eine Anreicherungswirkung auf Imidacloprid hat. Der Translokationsfaktor (TF) für Blätter lag jedoch bei weniger als eins, was darauf hindeutet, dass das Pestizid nicht leicht von den Weizenwurzeln auf die Blätter übertragen werden konnte. Die wichtigsten Schritte sind die Extraktion und Reinigung von Imidacloprid.

Stellen Sie sicher, dass Imidacloprid während dieser Schritte verlustfrei extrahiert wird.