Page 92 - 生态经济背景下农业种植技术研究

Research on Agricultural Planting Technology under the Background of Ecological Economy
生态经济背景下农业种植技术研究

预测模型被广泛应用于农药对蜜蜂的毒性评估。例如，赵晓等构建了农药对熊蜂
Bombusspp. 和意大利蜜蜂 Apismellifera 急性接触毒性分类预测模型，预测准确
率分别达到 86.7% 和 80.0%。Como 等构建了基于 256 种农药对蜜蜂急性接触毒

性的 QSAR 模型，该模型精确度为 70%，有望用于预测不同结构的农药对蜜蜂
的急性接触毒性。此外，Wang 等利用深度学习机器算法构建了基于 810 种农药
的蜜蜂毒性预测模型，该模型的精确度达到 83.72%，可用于评估农药暴露对蜜
蜂的毒性风险。模型准确性与充足的毒理学数据密不可分，随着农药对昆虫毒理

学数据的不断积累，计算毒理学在农药对昆虫的毒性预测及风险评估中的应用前
景将会更加广阔。

五、计算毒理学在农药活性筛查中的应用

核受体是后生动物中非常重要的转录因子，在生物体生殖发育、性别决定
与分化，细胞新陈代谢、稳态维持及基因表达调控等方面发挥重要作用。许多
核受体是外源小分子配体的重要靶点，在介导细胞信号转导及代谢途径激活中
扮演重要角色。农药等外源小分子在进人细胞后都会经历一系列代谢转化及生

理调控反应，这一系列反应与核受体的调控密切相关。比较典型的农药靶标核
受体包括芳香烃受体（aryl hydrocarbonre-ceptor，AhR）、雌激素受体（estrogen
receptorER）、雄激素受体（androgen receptor，AR）、甲状腺激素受体（thyroid
hormone receptor，TR）、过氧化物酶体增殖物激活受体（peroxisomeproliferatorac-

tivated receptors，PPARs）等。绝大部分农药会通过靶向核受体发挥生理功能，激
活或抑制核受体信号通路，调控下游基因表达。目前对农药进行核受体活性筛查
的常规方法主要是通过体外细胞高通量筛查的方式。例如，Tox21 项目已经检测
了超过 10000 种针对各种受体和其他蛋白质的化学物质。但常规的核受体活性筛

查方法仍存在投人费用昂贵、对仪器及操作人员的要求极高等诸多不足，在筛查
效率上也无法满足科研人员的需求。近些年，通过机器学习构建筛查模型用于农
药核受体活性筛查的案例层出不穷。例如，Zhu 等通过随机森林及深度神经网络 2
种机器学习算法，构建了用于农药 AhR 激动活性筛查的模型，其筛查准确率高达

96%；利用该模型筛查发现，国内外常用的 700 多种农药中有 77 种表现出 AhR 激
动活性。同时，Shen 等通过机器学习的方法构建了用于农药 ER 激动活性筛查的
模型，准确率为 70%。筛查结果显示，国内外使用的 1000 多种农药中有 70 多种

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