《重金屬鉛脅迫影響植食性昆蟲斜紋夜蛾生殖的機理研究》是依託華南農業大學，由舒迎花擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：重金屬鉛脅迫影響植食性昆蟲斜紋夜蛾生殖的機理研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：舒迎花
- 依託單位：華南農業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
隨著工業化、城市化的迅猛發展，重金屬鉛（Pb）污染對環境尤其對人類健康的影響已成全球關注的問題。環境中的Pb可通過土壤-植物-植食性昆蟲在昆蟲體內積累，使其受到影響。昆蟲作為生物多樣性的重要組成部分，Pb脅迫對其生殖的影響及機理研究甚少。本項目以植食性昆蟲斜紋夜蛾（鱗翅目：夜蛾科）為研究對象，研究昆蟲生殖相關器官的Pb積累和結構變化，檢測昆蟲腦、神經節和內分泌腺的DNA損傷，測定昆蟲生殖階段的營養物質、生殖相關基因和激素的變化，闡明Pb脅迫通過直接作用於昆蟲生殖相關器官（組織、細胞水平），調控腦、神經節和內分泌腺調節-激素分泌-基因表達-營養物質合成和轉運這一昆蟲生殖生理生化過程（間接作用，生理生化與分子水平），以及直接和間接作用相呼應來影響昆蟲生殖。研究結果旨在揭示Pb脅迫對植食性昆蟲生殖毒害的機理，對全面評估重金屬污染對生態系統食物鏈的影響及昆蟲生殖控制都具有重要的理論意義和實踐意義。
結題摘要
隨著工業化、城市化的迅猛發展，重金屬污染對環境尤其對人類健康的影響已成全球關注的問題。環境中的重金屬可通過土壤-植物-植食性昆蟲在昆蟲體內積累，使其受到影響。昆蟲作為生物多樣性的重要組成部分，重金屬脅迫對其影響及機理研究甚少。本項目以植食性昆蟲斜紋夜蛾（鱗翅目：夜蛾科）為研究對象，研究昆蟲體內的重金屬積累以及細胞的結構變化，探討了生殖相關基因卵黃原蛋白（Vg）的表達調控與重金屬脅迫的關係，並運用轉錄組及表達譜初步分析了重金屬脅迫對斜紋夜蛾基因組學的影響，獲得了如下結果（1）斜紋夜蛾連續鉛（Pb）脅迫五代，其生長發育和生殖以及食物利用率在世代、性別間存在差異；（2）Pb處理後，斜紋夜蛾幼蟲不同組織中Pb含量隨著飼料中Pb濃度增加而顯著增加；斜紋夜蛾蟲體Pb積累在性別、世代間沒有差異，積累重金屬的主要器官是中腸，隨著昆蟲的變態，蟲體中的重金屬含量會富集；（3）Pb或鋅（Zn）脅迫後，幼蟲中腸的細胞出現了重金顆粒體、空泡、核質濃縮等超微結構變化；（4）斜紋夜蛾Vg啟動子全長2321 bp，有TATAAG，2個Broad-Complex（BRC）潛在結合位點，在-45到-50為CACGTG，為bHLH類轉錄因子的潛在結合位點，Vg啟動子活性分析表明-18到-211含有增強子結合位點，-149到-211和-86到-75含有抑制子結合位點。-45到-50含有一個bHLH類轉錄因子的潛在結合位點：CACGTG，是增強子的結合位點。Pb脅迫不會影響的PGL3-basic活性，也不會影響Vg的啟動子活性，這表明重金屬Pb脅迫對斜紋夜蛾生殖的影響不是通過改變Vg啟動子活性來調控；（5）RNA轉錄組及表達譜分析表明受Pb脅迫（12.5，100 mg/kg）斜紋夜蛾6齡幼蟲中篩選出215和27個上調基因，27和73個下調基因，且不同濃度處理對基因表達的影響不同。Pb脅迫影響昆蟲保幼激素和蛻皮激素合成通路。此外，與耐藥性相關的細胞色素P450通路（主要是CYP3A家族）也受到影響，且不同濃度對昆蟲此通路中的基因表達影響不同，低濃度脅迫下基因上調，高濃度脅迫基因下調。研究結果揭示斜紋夜蛾生長發育和生殖對重金屬脅迫的回響機理，對全面評估重金屬污染對生態系統食物鏈的影響及昆蟲種群控制都具有重要的理論意義和實踐意義。
