镉诱导果蝇寿命改变与DNA甲基化相关基因表达改变及其可遗传性初步研究

发布时间：2018-01-07 13:09

本文关键词：镉诱导果蝇寿命改变与DNA甲基化相关基因表达改变及其可遗传性初步研究　出处：《陕西师范大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：近年来,重金属离子随着人类的活动不断被释放到环境中,由此带来的环境风险已经引起人们广泛关注。其中重金属污染严重之一的金属镉(Cadmium,Cd),是公认的可致癌物,其对生物体会产生较大的危害,侵入生物体内的方式是通过消化道、呼吸道及皮肤等。镉被释放到环境中,其具有稳定性可不断的积累于植物体及动物体,后通过食物链进入人体内威胁人体健康。众多研究表明,镉能诱导抑制机体内抗氧化酶(SOD、CAT)活性,造成机体内自由基的大量积累,抗氧化系统的失衡就会导致机体诸多生理或病理变化。此外镉的毒性作用通过胁迫生物发生表观遗传变异而导致基因表达异常以及基因组不稳定。目前研究表观遗传多集中于基因组DNA甲基化水平与特殊基因启动子区甲基化修饰及甲基转移酶活性的改变等,同时近年来许多证据显示,环境因子诱导的表观遗传改变具有可遗传性。本研究以黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)Canton-S品系为实验动物,从F0代开始,以质量浓度26.0 mg/L的镉分别进行雌处理、雄处理或雌雄处理,子代去胁迫或以同种方式继续处理,连续培养及处理5代(Fo-F4),在生理水平上检测每代不同处理组果蝇寿命、生殖力改变；以Real-time PCR方法在分子水平上检测了镉处理后不同处理组各代果蝇DNA甲基化修饰系统相关基因(dDnmt2、 dMBD2/3)和细胞凋亡相关基因(p53、Caspase-3)的表达改变。实验结果如下：1.镉对果蝇寿命产生了较明显抑制作用。镉处理亲代后子代雌、雄果蝇的平均寿命、中间寿命、最高寿命与对照组相比,均显著缩短(p0.05)。处理的代数越多,对子代寿命的抑制作用愈显著,子代的寿命缩短程度处理4代处理3代处理2代处理1代。镉胁迫果蝇寿命的缩短在不同处理组间,雌雄处理组与雌处理组或雄处理组相比较具有显著性差异。去胁迫条件下,镉对果蝇寿命的抑制作用可向后代至少传递2代。揭示重金属镉对果蝇寿命有抑制作用,且这一影响去胁迫可传递到子代,镉毒性可能对果蝇有遗传风险。2.镉胁迫对果蝇生殖力产生了较明显抑制作用。连续5代实验发现,在每代镉处理后实验组雌蝇所产子代的羽化数目减少(p0.05)表明重金属镉可导致果蝇生殖力减弱。处理代数越多,对其生殖力影响愈显著,果蝇生殖力受抑制程度处理4代处理3代处理2代处理1代。此外,镉胁迫果蝇生殖力的下降在不同处理组间,雌雄处理组与雌处理组或雄处理组相比较具有显著性差异。去胁迫条件下,镉对果蝇生殖力的抑制作用可向后代传递1代。3. Real-time PCR结果显示,镉胁迫后果蝇甲基化相关基因dMBD2/3、dDnmt2在mRNA表达水平上调,与对照组比较具显著性差异(p0.05)。处理代数越多,基因的表达上调越显著,处理4代处理3代处理2代处理1代。不同处理组雌处理组、雄处理组及雌雄处理组间表达无规律性差异。去胁迫条件下,dMBD2/3、dDnmt2的表达改变可向后代传递2代。结果暗示重金属镉胁迫对果蝇的毒性作用可能与DNA甲基化过程相关联。4.镉胁迫后果蝇凋亡相关基因p53、Caspase-3在mRNA表达水平上调,与对照组比较具显著性差异(p0.05)。处理代数越多,基因的表达上调越显著。此外,不同处理组雌处理组、雄处理组及雌雄处理组间p53、Caspase-3在mRNA水平的表达无显著差异。去胁迫条件下,Caspase-3的表达改变可向后代传递1代。综合前述实验结果我们推测,镉胁迫可能通过表观遗传方式调控凋亡相关基因的表达,进而诱导果蝇衰老死亡。研究重金属镉对果蝇生殖力、寿命的影响,对果蝇DNA甲基化、细胞凋亡相关基因的表达改变,以及这些改变的可遗传性,为进一步探讨镉的毒理作用及分子机制奠定了实验基础,为环境因子诱导的表观遗传变异及其可遗传性研究提供了实验依据,为规避如重金属类的环境因子诱发的表观遗传变异引起对未来生态系统的影响和遗传风险奠定理论基础。
[Abstract]:In recent years , heavy metal ions have been released into the environment as human activities are continuously released into the environment . The results are as follows : Cadmium ( Cd ) , which is one of the serious pollution of heavy metals , is a recognized carcinogen . In addition , the effect of Cd on the reproductive capacity of fruit fly was significantly different between treatment groups , and the effect of Cd on the reproductive capacity of fruit fly could be transferred to offspring for 1 generation . The results suggest that Cd stress may regulate the expression of p53 and Caspase - 3 genes in the offspring . The results suggest that Cd stress may regulate the expression of p53 and Caspase - 3 in the offspring . The results suggest that Cd stress may regulate the expression of p53 and Caspase - 3 in the offspring .

【学位授予单位】：陕西师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X171.5;Q963

【参考文献】