纳米银对草地贪夜蛾Sf9细胞和家蚕生长的影响与组学分析

发布时间：2017-12-29 20:18

本文关键词：纳米银对草地贪夜蛾Sf9细胞和家蚕生长的影响与组学分析　出处：《江苏大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：纳米银(Ag nanoparticles,AgNPs)作为纳米材料,广泛的应用在生物医药、食品包装等领域,它给人类带来利益的同时也给人类健康和生态环境带来了潜在危害。在哺乳动物研究中证实AgNPs能够诱导产生毒性效应。虽然许多研究已经评价了AgNPs的毒性作用,但其对昆虫的危害和环境风险方面的研究很少。本研究中,以草地贪夜蛾(Spodoptera frugiperda)Sf9细胞和家蚕作为研究对象,通过添加不同浓度AgNPs,评估了AgNPs对Sf9细胞生长状态以及对家蚕体重、茧层重、成蛾率的影响;在转录水平上,通过转录组测序技术分析了AgNPs对家蚕中肠转录水平的影响;在蛋白质水平上,通过二维电泳(Two-dimensional electrophoresis,2-DE)技术分析了AgNPs对家蚕中肠和脂肪体蛋白质组学差异,并应用荧光定量PCR(Realtime fluorescence quantitative PCR,qPCR)技术对差异表达基因或蛋白质进行了验证。本研究论文的主要结果如下:(1)添加不同浓度的AgNPs到Sf9细胞中,结果发现,在添加10 mg L-1 AgNPs后,Sf9细胞形态发生改变,部分细胞由圆形变为梭型和其他无规则形态,且在50,100 mg L-1AgNPs浓度条件下,细胞显著呈现内溶物流出,导致细胞死亡;随着AgNPs添加剂量的增加,Sf9细胞死亡情况进一步加重。(2)不同浓度的AgNPs对家蚕生长发育的影响:研究结果表明AgNPs在小于400 mg L-1条件下促进家蚕生长;在800 mg L-1条件下虽然对家蚕生长具有促进作用,但能诱发家蚕致死;随着添加AgNPs浓度的增加家蚕死笼率显著上升,成蛾率显著下降。(3)AgNPs对家蚕中肠转录水平的影响:添加AgNPs(100 mg L-1)后,家蚕中肠转录组测序结果表明,有252个基因出现差异表达,其中173个上调表达,79个下调表达。在差异表达基因中有43个基因显著差异,包含39个上调表达和4个下调表达。GO分析发现,AgNPs能够诱发参与跨膜运输,碳水化合物代谢过程的相关基因显著差异表达;KEGG分析发现,参与半乳糖代谢、氮代谢、氨基酸和核苷酸糖代谢的基因呈现出显著性的差异表达。(4)AgNPs对家蚕蛋白质组的影响:通过2-DE技术对家蚕中肠蛋白质进行差异表达分析,结果发现14个显著蛋白差异点,11个蛋白点显著下调表达,3个蛋白点显著上调表达,qPCR验证结果显示9个蛋白差异点在转录水平与蛋白质水平相一致;通过对家蚕脂肪体蛋白质差异分析,发现13个显著蛋白差异点,9个蛋白点显著下调表达,4个蛋白点显著上调表达;qPCR验证结果显示7个蛋白点被验证;分析发现差异表达蛋白主要在抗氧化应激、碳代谢和氨基酸代谢等过程中发挥重要作用。研究结果表明:AgNPs能够给诱发Sf9细胞形态发生变化,细胞死亡;经口添食AgNPs能够诱发家蚕产生氧化应激反应,并导致自由氧(Reactive oxygen species,ROS)水平上升,对家蚕消化系统产生毒害作用;AgNPs能够对家蚕碳代谢和氨基酸代谢通路中的调控蛋白产生影响,使家蚕抵抗氧化应激的能力减弱,对家蚕细胞的程序性死亡产生影响,诱发细胞坏死。
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【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：X174

【参考文献】