菊酯类杀螨剂对意大利蜜蜂脑神经细胞影响的生化及分子机制的研究

发布时间：2017-12-06 16:03

  本文关键词：菊酯类杀螨剂对意大利蜜蜂脑神经细胞影响的生化及分子机制的研究

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【摘要】：蜜蜂是一种重要的经济昆虫,在农业中通过帮助植物传花授粉,从而大大提高农产品的产量和品质。但随着设施农业的发展,农业生态环境中杀虫剂等的大量施用对蜜蜂造成的毒害越来越引起人们的重视。为更好的保护蜜蜂为农作物及自然界植物授粉,有必要研究环境有害物质对蜜蜂的毒性作用机理并建立一套更为灵敏准确的毒性风险评价技术。本项研究从几种主要杀虫剂在亚致死剂量下对蜜蜂生物学的影响入手,研究了其对蜂群繁殖的影响。同时以溴氰菊酯(DM)为素材研究了对意大利蜜蜂工蜂脑神经细胞内游离钙离子浓度([Ca2+]i)的影响规律以及对钙通道的作用进行了研究,通过实验得到了如下结果：1、亚致死剂量下,联苯菊酯、溴氰菊酯及氟氨氰菊酯均极限著地降低了蜂王产卵量；联苯菊酯与溴氰菊酯极显著地降低了意大利蜜蜂封盖率和发育成功率并可极显著的延长工蜂由卵发育至成蜂的历期。上述研究结果表明这三种杀虫剂在亚致死剂量下仍会显著影响蜜蜂蜂群的正常繁殖。2、建立了针对蜜蜂脑神经细胞体外培养及钙离子浓度测量技术的一套较完整的方法。该项测量技术的建立将有助于形成一套以细胞[Ca2+]i变化为衡量指标的细胞水平的环境有毒物质对蜜蜂风险的更为迅速而准确的评价系统,从而改变目前常用的利用蜜蜂生物学方法进行毒性评价的手段。3、实验明确了DM对蜜蜂脑神经细胞[Ca2+]i的影响规律：(1)即使极低浓度的DM仍会迅速并极显著地影响细胞内[Ca2+]i;(2)伴随着时间推移,不同浓度DM处理组间出现显著差异：当DM浓度0.25 mg/L时,即使后期去除DM的影响,[Ca2+]i仍维持在高位,说明由于DM浓度过高已造成细胞Ca2+的过载而死亡；当DM浓度0.25 mg/L时,去除DM的影响,[Ca2+]i能够逐渐恢复,说明细胞仍处于存活状态,具有一定的恢复功能；(3)将DM浓度降低至0.03 mg/L,神经细胞恢复后与正常细胞的[Ca2+]i的值相比仍存在极显著差异,这说明低浓度的DM虽不能造成细胞的中毒致死,但仍对细胞造成了损害并进而可能对蜜蜂神经及机体的正常生理活动造成影响。4、通过实验明确了DM刺激造成蜜蜂神经细胞[Ca2+]i升高的主要靶位是位于细胞膜上的电压依赖型T-型钙离子通道蛋白,DM将特异性的开启T-型钙离子通道,使得胞外Ca2+大量进入胞内,从而造成胞内[Ca2+]i的迅速升高。5、通过亚致死剂量下DM饲喂意大利蜜蜂工蜂不同时间后脑神经细胞T-型钙离子通道蛋白α-1H亚基mRNA表达差异的研究表明,亚致死剂量的溴氰菊酯会显著降低蜜蜂脑神经细胞T_型钙离子通道a-1H亚基基因的表达。
【学位授予单位】：中国农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S895.9

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