亚致死剂量吡虫啉对蜜蜂脑神经细胞凋亡影响研究

发布时间：2017-06-20 14:18

  本文关键词：亚致死剂量吡虫啉对蜜蜂脑神经细胞凋亡影响研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：蜜蜂是重要的授粉昆虫之一,却受到环境有毒有害物的侵害。新烟碱类杀虫剂是目前广泛应用的杀虫剂之一,据报道新烟碱类杀虫剂在亚致死剂量时能够引起蜜蜂幼虫中肠、卵巢和唾液腺等部位的细胞凋亡,而此类杀虫剂的作用靶标位置主要位于昆虫脑部,因而对其脑神经细胞的影响更有针对性,此方面报道较少;此外,该类杀虫剂同样影响蜜蜂的学习和记忆能力,而有关其运动能力的研究较少。有关此类杀虫剂对蜜蜂脑神经细胞凋亡的影响,结合蜜蜂爬行能力的检测,为研究此类杀虫剂对非靶标昆虫—蜜蜂的神经毒性提供一定的理论基础。本实验以新烟碱类杀虫剂的代表品种吡虫啉为供试杀虫剂,以成年意大利蜜蜂为实验对象,分别从蜜蜂脑组织、细胞、亚细胞和分子水平,研究亚致死剂量吡虫啉对蜜蜂脑神经细胞凋亡的影响,并与爬行能力检测方法相结合,探求亚致死剂量吡虫啉对蜜蜂的神经毒性。具体结果如下:1.在实验室水平,吡虫啉剂量为每头每天饲喂0.5、1.5和4.5 ng,分别对处理3、6、9和12 d的蜜蜂进行取样,利用TUNEL法检测成年蜜蜂脑神经细胞的凋亡情况。结果显示亚致死剂量吡虫啉能够诱导蜜蜂脑神经细胞凋亡;并且细胞凋亡率随着吡虫啉剂量和处理时间的递增而增加,表现出剂量和时间效应。2.在与TUNEL法实验相同处理和饲养条件下,利用Caspase-3免疫荧光法检测成年蜜蜂脑神经细胞的凋亡情况。结果显示亚致死剂量吡虫啉能够诱导蜜蜂脑神经细胞内Caspase-3蛋白的激活;并且阳性细胞率随着吡虫啉剂量和处理时间的递增而增加,表现出剂量和时间效应;并且与脑神经细胞凋亡正相关。3.在与TUNEL法实验相同处理和饲养条件下,利用荧光定量法检测caspase-1基因的转录情况。结果显示亚致死剂量吡虫啉能够诱导蜜蜂脑神经细胞内caspase-1 m RNA表达量,随着吡虫啉剂量和处理时间的递增而增加,表现出剂量和时间效应。结合Caspase-3实验的结果,推测亚致死剂量吡虫啉诱导的蜜蜂脑神经细胞凋亡与Caspase依赖型凋亡途径相关。4.在实验室水平,每头每天饲喂蜜蜂1.5 ng吡虫啉剂量,处理9 d时,利用透射电镜法检测蜜蜂脑神经细胞超微结构的变化情况。结果显示在亚细胞水平,处理组的蜜蜂脑神经细胞与空白对照组相比存在明显的形态学变化,其中染色质凝聚并边集到核膜上、凋亡小体形成、细胞核变小等形态学变化,呈现凋亡现象,而不同于典型凋亡特征的是细胞核延迟降解;另外,自噬包括自噬泡、自噬体的出现以及线粒体、内质网和高尔基体等肿胀和发泡等现象。5.在与TUNEL法实验相同处理和饲养条件下,测定了亚致死剂量吡虫啉对蜜蜂爬行能力和存活率的影响,并比较了脑细胞凋亡、爬行能力和存活率之间的关系。结果显示,在吡虫啉特定剂量和暴露时间时,虽然蜜蜂存活率无显著性差异,却能够引起蜜蜂爬行能力显著性降低;并且在相同处理条件下,在低剂量(0.5和1.5 ng)吡虫啉作用下,蜜蜂脑神经细胞凋亡率较其他两个指标(存活率和爬行能力)较早出现显著性差异。
【关键词】：蜜蜂 吡虫啉 神经细胞 凋亡 自噬 爬行行为
【学位授予单位】：中国农业科学院
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S895
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-14
• 英文缩略表14-15
• 第一章 引言15-32
• 1.1 蜜蜂的重要性15-16
• 1.2 蜂群崩溃失调现象16-18
• 1.3 新烟碱类杀虫剂及危害18-23
• 1.3.1 新烟碱类杀虫剂概况18-19
• 1.3.2 昆虫神经系统19-21
• 1.3.3 新烟碱类杀虫剂对蜜蜂的危害21-23
• 1.4 细胞凋亡23-27
• 1.4.1 定义23-24
• 1.4.2 细胞凋亡检测方法24-26
• 1.4.3 细胞凋亡技术在蜜蜂领域的应用26-27
• 1.5 自噬27-28
• 1.6 蜜蜂行为学检测28-29
• 1.7 本研究的目的意义、研究内容和技术路线29-32
• 1.7.1 本研究的目的意义29-30
• 1.7.2 研究内容30-31
• 1.7.3 技术路线31-32
• 第二章 蜜蜂脑神经细胞凋亡的TUNEL法检测32-54
• 2.1 材料与方法32-41
• 2.1.1 材料32-33
• 2.1.2 方法33-41
• 2.2 结果与分析41-51
• 2.2.1 成年意蜂工蜂脑组织和脑切片41-46
• 2.2.2 蜜蜂脑神经细胞群的分布46-49
• 2.2.3 吡虫啉处理后意大利蜜蜂脑神经细胞凋亡率49-51
• 2.3 讨论51-54
• 第三章 Caspase-3 活性的免疫荧光法检测54-62
• 3.1 材料与方法54-56
• 3.1.1 材料54
• 3.1.2 方法54-56
• 3.2 结果与分析56-59
• 3.2.1 不同部位Caspase-3 的阳性细胞率56-58
• 3.2.2 吡虫啉处理后蜜蜂脑神经细胞Caspase-3 阳性细胞率58-59
• 3.3 讨论59-62
• 第四章 caspase-1 mRNA表达量的测定62-69
• 4.1 材料与方法62-66
• 4.1.1 材料62-63
• 4.1.2 方法63-66
• 4.2 结果与分析66
• 4.3 讨论66-69
• 第五章 透射电镜观察蜜蜂脑神经细胞的超微结构变化69-81
• 5.1 材料与方法69-70
• 5.1.1 材料69-70
• 5.1.2 方法70
• 5.2 结果与分析70-79
• 5.3 讨论79-81
• 第六章 蜜蜂爬行能力检测81-89
• 6.1 材料与方法81-83
• 6.1.1 材料和仪器81
• 6.1.2 方法81-83
• 6.2 结果与分析83-87
• 6.2.1 中毒后蜜蜂的症状83
• 6.2.2 爬行行为能力的改变83-85
• 6.2.3 蜜蜂幸存率85
• 6.2.4 蜜蜂幸存率、爬行能力及凋亡率85-87
• 6.3 讨论87-89
• 第七章 全文结论89-90
• 参考文献90-100
• 致谢100-101
• 作者简历101-102

【参考文献】

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1 姚明德;杨亦桦;武淑文;吴益东;;烟粉虱烟碱型乙酰胆碱受体α亚基Btα4基因的克隆和序列分析[J];南京农业大学学报;2008年02期

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本文编号：465917