中华稻蝗对重金属镉的解毒机制及生物标志物研究

重金属镉是农业环境中的重要污染元素之一，环境中的镉首先在农作物体内富集，进而对植食性昆虫产生毒害效应。本实验室前期研究工作发现重金属镉可通过食物链富集于中华稻蝗体内，中华稻蝗通过机体抗氧化酶等防御系统抵抗重金属镉的为害。金属硫蛋白（MT）和热休克蛋白（Hsps）对重金属镉具有重要的解毒作用，迄今在中华稻蝗还未见报道。本项目拟采用先进的分子毒理学研究方法对镉胁迫下中华稻蝗代谢解毒机制进行深入研究：1）阐明重金属镉在土壤-水稻-中华稻蝗营养级中的富集传递规律；2）明确中华稻蝗对镉生化水平的代谢解毒机制；3）获得中华稻蝗MT和hsp70关键基因全长序列，揭示镉胁迫条件下基因表达差异；4）探索中华稻蝗MT和Hsp70 mRNA水平和蛋白水平表达定位变化；5）确定中华稻蝗MT和Hsp70作为农业环境中镉污染的生物监测指标。从而为控制农业环境镉污染，保证粮食安全，保障人类健康提供科学依据。

重金属镉是农业环境中的重要污染元素之一，环境中的镉首先在农作物体内富集，进而对植食性昆虫产生毒害效应。本实验室前期研究工作发现重金属镉可通过食物链富集于中华稻蝗体内，中华稻蝗通过机体抗氧化酶等防御系统抵抗重金属镉的为害。本项目拟采用先进的分子毒理学研究方法对镉胁迫下中华稻蝗代谢解毒机制进行了深入研究：1）成功构建了中华稻蝗转录组数据库并对慢性镉染毒后中华稻蝗数字基因表达谱进行了系统分析；2）首次克隆获得中华稻蝗2个金属硫蛋白（Metallothinoein, MT）基因和11个热激蛋白（heat shock protein,HSP）基因，对其分子特性及表达模式进行了系统分析；3）研究了重金属镉对中华稻蝗的毒性效应及抗氧化酶系的代谢解毒机制；4）分析比较了重金属镉和铬在中华稻蝗体内的组织分布。研究结果为控制农业环境镉污染，保证粮食安全，保障人类健康提供科学依据。. 本项目发表研究论文11篇，其中SCI引源期刊论文4篇，国内学报级刊物论文7篇，会议报告6篇，培养博士研究生2名，硕士研究生5名。