摇蚊对环境激素类农药污染的分子毒理响应及机制研究

环境激素类农药的残留污染给人类和其他生物带来潜在的内分泌干扰效应，对人类和环境构成了威胁，引起了世界范围内的关注。研究环境激素类农药残留污染对淡水生境食物链底层昆虫摇蚊的生态毒理具有重要意义。本项目前期研究发现以甲草胺为代表的环境激素类农药能影响摇蚊的GST活性，诱导Sigma家族GST基因上调表达。为进一步了解环境激素类农药污染物胁迫下摇蚊的毒理和分子反应，明确典型环境激素类农药甲草胺(Alachlor)胁迫下摇蚊Sigma家族GST基因的表达、功能，本项目拟从分子水平着手，研究低剂量长期甲草胺暴露下摇蚊GST酶活性的变化，摇蚊Sigma家族GST基因克隆及分子特性，摇蚊Sigma家族GST基因不同组织部位的基因差异表达及诱导模式等。以期从分子水平揭示环境激素类农药的作用机制及非靶标生物的毒理响应，明确摇蚊谷胱甘肽S-转移酶(GST)响应甲草胺胁迫的细胞和分子反应机制及代谢机制。

环境激素类农药的残留污染给人类和其他生物带来潜在的内分泌干扰效应，对人类和环境构成了威胁，引起了世界范围内的关注。摇蚊是一种世界性分布的水生昆虫，其幼虫几乎遍及所有的淡水生境，是水生食物链网的重要环节。研究环境激素类农药甲草胺残留污染对摇蚊的生态毒理具有重要意义。为进一步了解环境污染物胁迫下摇蚊的毒理和分子反应，本项目在前期研究的基础上，从生物化学和分子水平着手，研究低剂量甲草胺暴露下摇蚊GST酶活性的变化，摇蚊Sigma家族GST基因克隆及分子特性，摇蚊Sigma家族GST基因不同组织部位的基因差异表达及诱导模式等。项目顺利完成，研究取得的主要结果如下：.1. 甲草胺在活体染毒和离体状态下均能显著抑制摇蚊GST的活性，且抑制程度随着药物浓度的增大而增大。甲草胺抑制GST活力的反应为可逆性抑制。进一步的酶动力学分析揭示甲草胺对GST的特异底物CDNB和GSH均表现为竞争性抑制。.2. 借助RACE技术和Genebank搜索克隆获得4种Sigma家族溪流摇蚊摇蚊GST基因：CrGSTs1，CrGSTs2，CrGSTs3，CrGSTs4。采用转录组测序得到2种Sigma家族摇蚊GST基因：CpGSTs1，CpGSTs2。.3. 不同剂量甲草胺处理摇蚊幼虫后能显著诱导相关Sigma家族GST基因上调表达。100 µg/L，1000 µg/L甲草胺处理摇蚊24h后，摇蚊CrGSTs2被诱导上调表达1.47和1.57倍；处理48h后，溪流摇蚊CrGSTs1上调表达1.46和1.53倍；CrGSTs2上调表达2.03和2.07倍。羽摇蚊的两种Sigma家族GST在24h和48h均不能被显著诱导上调表达。.4. 摇蚊GST基因在不同组织（血淋巴，唾液腺，马氏管，中肠，脂肪体，表皮）表达分布及丰度存在差异；甲草胺处理后不同GST基因在不同组织的诱导模式也不尽相同，这些分布差异及迥异的诱导模式可能与不同GST基因所行使的不同功能有关。.5. SDS-蛋白酶K法提取溪流摇蚊和羽摇蚊基因组DNA的质量优于CTAB法和KAc法。利用COI基因构建系统发育树可以用于摇蚊昆虫种类的分子鉴定。.6. 具有杀虫活性的天然产物黄花乌头生物碱，3′-羟基鱼藤酮和次乌头碱对水生溪流摇蚊幼虫同样具有杀灭毒性，24h的LC50值分别为为36.41，17.64和15.14 mg/L。