镉胁迫对昆虫的毒性效应及昆虫防御机制的研究进展

镉是重要的重金属污染物之一,其毒性大,蓄积性强,易对人类健康造成严重危害,这种危害也涉及到无脊椎动物,尤其是镉胁迫对昆虫的影响已引起人们关注。环境中的镉可通过摄食和呼吸等途径进入昆虫体内,影响昆虫的生长发育,并通过氧化损伤等途径诱导细胞凋亡。昆虫对镉胁迫有一定的防御能力,可在一定程度上依靠金属结合蛋白、抗氧化酶、热休克蛋白的保护作用及排泄行为的解毒作用减少镉对机体的损害。镉的毒性效应可能随昆虫种类不同而不同。本文就镉胁迫对昆虫生长和发育的影响、诱导细胞凋亡的分子机制以及昆虫对镉胁迫的防御机制等研究进展进行回顾综述。

镉对果蝇金属硫蛋白表达的影响

以黑腹果蝇Canton-S品系为试验材料,采用镉饱和法测定重金属镉胁迫后果蝇金属硫蛋白质量比的变化,并应用实时荧光定量PCR(Real-Time PCR)方法检测了不同质量浓度镉处理后果蝇金属硫蛋白相关基因MtnB、MtnC、MtnD、MtnE及金属耐受因子Hmt-1基因mRNA水平的表达差异。结果表明,1)不同质量浓度镉处理对雌、雄果蝇均产生明显的生理影响,导致果蝇寿命缩短。镉胁迫果蝇10 d后,其半数致死质量浓度为52.0 mg/L,为后期果蝇对镉胁迫产生的解毒机制研究提供浓度设定依据。2)镉胁迫后雌、雄果蝇体内金属硫蛋白质量比显著升高,与对照组相比差异显著,并存在一定的剂量依赖性;3)镉胁迫导致黑腹果蝇金属硫蛋白相关基因mRNA水平表达上调,并具明显的剂量依赖性,同时在一定范围内Hmt-1基因的表达随镉质量浓度升高而上调,具有浓度依赖效应。