鉛(Pb2+)脅迫對甜菜夜蛾連續(xù)5代生殖與卵黃原蛋白的影響.pdf

1、本文主要研究了不同濃度的重金屬鉛(0、0.3、4.8、76.8 mg/kg)對甜菜夜蛾連續(xù)五個世代生長發(fā)育的影響，并克隆了與生殖相關的甜菜夜蛾卵黃原蛋白基因，分別測定了鉛脅迫下雌、雄蟲幼蟲、蛹和成蟲三個階段卵黃原蛋白的相對表達量。結果如下:
　　(1)在不同濃度的鉛脅迫下，甜菜夜蛾連續(xù)五代的雌雄比、生殖腺指數(shù)、產(chǎn)卵量、卵孵化率均受到不同程度的影響。
　　在高濃度(76.8mg/kg)鉛脅迫下，甜菜夜蛾第3代雌雄比顯著高于對照

2、處理，雌蛾所占比例達到60％左右，但到第4-5代，與對照組相比又無顯著差異;在較高濃度(4.8mg/kg)鉛處理組中，甜菜夜蛾第4代雌雄比顯著高于對照組，雌蛾所占比例高達64％左右，但第5代又顯著下降并與對照無顯著差異;而在低濃度(0.3mg/kg)鉛處理組中，連續(xù)五代與對照相比雌雄比均無顯著差異。表明在一定時間內，高濃度的鉛處理有使甜菜夜蛾雌性化傾向，但隨著時間延長，影響逐漸消失。
　　在低濃度(0.3mg/kg)鉛脅迫下，甜菜

3、夜蛾第1代雌蛾的生殖腺指數(shù)比對照組高出14％，單雌產(chǎn)卵量也顯著高于對照，比對照多80粒左右，但到第4-5代時，甜菜夜蛾雌蛾的生殖腺指數(shù)和單雌產(chǎn)卵量均顯著低于對照;而高濃度(76.8mg/kg)鉛處理均顯著降低了甜菜夜蛾雌蛾的生殖腺指數(shù)并抑制了產(chǎn)卵。結果表明，鉛脅迫后，甜菜夜蛾的單雌產(chǎn)卵量和生殖腺指數(shù)趨勢一致:均表現(xiàn)為短時間內低濃度(0.3mg/kg)鉛處理促使甜菜夜蛾雌蛾卵巢增重，促進產(chǎn)卵，但隨著世代延續(xù)仍抑制卵巢發(fā)育以及產(chǎn)卵，高濃度(

4、76.8mg/kg)鉛處理至始至終抑制卵巢發(fā)育以及產(chǎn)卵。
　　在鉛濃度為（4.8mg/kg和0.3mg/kg）處理組中，甜菜夜蛾從第2代開始卵孵率顯著低于對照;在高濃度(76.8mg/kg)鉛處理組中，甜菜夜蛾連續(xù)五代的卵孵率均顯著低于對照，第5代時，卵的孵化率甚至不及對照的50％。表明在鉛的脅迫下，甜菜夜蛾卵的孵化率隨鉛濃度的上升和世代的延續(xù)呈線性下降。
　　(2)采用RACE技術克隆出了甜菜夜蛾卵黃原蛋白基因的cDNA全

5、長(已提交GenBank:KT274176)。該基因全長為5612bp，自556bp至5340bp為其開放閱讀框，起始密碼子為ATG，終止密碼子為TAA，一共編碼1761個氨基酸，相對分子量為200.47kDa，等電點pI為8.71。通過同源性比對，甜菜夜蛾卵黃原蛋白與斜紋夜蛾（Spodoptera litura）同源性最高，為88％;與棉鈴蟲（Helicoverpa armigera）的同源性為74％，與粘蟲（Mythimna sep

6、arata）的同源性為73％。
　　(3)鉛脅迫對甜菜夜蛾各發(fā)育階段卵黃原蛋白(Vg)的相對表達量影響不一。
　　在甜菜夜蛾幼蟲階段:在較低濃度(0.3 mg/kg和4.8 mg/kg)處理組中，自第3代始，5齡雌蟲Vg基因的表達量顯著低于對照;在高濃度(76.8mg/kg)鉛處理組中，5齡雌蟲的Vg基因表達量五個世代（除第2代外）均顯著低于對照，表明甜菜夜蛾5齡雌蟲Vg基因的表達量隨鉛濃度的增加和世代的延續(xù)而下調。甜菜夜蛾

7、5齡雄蟲Vg基因的的表達量雖然相對雌性是較低的水平，但在（0.3mg/kg、4.8 mg/kg、76.8mg/kg）3個濃度梯度處理組中，分別在第5代、第3-5代、第2-4代5齡雄蟲Vg基因的表達量顯著高于對照，表明鉛脅迫誘導了甜菜夜蛾5齡雄蟲Vg基因的表達并且表達量隨著世代的延續(xù)和鉛處理濃度的增加而上調。
　　在甜菜夜蛾蛹期階段:在低濃度(0.3mg/kg)鉛處理組中，第4-5代，雌蛹Vg基因的表達量顯著低于對照;在高濃度(4.

8、8mg/kg、76.8mg/kg)鉛處理組中，分別在第3-5代、第3代雌蛹Vg基因的表達量顯著高于對照，表明低濃度鉛處理下調雌蛹Vg基因表達水平，而高濃度的鉛處理上調雌蛹Vg基因的表達水平。在(0.3mg/kg、4.8 mg/kg、76.8mg/kg)3個濃度梯度處理組中，分別在第3-5代、第3-5代、第2-5代雄蛹Vg基因的表達量顯著低于對照，三種濃度鉛脅迫均下調了雄蛹Vg基因的表達量。
　　在甜菜夜蛾成蟲階段:在(0.3mg/

9、kg、4.8 mg/kg、76.8mg/kg)3個濃度梯度處理組中，分別在第4-5代、第3-5代、第2-5代雌性甜菜夜蛾Vg基因的表達量顯著低于對照，鉛脅迫后總體下調了雌性甜菜夜蛾Vg基因的表達量。在高濃度(76.8mg/kg)處理組中，雄蛾Vg基因的表達量在五個世代間均顯著增加;在較高濃度(4.8 mg/kg)鉛處理組，第5代Vg基因的表達量顯著高于對照，即使低濃度(0.3mg/kg)鉛處理組，雖與對照相比無顯著差異，但也上調了Vg基