二化性家蠶滯育誘導(dǎo)和滯育發(fā)動階段的谷胱甘肽代謝研究.pdf

1、家蠶(Bombyx mori)是典型的卵滯育昆蟲。就二化性家蠶而言，子代是否滯育取決于親代所經(jīng)歷的環(huán)境條件。高溫明催青誘導(dǎo)子代發(fā)生滯育，而低溫暗催青誘導(dǎo)子代不發(fā)生滯育。在產(chǎn)下后24h左右進行即時浸酸處理，能夠有效阻止蠶卵的滯育發(fā)動，使其正常發(fā)育和孵化。
　　 此前我們研究表明，過氧化氫(H202)代謝與蠶卵滯育誘導(dǎo)和發(fā)動密切相關(guān)，H202可能在家蠶滯育誘導(dǎo)和發(fā)動調(diào)控中具有重要作用。谷胱甘肽(glutathione)包括還原型谷胱

2、甘肽(GSH)和氧化型(GssG)兩者類型。GSH是細胞內(nèi)最重要的抗氧化小分子，在清除細胞內(nèi)過氧化物、自由基和修復(fù)受損組織等方面起到重要作用。GSH/GSSG比值反映了細胞的氧化還原狀態(tài)。高水平的GSH/GSSG表明細胞處于還原態(tài)，相反低水平的GSH/GSSG表明細胞處于氧化態(tài)。鑒于蠶卵滯育誘導(dǎo)和發(fā)動過程中H202水平發(fā)生顯著變化，而GSH在谷胱甘肽S．轉(zhuǎn)移酶(glutathione S-transferase，GST)催化下可以分解H

3、202，GSH代謝可能也與家蠶滯育誘導(dǎo)和發(fā)動密切相關(guān)，因此，檢測了二化性家蠶滯育誘導(dǎo)和滯育發(fā)動過程中的谷胱甘肽代謝情況，包括總谷胱甘肽( GSH+2GSSG)、GSH和GSSG含量，GSH/GSSG比值和GST活性的變化。結(jié)果如下。
　　 一、滯育誘導(dǎo)階段蠶卵谷胱甘肽代謝與低溫暗催青相比，高溫明催青的蠶卵含有顯著高水平的總谷胱甘肽相GSSG，顯著低水平的GSH、GSH/GSSG和GST活性。
　　 總谷胱甘肽水平取決于G

4、SH合成和GST催化的GSH清除。低水平的GST意味著滯育誘導(dǎo)階段被GST催化清除的GSH數(shù)量較少。因此滯育發(fā)動階段總谷胱甘肽含量的增加可能包括GSH合成增加和GSH清除減少。另一方面，GSH/GSSG比值低表明滯育誘導(dǎo)階段蠶卵處于氧化態(tài)。高水平的總谷胱甘肽、低水平的GSH和高水平的GSSG，表明滯育誘導(dǎo)階段GSH氧化為GSSG的反應(yīng)顯著增強。該結(jié)果與滯育誘導(dǎo)階段蠶卵H202水平顯著升高一致。因此，高水平的GSH氧化導(dǎo)致了低水平的GSH

5、/GSSG。昆蟲細胞中主要由硫氧還蛋白過氧化物酶(thioredoxin peroxidase，Prdx)和GST催化GSH被H202氧化為GSSG。滯育發(fā)動期間蠶卵GST處于低水平，表明GST在GSH氧化中不起重要作用。因此，GSH氧化為GSSG可能主要由Prdx催化進行。該結(jié)果暗示高溫明催青可能誘導(dǎo)Prdx基因表達上調(diào)。
　　 二、滯育發(fā)動階段蠶卵谷胱甘肽代謝與滯育蠶卵相比，即時浸酸蠶卵含有高水平的總谷胱甘肽、幾乎相同水平的

6、GSH、高水平的GSSG、低水平的GSH/GSSG和幾乎相同水平的GST。高水平的總谷胱甘肽和幾乎相同水平的GST活性表明即時浸酸顯著促進了蠶卵GSH合成。與即時浸酸蠶卵相比，滯育蠶卵高水平的GSH/GSSG比值表明滯育發(fā)動階段蠶卵處于還原態(tài)，而即時浸酸阻止滯育發(fā)動過程中蠶卵從還原態(tài)轉(zhuǎn)換為氧化態(tài)。高水平的總谷胱甘肽、幾乎相同水平的GSH和高水平的GSSG表明即時浸酸顯著促進了GSH氧化，即新合成的GSH幾乎全部被迅速氧化為GSSG。由于

7、即時浸酸蠶卵GST活性與滯育蠶卵相比幾乎一樣，因此即時浸酸引起的GSH強烈氧化可能主要由Prdx負責(zé)催化。該結(jié)果表明即時浸酸可能誘導(dǎo)Prdx基因表達增強。相反，滯育蠶卵中GSH氧化很弱，其Prdx基因表達可能也處于很低水平。
　　 可見，谷胱甘肽代謝與家蠶滯育誘導(dǎo)和發(fā)動密切相關(guān)，其中滯育誘導(dǎo)階段高溫明催青促進Prdx基因表達增強，導(dǎo)致GSH強烈氧化為GSSG，表現(xiàn)為低水平的GSH/GSSG，表明滯育誘導(dǎo)階段蠶卵處于氧化態(tài)；相反，