● 摘要
随着核能在军事领域和国民经济中的广泛应用,人类将时刻受到潜在电离辐射的危害。γ射线辐射属于电离辐射的一种,因其有很高的能量和强穿透力常被用在工业探伤、农业害虫的防治以及临床肿瘤的治疗。
大量实验证明辐射会对果蝇寿命、繁殖力、运动性(攀爬,趋光性)、生理生化指标、染色体的重组和迁移频率等有不同程度的影响。低剂量辐射使果蝇寿命延长,而大剂量的辐射使果蝇寿命缩短,但研究多集中在γ射线辐照果蝇早期阶段(卵或蛹)引起成蝇各种生理、生化等方面的变化,而针对成蝇大剂量的辐照和其对生理、生化以及寿命基因等研究少有报道。本文以黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)为实验对象,用不同剂量的γ射线辐照1~2 d龄的成体雄果蝇,研究其对果蝇生殖力、寿命、应激能力以及寿命基因表达的影响,并对它们之间的关系予以探究。
以20、80、140和200 Gy γ射线辐照1~2 d龄的成体雄蝇,检测其与8 h内羽化未辐照的处女蝇产卵量、90%死亡时间、最高寿命、平均寿命、生理应激能力(攀爬能力、抗热激能力、抗饥饿能力)、不同天龄雄果蝇体内SOD活力,采用RT-PCR扩增果蝇的寿命基因SOD(Cu, Zn-SOD基因、Mn-SOD基因),检测基因的表达量,并分析不同剂量γ射线对果蝇寿命与SOD基因表达的效应以及两者之间的关系,探讨其对果蝇衰老影响的作用机制。
实验结果表明:
(1)不同剂量 γ射线辐照羽化后1~2 d雄果蝇,辐照组平均寿命、最高寿命以及90%死亡时间均显著低于对照组,且高剂量200 Gy组寿命显著低于各辐照组。说明γ射线辐照对雄果蝇寿命缩短作用明显,且高剂量的γ射线对果蝇寿命的缩短作用最强,加速果蝇的衰老。
(2)不同剂量 γ射线辐照雄蝇,与未辐照处女蝇交配,辐照组果蝇的产卵量与对照组一样保持上升趋势,除较低剂量20 Gy组外,各辐照组雄果蝇的生殖力都低于对照组,且200 Gy组生殖能力最低。说明大剂量γ射线对雄果蝇生殖力具有抑制作用,而较小剂量可以促进果蝇的生殖力。
(3)各辐照组果蝇抗饥饿能力和抗热激能力都显著下降,且各辐照组果蝇抗饥饿能力都比对应组抗热激能力强。随着射线剂量的增大,各辐照组攀爬时间都显著延长,攀爬能力减弱,即γ射线对雄果蝇抗热激、抗饥饿以及攀爬能力都具有抑制作用。
(4)各辐照组果蝇体内SOD酶活性在后期都有不同程度的下降,200 Gy组下降最快,这与寿命缩短相一致,表明SOD酶活性与寿命有密切关系。
(5)各辐照组果蝇体内Cu, Zn-SOD基因的表达随着辐照剂量增加而降低,而Mn-SOD基因的表达量随之增加。随着天龄增加,果蝇攀爬能力随着辐照剂量增加而降低,与Cu, Zn-SOD基因表达变化趋势相似。抗氧化物酶SOD活性初期升高,之后降低,与Mn-SOD基因的表达变化相似。说明Mn-SOD基因比Cu, Zn-SOD基因在调控机体的保护功能方面更为明显,且Mn-SOD基因与果蝇寿命相关,而Cu, Zn-SOD基因与果蝇运动能力联系更加紧密。
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