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题目:对羟基苯甲酸乙酯对黑腹果蝇雌激素相关基因表达的影响

关键词:对羟基苯甲酸乙酯,黒腹果蝇,寿命,繁殖力,ERR,EcR,YPR

  摘要


对羟基苯甲酸酯,也称尼泊金酯,由于它抗菌谱广、成本较低、安全性好、对酸碱稳定等优点,广泛应用于食品、化妆品、医药、日用化工等诸多防腐领域。一直以来,对羟基苯甲酸酯都被认为是一类安全、有效的防腐抗菌剂,但随着其在各个领域日益广泛使用,人们可以通过各种途径吸收,其代谢产物在体内会有部分蓄积。近年国外的研究表明该类物质具有潜在的雌激素效应。众多研究表明,该物质能影响动物的生殖器官,并且对人体乳腺癌细胞的增殖也具有不利影响。
果蝇因其生长周期短、繁殖能力强、易饲养、成本低廉、染色体数目少、突变性状多且许多基因与人类的基因具有序列同源性,因此常被作为生物学研究的重要模式生物。本研究以黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)Canton-S品系为实验对象,研究对羟基苯甲酸乙酯(EP)的毒理学效应。在生理水平上检测4个不同EP浓度(0.00 %、0.02 %、0.10 %、0.20 %)处理后雌、雄果蝇的平均寿命、半数死亡时间、最高寿命,以及处理后各子代果蝇的羽化天数、羽化数;在分子水平上以荧光实时定量PCR方法检测不同EP浓度分别处理10 d、20 d、30 d、40 d、50 d、60 d 雌、雄果蝇三个雌激素相关基因(ERR、EcR、YPR)表达活性特点。
实验结果表明:
1. 培养基中分别添加0.00 %、0.02 %、0.10 %及0.20 %EP后,黑腹果蝇的各项寿命指标发生了显著变化。结果表明,雌、雄果蝇的平均寿命、半数死亡时间、最高寿命均低于对照组(p<0.05),并表现出一定的剂量——依赖效应,其中最高浓度组(0.20 %)的雌、雄蝇平均寿命只有46.18±1.53 d和42.39±1.66 d,表明EP可以影响果蝇的寿命。
2. 不同EP浓度组与对照组相比,0.02 %浓度组果蝇所产子代数目显著增加(p<0.05),0.10 %和0.20 %浓度组果蝇所产子代数目显著减少(p<0.05),且具有剂量——依赖效应,表明较低浓度EP处理可增强果蝇的生殖力,而较高浓度的EP显著减少果蝇子代的羽化数目,减弱了果蝇的生殖力。
3. 不同浓度EP处理雌、雄果蝇后,与对照组相比,0.02 %浓度组显著缩短了果蝇子代的羽化天数(p<0.05),而0.10 %和0.20 %浓度组则显著延长了果蝇子代羽化天数(p<0.05)。表明一定浓度的EP影响果蝇子代的羽化时间,具有潜在的雌激素效应。
4. 不同浓度EP处理雌、雄果蝇10 d、20 d、30 d、40 d、50 d、60 d,荧光实时定量PCR检测ERR、EcR、YPR基因的相对表达量。结果显示,与对照组相比,雌蝇处理时间为30 d和40 d时,各浓度组ERR基因表达量均为上调趋势,且0.10 %浓度组(处理时间为20 d)表达量差异极显著(p<0.01);而雄蝇0.10 %和0.20 %浓度组处理20 d时,表达量显著升高(p<0.05),而低浓度组(0.02 %)则在处理50 d、60 d时,表达量出现明显升高(p<0.05)。

5. 与对照组相比,EcR基因在高浓度组(0.20 %)中(处理时间10 d,20 d,30 d),其表达量显著升高(p<0.05);0.02 %浓度组在处理时间40 d、50 d和60 d时,其表达量显著升高(p<0.05);0.10 %浓度组处理40 d、50 d时,EcR基因表达量显著升高(p<0.05、p<0.01)。而在雄蝇中,0.10 %和0.20 %浓度组只在10 d、20 d和30 d时,其表达量出现显著升高,且雌蝇EcR基因的上调幅度高于雄蝇。
    6. 与对照组相比,雌蝇YPR基因在高浓度组(0.20 %)中(处理时间20 d,30 d,40 d),其表达量显著升高(p<0.05);0.10 %组则在50 d、60 d时,其表达量显著升高(p<0.05), 0.02 %浓度组EP处理60 d时,YPR基因的表达量极显著升高(p<0.01)。而雄蝇中YPR基因在0.10 % 与0.20 %组中(处理时间30 d、40 d、50 d),表达量与对照组相比都显著升高(p<0.05);0.02 %浓度组则在处理30d和50d时,YPR基因表达量显著升高(p<0.05),且雌蝇YPR基因的上调幅度高于雄蝇。
    综合各项研究,结果显示一定浓度的EP对黑腹果蝇寿命、繁殖力及雌激素相关基因的表达具有一定的影响。说明EP对果蝇有一定的毒性,具有潜在的雌激素效应。