Caenorhabditis elegans对重金属离子Cd2+、Pb2+和Zn2+的反应以及利用RNAi研究几种影响其寿命的基因

论文摘要

本文研究了秀丽小杆线虫Caenorhabdits elegans对重金属Cd2+、Zn2+、Pb2+的反应以及利用RNAi对影响C. elegans寿命的一些因素进行了研究。首先研究了三种重金属对秀丽小杆线虫的毒害作用。结果表明:24h时,三种重金属的毒性为Pb2+>Cd2+>Zn2+,半致死浓度分别为41774μg·L-1、65945μg·L-1、113323μg·L-1;48h时,三种重金属的毒性为Pb2+>Cd2+>Zn2+,半致死浓度分别为31567μg·L-1、38679μg·L-1、63423μg·L-1;72h时,三种重金属的毒性为Cd2+≈Pb2+>Zn2+,半致死浓度分别为24669μg·L-1、24946μg·L-1、40668μg·L-1。三种重金属的毒性中Cd2+随时间变化的速度最快,Pb2+随时间变化的速度最慢;Pb2+随浓度的变化最快,Zn2+随浓度变化最慢。重金属浓度对C. elegans联合作用的影响的实验表明:当Cd2+和Zn2+共同作用于线虫时,在低浓度时,呈现出简单的相加作用,高浓度时,呈现出拮抗作用;Pb2+和Zn2+共同作用于线虫时,四个浓度都呈现出简单的相加作用;当Cd2+和Pb2+共同作用于线虫时,低浓度呈现出简单的相加效应,高浓度呈现出协同作用。用AI指数法分析C. elegans暴露重金属的时间对重金属联合作用的影响,结果表明:当Cd2+和Zn2+以1:2的质量比混合时,在24h、48h和72h,其相加指数AI均小于0,联合作用表现为拮抗作用;当Pb2+和Zn2+以1:2的质量比混合时,在24h、48h和72h,其相加指数AI均小于0,联合作用表现为拮抗作用;当Cd2+和Pb2+以1:1的质量比混合时,在24h,其相加指数大于0,联合作用表现为协同作用;在48h和72h,其相加指数均小于0,联合作用表现为拮抗作用。利用转基因线虫PC72,发展了一种可用于生物监测的高灵敏度的生物监测器。实验结果表明:在三种重金属的毒害下,染色率都呈现出随致死率变化而变化的特点,延长毒害时间能增加其染色率,空白对照即便染色时间延长也未曾出现明显的染色率增加。利用计分法评估线虫的染色效果,得分也和染色率呈现出相关变化。与致死率相比,用染色评估水体毒性的方法更加快捷、灵敏。转基因线虫PC72染色的方法用于检验厦门海域海水水质取得了比较好的效果,检测结果显示染色率与致死率的变化趋势相同,染色率与致死率相关,但利用染色率检测能够缩短检测时间,提高监测灵敏度。其次利用RNAi法研究了几种影响C. elegans寿命的基因。构建了四个RNA干扰载体:R148.3a、Cnfκb （C. elegans nfκb like）、sqv-4、helicase。将四种食物喂食线虫,研究其对线虫寿命的影响。R148.3a （RNAi）菌喂食的线虫呈现出产卵数目下降,寿命缩短的特点,并且会使N2、daf-2（e1370）、daf-16（mu86）突变体的免疫力下降。Cnfκb （RNAi）菌喂食N2线虫并不能使其寿命发生明显变化,但却会使其免疫力下降,易于被金黄色葡萄球菌感染。同时Cnfκb缺失使免疫力下降的作用依赖于daf-16,当daf-16突变时,Cnfκb不能使daf-16突变体的免疫力进一步下降。helicase（RNAi）菌喂食的线虫,产卵数目较对照N2下降,寿命缩短了2.9天。同时helicase功能的缺失会使线虫幼虫部分致死。sqv-4（RNAi）菌喂食的线虫,产卵数目大幅度下降,并有很强的胚胎致死能力,所产的卵大多数无法孵化成幼虫。同时sqv-4干扰后,线虫的寿命会缩短约1.5天。lin-28（n1119）突变体寿命相对于N2延长了8%,lin-4（e912）突变体寿命相对于N2缩短了47%,let-7（n2853）寿命相对N2缩短了36%。然而双突变体lin-28（n719）; lin-4（e912）的寿命相对于lin-28（n1119）无明显改变,说明lin-28位于lin-4下游。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 缩写语对照表
• 前言
• 1 环境监测
• 2 影响寿命的通路
• 3 RNA 干扰
• 第一章 C.ELEGANS 对重金属的毒性反应
• 1 材料与方法
• 2 结果
• 3 讨论
• 第二章 利用转基因秀丽小杆线虫PC72 监测环境
• 1 材料与方法
• 2 结果
• 3 讨论
• 第三章 RNA 干扰载体的构建
• 1 材料与方法
• 2 结果
• 3 讨论
• 第四章 利用RNAI 研究几种影响C.ELEGANS 寿命和繁殖的基因
• 1 材料与方法
• 2 结果
• 3 讨论
• 参考文献
• 致谢