光物理因子对中华大蟾蜍早期胚胎发育影响的初步研究

论文摘要

激光和紫外线是非电离辐射光物理因子,为了研究其对两栖类早期胚胎发育的影响,本论文以中华大蟾蜍为主要实验材料,分别用YAG倍频激光器和302 nm中波紫外线(UVB)照射不同发育时期的中华大蟾蜍胚胎,在发育形态、蛋白质谱和核酸水平检测了照射前后的变化。1)用UVB分别以不同强度和不同时间照射中华大蟾蜍二细胞期胚胎,观察记录胚胎的发育过程、统计死亡率与照射时间和照射强度的关系。结果表明,30μW/cm~2强度的UVB分别照射二细胞期胚胎20s、60s和80μW/cm~2强度分别照射20s、60s、120s后,对中华大蟾蜍早期胚胎发育有促进作用,使发育过程中的死亡率降低,畸胚出现的类型较少且畸变程度低;80μW/cm~2强度的UVB照射二细胞期胚胎600s,100μW/cm~2强度的UVB照射20s、60s、600s和120μW/cm~2强度的UVB照射20s,导致胚胎发育过程中死亡率明显升高,畸胚数量多且畸变程度高。由此结果可见,UVB照射剂量和时间不同,对中华大蟾蜍早期胚胎发育的影响有明显差异。2)用YAG倍频激光器100μJ/cm~2、300μJ/cm~2和600μJ/cm~2分别照射中华大蟾蜍原肠胚,提取各组样品蛋白质组进行双向电泳,凝胶成像后用PDQuest软件分析。结果表明:激光照射对原肠胚蛋白质点的个数和分布都有显著影响,影响程度与照射激光的密度有关。有些点只在照射组中出现,有些则只在对照组中出现,另外一些蛋白质点的表达量在照射前后发生了明显的变化。3)为了在分子水平上检测激光照射对生物组织或细胞基因组损伤的程度,结合单细胞凝胶电泳技术建立了一种快速、定量检测小鼠淋巴细胞受激光照射后DNA损伤程度的方法。使用能量密度为600μJ/cm~2的YAG激光照射小鼠脾淋巴细胞15、25、35个脉冲后,采用单细胞凝胶电泳法检测实验组和对照组细胞DNA损伤程度,发现DNA损伤程度与激光照射脉冲数成正比。用强度为30μW/cm~2、60μW/cm~2、90μW/cm~2、120μW/cm~2、150μW/cm~2的UVB分别照射小鼠脾淋巴细胞30min,采用单细胞凝胶电泳法检测UVB照射对细胞DNA的损伤,结果表明30μW/cm~2组DNA损伤程度最高。随着照射强度的加大,60μW/cm~2、90μW/cm~2、120μW/cm~2组损伤程度有所降低,而150μW/cm~2组又出现了高DNA损伤。4)分别提取经不同强度照射UVB的四细胞期胚胎、原肠胚和神经胚的基因组DNA,然后进行琼脂糖凝胶电泳。发现各组中随着照射强度的增加DNA条带弥散的程度也加大,这可能与UVB照射胚胎生成了光产物,从而使DNA链断裂有关。5)提取未经照射的受精卵、四细胞期胚胎、囊胚、神经胚、原肠胚、肌肉感应期胚胎和经80μW/cm~2的UVB照射的四细胞期胚胎、原肠胚、神经胚的总RNA,进行甲酰胺化RNA变性琼脂糖电泳。发现与对照组相比,照射后的胚胎RNA条带均出现了不同程度的弥散。本论文所涉及的激光、UVB等环境物理因子对两栖类胚胎影响的研究,可为环境生物学研究辐射对生物体的影响提供借鉴。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 符号说明
• 一、前言
• 1.紫外线的生物学效应
• 1.1 紫外线的主要生物作用
• 1.2 紫外线损伤的修复
• 2.激光的生物学效应
• 2.1 激光的光效应
• 2.2 电磁场生物学效应
• 2.3 热效应
• 2.4 压力生物学效应
• 3.激光在生物学研究中的进展
• 4.细胞水平检测DNA损伤的新方法——单细胞凝胶电泳
• 二、材料与方法
• 1.实验材料、试剂和仪器
• 1.1 实验动物
• 1.2 主要实验试剂
• 1.3 主要实验仪器
• 2.实验方法
• 2.1 UVB照射中华大蟾蜍二细胞期胚胎
• 2.2 激光照射致原肠胚蛋白质变化的检测
• 2.3 UVB和激光分别照射致DNA损伤的检测
• 2.4 检测UVB照射前后总基因组DNA变化
• 2.5 检测UVB照射前后胚胎总RNA的变化
• 三、实验结果
• 1.UVB照射对中华大蟾蜍二细胞期胚胎发育状况的影响
• 1.1 UVB照射时间与二细胞期胚胎死亡率的关系
• 1.2 UVB照射强度与二细胞期胚胎死亡率的关系
• 1.3 畸胚的形态学观察
• 2.激光照射致原肠胚蛋白质的变化
• 3.单细胞凝胶电泳检测激光和UVB照射后淋巴细胞DNA受损程度
• 4.UVB照射前后总基因组DNA变化
• 5.UVB照射前后胚胎RNA变化
• 四、讨论
• 1.激光照射对中华大蟾蜍早期胚胎发育的影响
• 2.UVB对中华大蟾蜍早期胚胎发育的影响
• 2.1 UVB照射的生长刺激作用
• 2.2 UVB照射对胚胎的杀伤作用
• 3.单细胞凝胶电泳（SCGE）检测DNA损伤程度
• 3.1 SCGE的优点和应用
• 3.2 SCGE实验平台构建注意事项
• 五、小结
• 六、参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 学位论文评阅及答辩情况表