Caenorhabditis elegans对重金属离子Cd、Pb和Zn的反应以及利用RNAi研究几种影响其寿命的基因

摘要

本文研究了秀丽小杆线虫Caenorhabdits elegans对重金属Cd、Zn、Pb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：Pb>Cd>Zn，半致死浓度分别为4177μg·L-1、65945μg·L-1、113323μg·L-1；48h时，三种重金属的毒性为Pb>Cd>Zn，半致死浓度分别为31567μg·L-1、3867μg·L-1、6342μg·L-1；72h时，三种重金属的毒性为Cd～Pb>Zn，半致死浓度分别为2466μg·L-1、2494μg·L-1、4066μg·L-1。三种重金属的毒性中Cd随时间变化的速度最快，Pb随时间变化的速度最慢；Pb随浓度的变化最快，Zn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Cd和Zn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；Pb和Zn共同作用于线虫时，四个浓度都呈现出简单的相加作用；当Cd和Pb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Cd和Zn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Pb和Zn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Cd和Pb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、Cnfkb(C.elegans nfkb 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。 Cnfxb(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Cnfxb缺失使免疫力下降的作用依赖于daf-16，当daf-16突变时，Cnfxb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。

目录

论文说明：缩写语对照表

声明

摘要

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