重金属复合污染对眼优角蚱代谢组的影响

【目的】对金属矿区和非金属矿区环境中生活的眼优角蚱Eucriotettix oculatus体内重金属含量及其代谢组进行分析,探究重金属复合污染对眼优角蚱体内重金属累积和代谢组的影响。【方法】使用ICP-MS法对眼优角蚱成虫体内重金属含量进行测定,同时采用基于 UPLC-MS/MS检测平台、自建数据库以及多元统计分析相结合的手段,对金属矿区和非金属矿区眼优角蚱成虫肠道中的代谢物进行差异分析,并利用 KEGG 数据库对差异代谢物进行注释以及通路富集分析。【结果】金属矿区眼优角蚱成虫体内9种重金属含量是非金属矿区的0.4~212.4倍。多元统计分析结果表明,金属矿区眼优角蚱成虫肠道中共有112种代谢物的含量发生了显著变化,主要为氨基酸类、脂肪酰类、有机酸类、核苷酸类、苯类等物质。KEGG注释及通路富集分析显示,可被注释到的显著差异代谢物共有49种,与代谢通路相关的显著差异代谢物有40种,富集最显著的通路是甲状腺激素合成通路、催产素信号通路、胆汁分泌通路、酪氨酸代谢通路。【结论】重金属复合污染环境中生存的眼优角蚱成虫体内有多类重金属累积,重金属可改变眼优角蚱肠道中的代谢物的组成,其中一些代谢物的改变可能是眼优角蚱适应重金属复合污染生境的策略。     

眼优角蚱两性成体转录组差异分析

为了解蚱类昆虫两性间基因转录水平上的整体差异,本研究以眼优角蚱Eucriotettix oculatus为研究对象,通过高通量转录组（RNA-Seq）测序和分析技术对其雌、雄成体的转录组进行了测定和分析。结果显示,在雌、雄转录组中共获得13 432条转录本,两性间差异表达基因共3 597个,其中雌性相对于雄性显著上调基因1 295个,显著下调基因2 302个。对其中9个差异基因进行实时荧光定量PCR验证,其结果与RNA-Seq分析一致。差异基因显著富集的GO条目大多是与细胞的形成有关,结合、细胞组分和细胞过程等条目相关基因显著高表达。KEGG富集显示差异基因主要是与性腺发育、遗传信息加工、能量代谢和消化等通路有关。研究结果对从分子水平进一步研究眼优角蚱两性差异提供一定的理论基础。     

眼优角蚱生活史及其生物学特性

通过对越冬的眼优角蚱Eucriotettix oculatus(Bolivar,1898)成虫进行饲养,研究了眼优角蚱的生活史和生物学特性。结果表明:眼优角蚱主要取食幼嫩苔藓及腐殖质;雄性若虫为5龄,雌性若虫为6龄,末龄若虫龄期最长;雌性羽化时间比雄性推迟6 d左右;通常羽化后9 d开始交尾,交尾持续1～1.5 h;交尾24 h后开始产卵,1次产卵持续1.5 h左右;每头成虫可交尾2～3次,每次产1块卵,每块卵30～60粒,卵块形状大小不同;非越冬卵发育期平均为13 d;雄性和雌性若虫期分别为31～53 d和39～62 d。