重金属铅暴露对家蚕组织GSTs和GSH-Px的酶活力及基因表达的影响

摘要

谷胱甘肽S-转移酶（GST）和谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）是生物重要的解毒酶。为了研究重金属铅对鳞翅目昆虫的影响机制，对家蚕添食Pb(NO3)2进行Pb2+暴露，用酶活测定和real-timePCR方法，调查了5龄6d不同组织中酶活及相关基因转录水平的变化。正常5龄6d幼虫体内，生殖腺中GST酶活性分别是脂肪体和中肠的20倍和34.6倍，GSH-Px酶的活性分别是脂肪体和中肠中酶活性的46.6倍和57.5倍。10mg/kg以上浓度Pb2+暴露后，生殖腺中两酶的活性成倍下降，Gstd1基因和Gsh-Px基因（20mg/kg-80mg/kg）的表达水平也显著下调，雄性比雌性更加显著。脂肪体GST和GSH-Px酶活性受Pb2+胁迫显著升高，影响浓度分别为10mg/kg-160mg/kg和20mg/kg-80mg/kg，但Gsh-Px和Gstd1基因的表达却受到抑制。雌性个体脂肪体中的GSH-Px酶活性及其基因转录水平、雄性个体脂肪体中的GST酶活性和Gstd1基因转录水平对铅离子暴露更加敏感。20mg/kg以上浓度Pb2+暴露后，中肠GST酶活性显著上升，而GSH-Px酶活性变化较小，性别间差异不明显;中肠Gstd1表达有上调趋势，Gsh-Px基因的表达则受到显著抑制。结果显示，家蚕幼虫生殖腺虽然有比脂肪体和中肠更强的GST酶和GSH-Px活性，但对Pb2+的毒害敏感，雄性比雌性受影响更大，生殖腺通过抗氧化防御系统抵御Pb2+毒害的作用很弱;而家蚕5龄两性幼虫脂肪体中GST酶及GSH-Px酶活性的升高是可靠的铅离子暴露敏感指标。