大蒜素调控黑腹果蝇产卵偏嗜性和适合度

摘要

【目的】研究果蝇对大蒜素的产卵选择,并解析果蝇产卵避性的机制和生物学意义。【方法】应用产卵双向选择装置,检测黑腹果蝇Drosophila melanogaster雌成虫对0.01%,0.015%和0.02%大蒜素的产卵选择性;利用产卵装置,检测黑腹果蝇对大蒜素的位置效应;通过毛细管摄食法检测黑腹果蝇摄食行为;利用黑暗(暗盒)、摘除前足、摘除触角和嗅觉突变体等方式探究介导该行为的感觉系统;检测大蒜素对其后代的发育历期和存活率的影响。检测0.02%,0.05%和0.1%大蒜素对黑腹果蝇成虫寿命的影响以及0.1%大蒜素处理48 h后成虫的奔跑速度和攀爬速度。利用荧光染料检测0.02%大蒜素处理3 d后黑腹果蝇成虫肠道中活性氧水平。【结果】大蒜素引起成年雌性黑腹果蝇产卵避性,对0.01%,0.015%和0.02%大蒜素的产卵指数分别为-0.53,-0.77和-0.88。黑腹果蝇成虫对大蒜素呈现明显的位置避性,对0.01%和0.015%大蒜素的位置指数分别为-0.09和-0.22。在黑暗和摘除前足条件下,黑腹果蝇雌成虫对大蒜素未产生显著的产卵避性反应,而摘除触角的黑腹果蝇雌成虫对大蒜素产卵避性显著地降低,对0.01%,0.015%和0.02%大蒜素的产卵指数分别为-0.01,-0.04和-0.11。突变体TrpA1(transient receptor potential ankyrin 1)对大蒜素的产卵避性反应消失,对0.01%,0.015%和0.02%大蒜素的产卵指数分别为-0.09,-0.06和0.13。黑腹果蝇雌成虫所产卵暴露于0.02%大蒜素后,后代的成蛹时间和羽化时间分别延长了1.85和1.88 d,蛹和成虫存活率分别降低了26.01%和31.28%。0.02%,0.05%和0.1%大蒜素均引起黑腹果蝇成虫寿命缩短,0.1%大蒜素处理48 h后黑腹果蝇成虫攀爬速度显著降低;0.02%大蒜素处理3 d增加了黑腹果蝇成虫肠道中的ROS水平。【结论】大蒜素引起成年黑腹果蝇产卵避性,主要通过嗅觉系统介导这种产卵避性反应,并引起成虫的中肠损伤,因此这种行为降低了后代的生长发育和成虫存活率。