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亚致死剂量吡虫啉胁迫对意大利蜜蜂工蜂嗅觉学习行为的影响及其脑部转录组分析

2021-08-18候梦赏邱园妹赵必安蔚添添梁立强苏松坤李志国

昆虫学报 2021年7期

候梦赏, 邱园妹, 赵必安, 蔚添添, 梁立强, 苏松坤, 李志国

(福建农林大学动物科学学院(蜂学学院), 福州 350002)

随着新烟碱类农药的大范围使用,蜜蜂的健康与生存受到了巨大的威胁(van der Sluijsetal., 2013)。新烟碱类农药是典型的系统性神经毒性农药,主要作用于昆虫突触后膜的烟碱型乙酰胆碱受体,刺激神经信号传导,促使神经元亢奋,导致昆虫死亡(Belzuncesetal., 2012)。蜜蜂作为新烟碱类农药的非靶标昆虫,在出巢采集过程中会经常遭受低剂量农药的胁迫,导致蜜蜂处于一种亚致死胁迫状态,损害蜜蜂的嗅觉学习记忆行为、归巢行为和舞蹈行为(Gonalons and Farina, 2015)等,还可以与其他致病因子协同作用进而影响蜜蜂的健康(Pettisetal., 2015)。

前人研究表明,吡虫啉对单头成年意大利蜜蜂Apismelliferaligustica24 h急性致死中量LD50为7.8~118.74 ng(Laurinoetal., 2013; Lietal., 2017),而从新烟碱类农药的环境残留及蜜蜂的采蜜量分析,大部分农药残留剂量并不会造成蜜蜂急性致死,而会对蜜蜂造成亚致死影响,因此研究农药对蜜蜂的亚致死效应更为重要。蜜蜂的脑部大约有100万个神经细胞,支撑着蜜蜂的学习记忆行为(Srinivasan, 2009),蜜蜂脑部含有大量易与吡虫啉结合的烟碱型乙酰胆碱受体,吡虫啉胁迫蜜蜂后阻断胆碱能神经元和章鱼胺能信号传递(Nauenetal., 2001),产生大量的活性氮与活性氧,与相对应的生物大分子相互作用,影响线粒体呼吸链,导致神经元供能不足,降低氧化应激反应,损害蜜蜂的学习记忆行为(Farooqui, 2013)。虽然关于不同剂量、不同类型杀虫剂胁迫对意大利蜜蜂学习记忆行为的研究已有诸多报道,然而关于吡虫啉胁迫影响蜜蜂学习记忆行为的脑部基因表达变化模式等分子机制报道尚少。……

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