近日，我校生命科學(xué)學(xué)院媒介昆蟲(chóng)研究團(tuán)隊(duì)、活性物質(zhì)生物技術(shù)教育部工程研究中心邱寶利教授課題組，在自然環(huán)境中植物和昆蟲(chóng)參與的重金屬的傳遞與累積機(jī)制領(lǐng)域取得新的研究進(jìn)展，相關(guān)成果發(fā)表在學(xué)術(shù)期刊《Journal of Hazardous Materials》（中科院一區(qū)Top期刊，影響因子13.6）。
邱寶利教授課題組，以棉花-植食性媒介昆蟲(chóng)煙粉虱-天敵昆蟲(chóng)日本刀角瓢蟲(chóng)三個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)為研究體系，研究了土壤中的鎘自土壤至棉花、自棉花至煙粉虱、自煙粉虱到日本刀角瓢蟲(chóng)的傳遞和生物累積過(guò)程。
研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)土壤中的鎘污染達(dá)到100mg/kg濃度時(shí)，鎘最富集的生物組織是棉花的根部，其次是棉花的莖和葉；兩種昆蟲(chóng)相比，處于高營(yíng)養(yǎng)級(jí)別的日本刀角瓢蟲(chóng)，其4齡幼蟲(chóng)、蛹和成蟲(chóng)中的鎘生物累積量要小于煙粉虱成蟲(chóng)的累積量。然而，與未受鎘污染的日本刀角瓢蟲(chóng)相比，鎘在刀角瓢蟲(chóng)體內(nèi)的累積，延長(zhǎng)了瓢蟲(chóng)幼蟲(chóng)的發(fā)育歷期，縮短了其壽命、產(chǎn)卵時(shí)間和產(chǎn)卵量，同時(shí)也減少了刀角瓢蟲(chóng)的體重，降低了它作為害蟲(chóng)天敵的捕食潛力，展現(xiàn)出對(duì)害蟲(chóng)綠色防控不利的一面。
進(jìn)一步的生理學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照組相比，受到鎘污染的刀角瓢蟲(chóng)的超氧化物歧化酶（SOD）、過(guò)氧化物酶（POD）、過(guò)氧化氫酶（CAT）和能量保存脂質(zhì)（糖原、甘油三酯和總膽固醇）活性有所降低，而谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶（GST）和細(xì)胞色素氧化酶（P450）的解毒酶活性增加。研究結(jié)果表明，受到鎘污染后，作為捕食者的刀角瓢蟲(chóng)在發(fā)育生殖指標(biāo)下降、解毒酶活性升高之間存在生理上平衡策略，而這種改變-平衡機(jī)制，也可能歸因于其基因表達(dá)改變的結(jié)果，因此接下來(lái)需要進(jìn)一步評(píng)估鎘污染是否對(duì)捕食者刀角瓢蟲(chóng)在核酸水平上造成不可逆的損傷。
博士后Muhammad Musa Khan為該論文的第一作者，邱寶利教授為通訊作者，重慶師范大學(xué)為第一完成單位，該研究獲得了嶺南現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學(xué)與技術(shù)廣東省實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目（NT2021003）、國(guó)家高層次人才特殊支持計(jì)劃項(xiàng)目（2020）的資助。
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