室内环境影响麻蝇嗜尸行为机制的研究及其法医学应用

Sarcophagidae, the common flies in indoor cases, has a unique advantage in forensic practice such as the PMI estimation. However, during the last National Natural Science Foundation of Young Scientists, we found that the differences between cadaveric behavior indoors and that outdoors have severely constrained the application value of existing fleshfly database for indoor cases, so we decided to conduct the following programs: Firstly, we design to adopt the pattern which combines the dead animal model and actual cases to analyze not only the dominate species of fleshfly both indoors and outdoors but the variances between them, investigate the cadaveric behavior and the life history characters of the flesh flies in natural environment and construct the indoor fleshfly database. Secondly, we stimulate the indoor environment by the usage of growt h cabinet to study the effect of some subjective causes such as temperature, humidity, light and airflow on a series of behaviors including copulation, oviposition, growth and eclosion. And we also combine the RNA-Seq technology to analyze the mechanism that some causes related to environment could contribute to abnormal cadaveric behavior of fleshfly. The last, we apply gold nanoparticle gas sensor array to investigate the intrinsic connection between the indoor dominate flesh flies and flora in remains. At the same time, we explore the differences of flesh flies between indoor and outdoor. Our ultimate aim is to expose the mechanism about the effect of indoor environment on the cadaveric behavior of fleshfly and construct a system for PMI and place of death inference based on indoor fleshfly database.

麻蝇科是室内案件尸体上的常见嗜尸性蝇类，在死亡时间（PMI）推断等方面具有独特优势。申请人在青年基金项目研究中发现，室内外环境中麻蝇嗜尸行为的差异，严重制约了已有数据在室内案件PMI推断中的应用价值。据此，课题组拟在已建立麻蝇基因库的基础上，深入开展以下研究：1.采用动物尸体模型结合实际案例，研究室内外麻蝇优势种类及其差异，分析室内自然环境下麻蝇嗜尸行为及生活史特点，构建室内案件麻蝇数据库；2.利用人工气候箱模拟室内环境，研究温湿度及其波动、灯光、气流等对麻蝇交配、产卵、生长发育、成蛹、羽化等行为的影响，并结合RNA-Seq技术分析基因表达水平上环境因素导致异常嗜尸行为的机制；3.运用纳米金气体传感阵列等技术，研究室内优势麻蝇与尸体上菌群及其代谢产物的内在联系，探索室内外麻蝇种类差异的相关机制。最终揭示室内环境对麻蝇嗜尸行为的影响及其机制，构建基于麻蝇的室内案件PMI及死亡地点推断体系。

项目研究背景：.死亡时间（PMI）推断是刑事案件侦破的关键环节，法医昆虫学在腐败尸体PMI推断方面应用前景较好，其中嗜尸性麻蝇具备独特的优越性，然而，采用野外自然环境动物模型获取的麻蝇嗜尸行为资料，应用于室内案件时存在误差大、重复性差等重要缺陷。因此，系统的研究室内环境中麻蝇嗜尸行为，从深层次揭示室内环境影响麻蝇嗜尸行为的机制，已经成为其实践应用急需解决的关键科学问题。.主要研究内容：.①以野外环境作为对照，对比研究室内环境中嗜尸性麻蝇种类及嗜尸行为特点；.②分析室内环境因素对麻蝇嗜尸行为的影响，并在基因表达水平探索其机制；.③探究不同浓度MA下动物尸体微生物菌群变化；.④在实际案例中进行验证，构建室内麻蝇PMI推断体系.重要结果、关键数据及其科学意义：.①湖南长沙地区室内环境中最为常见的嗜尸性麻蝇主要包括红尾粪麻蝇、棕尾别麻蝇、绯角亚麻蝇、肥须亚麻蝇及野亚麻蝇等。最终筛选最为常见的优势种棕尾别麻蝇为研究对象，对其不同恒温条件下的生长发育数据资料进行了收集；.②探究了光照对棕尾别麻蝇生殖行为模式的影响，结果发现在温度为25℃，光周期为12L:12D的情况下，棕尾别麻蝇的产卵率为0，在光周期为24L的情况下，棕尾别麻蝇的产卵率为25%，在光周期为24D的情况下，棕尾别麻蝇的产卵率为75%。为进一步探究棕尾别麻蝇卵生、卵胎生的相关分子机制。本课题组首次在国际上解析了棕尾别麻蝇染色体水平上全基因组数据，相关成果已发表在中科院Top1期刊《Molecular Ecology Resources》；然后应用转录组测序探究了其不同发育阶段差异基因的转录调控时序性变化规律；.③探究了不同浓度MA下动物尸体微生物菌群变化，以兔子尸体为模型，通过16S高通量测序技术分析三种不同浓度MA下兔子尸体上口腔和直肠微生物菌群随腐败时间延长的变化；.④基于实际案例验证了麻蝇在腐败尸体死亡时间推算中具有独特的应用价值。