基于大气纳米污染物影响的菜粉蝶幼虫脑蛋白质组学研究

Nano-pollution atmosphere has gradually received more and more attention from entomologists due to its important effects on insect growth, development, reproduction and species behavior. So far, most studies on effects of nano-pollution atmosphere on insects only focus on whole-animal-level studying effects of nanoparticle intake on insect growth, development or reproduction. However, proteome-level studies concerning effects of nanoparticle intake on insect brain are still rare. In this project, based on the cabbage bufferfly Pieris rapae reared in nanoparticle-containing air served as nano-pollutant atmosphere model, the mechanisms of changes of larval brain protein express affected by nanoparticle inhalation will be illustrated using proteomic and phosphoproteomic techniques. The association between component, size and concentration of nanopartiles and expression of the larval brain proteins and phosphoproteins will be systematically elucidated, thus clarifying the mechanism of nanoparticles affecting larval brain protein express at the proteomic level. The growth, development and reproduction of the cabbage bufferfly exposed to nanoparticle will be studied in detail, too, thus finding their characteristics of the nanoparticle affecting growth, development, and reproduction, which will provide the theoretical and experimental basis for growth, development and reproduction of this batterfly under nano-pollutant atmosphere.

大气纳米污染物因其对昆虫生长发育、繁殖和种群行为的重要影响逐渐受到昆虫学家们的关注和重视。目前绝大多数大气纳米污染物对昆虫影响的研究仅限于从整体水平上研究纳米颗粒摄入对昆虫生长发育或繁殖的影响，而从蛋白质组水平上研究纳米颗粒摄入对昆虫脑影响的研究仍很缺乏。本项目以菜粉蝶昆虫为研究对象，以分散有纳米颗粒的空气为大气纳米污染模型，通过在分散有纳米颗粒的空气里饲养菜粉蝶幼虫，用蛋白质组学和磷酸蛋白质组学等技术，阐明纳米颗粒影响菜粉蝶幼虫脑蛋白质表达的作用机制。系统研究不同组成、尺寸和浓度的纳米颗粒与菜粉蝶幼虫脑蛋白质和磷酸化蛋白质差异表达的关系与规律性，从蛋白质组水平上阐明纳米颗粒影响菜粉蝶幼虫脑蛋白质表达的作用机制；系统研究纳米颗粒与菜粉蝶生长发育和繁殖的关系，并找到其规律性，为大气纳米污染下菜粉蝶种群的生长发育和繁殖提供理论和实验基础。

大气纳米污染物因其对昆虫生长发育、繁殖和种群行为的重要影响逐渐受到昆虫学家们的广泛关注和重视。目前绝大多数大气纳米污染物对昆虫影响的研究仅限于从整体水平上研究纳米颗粒摄入对昆虫生长发育或繁殖的影响，而从蛋白质组水平上研究纳米颗粒摄入对昆虫脑影响的研究仍很缺乏。本项目以黑纹粉蝶昆虫为研究对象，以分散有纳米颗粒的空气为大气纳米污染模型，通过在分散有纳米颗粒的空气里饲养黑纹粉蝶幼虫和蛹，用蛋白质组学和磷酸蛋白质组学等技术，系统研究了不同浓度的石墨烯，多壁碳纳米管和银纳米粒子干预下，粉蝶幼虫的脑蛋白质组和磷酸化蛋白质组的改变，分析了纳米污染物与幼虫脑蛋白质和磷酸化蛋白质差异表达的关系。系统研究了不同浓度的石墨烯，二氧化钛和银纳米粒子干预下，黑纹粉蝶滞育蛹的脑蛋白质组和磷酸化蛋白质组的改变，分析了纳米污染物与滞育蛹脑蛋白质和磷酸化蛋白质差异表达的关系。系统研究了纳米颗粒与黑纹粉蝶生长发育和繁殖的关系。在本项目的资助下，目前已发表SCI论文有7篇，其中发表在一区的SCI论文有1篇，二区Top Journal的SCI论文有4篇，三区的SCI论文有2篇，同时，还有3篇SCI论文正在修改或准备投稿中；已授权中国发明专利1项。随着本项目的开展，从蛋白质组水平上阐明纳米颗粒影响黑纹粉蝶幼虫脑蛋白质表达的作用机制；找到了纳米颗粒与粉蝶生长发育和繁殖的规律性，为大气纳米污染下黑纹粉蝶种群的生长发育和繁殖提供理论和实验基础。