Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Ảnh hưởng của Nanoparticle TiO2 đến Sinh Sản của Kén Tằm
Tóm tắt
Kén tằm (Bombyx mori) là một loại côn trùng kinh tế quan trọng và là mô hình nghiên cứu của bộ Lepidoptera. Nhờ vào khả năng sinh sản cao và chu kỳ sinh sản ngắn, chúng đã được sử dụng rộng rãi trong nghiên cứu sinh sản và phát triển. Nồng độ cao của các nanoparticle titanium dioxide (TiO2 NPs) cho thấy độc tính đối với sinh sản, trong khi nồng độ thấp hơn của TiO2 NPs đã được sử dụng làm phụ gia thức ăn và thể hiện hoạt động sinh học đáng kể. Tuy nhiên, việc nồng độ thấp của TiO2 NPs có ảnh hưởng đến sinh sản của B. mori hay không vẫn chưa được báo cáo. Trong nghiên cứu này, sự tăng trưởng và phát triển của tuyến sinh dục của B. mori được cho ăn bằng nồng độ thấp của TiO2 NPs (5 mg/L) đã được khảo sát thông qua đánh giá sản lượng trứng và sự diễn đạt của các gen liên quan đến sinh sản. Kết quả cho thấy rằng nồng độ thấp của TiO2 NPs đã dẫn đến sự phát triển nhanh hơn của buồng trứng và tinh hoàn, cũng như sự phân hóa và hình thành giao tử nhiều hơn, với sự gia tăng trung bình 51 trứng mỗi con côn trùng và 0.34 × 10−4 g mỗi trứng sau khi cho ăn. Sự diễn đạt của một số gen liên quan đến sinh sản đã được tăng cường, chẳng hạn như các gen liên quan đến sự phát triển lòng đỏ Ovo-781 và vitellogenin (Vg) đã tăng lần lượt 5.33- và 6.77 lần. Nghiên cứu này cho thấy việc cho ăn TiO2 NPs ở nồng độ thấp có thể tăng cường sinh sản của B. mori, và những kết quả này có ích trong việc phát triển các phương pháp mới để cải thiện khả năng sinh sản ở B. mori và cung cấp những manh mối mới cho các ứng dụng sinh học rộng rãi của chúng.
Từ khóa
#Bombyx mori #TiO2 nanoparticles #sinh sản #độc tính sinh sản #gen liên quan đến sinh sảnTài liệu tham khảo
Tanaka K, Uda Y, Ono Y, Nakagawa T, Suwa M, Yamaoka R, Touhara K (2009) Highly selective tuning of a silkworm olfactory receptor to a key mulberry leaf volatile. Curr Biol 19:881–890
Truman JW, Riddiford LM (1999) The origins of insect metamorphosis. Nature 401:447–452
International Silkworm Genome Consortium (2008) The genome of a lepidopteran model insect, the silkworm Bombyx mori. Insect Biochem Molec 38:1036–1045
Cheng D, Yang J, Zhao Y (2004) Antibacterial materials of silver nanoparticles application in medical appliances and appliances for daily use. Chin Med Equip J 4:26–32
Cohen MS, Stern JM, Vanni AJ, Kelley RS, Baumgart E, Field D, Summerhayes IC (2007) In vitro analysis of a nanocrystalline silver-coated surgical mesh. Surg Infect 8:397–404
YeonáLee H, KunáPark H, MiáLee Y, BumáPark S (2007) A practical procedure for producing silver nanocoated fabric and its antibacterial evaluation for biomedical applications. Chem Commun 28:2959–2961
Vigneshwaran N, Kathe AA, Varadarajan PV, Nachane RP, Balasubramanya RH (2007) Functional finishing of cotton fabrics using silver nanoparticles. J Nanosci Nanotechno 7:1893–1897
Chaudhry Q, Castle L (2011) Food applications of nanotechnologies: an overview of opportunities and challenges for developing countries. Trends Food Sci Tech 22:595–603
Liang SS, Makamba H, Huang SY, Chen SH (2006) Nano-titanium dioxide composites for the enrichment of phosphopeptides. J Chromatogr A 1116:38–45
Hong FS, Yang F, Liu C, Gao Q, Wan ZG, Gu FG, Wu C, Ma ZN, Zhou J, Yang P (2005) Influences of nano-TiO2 on the chloroplast aging of spinach under light. Biol Trace Elem Res 104:249–260
Zheng L, Hong FS, Lu SP, Liu C (2005) Effect of nano-TiO2 on strength of naturally and growth aged seeds of spinach. Biol Trace Elem Res 104:83–91
Posgai R, Cipolla-McCulloch CB, Murphy KR, Hussain SM, Rowe JJ, Nielsen MG (2011) Differential toxicity of silver and titanium dioxide nanoparticles on Drosophila melanogaster development, reproductive effort, and viability: size, coatings and antioxidants matter. Chemosphere 85:34–42
Zhang H, Ni M, Li FC, Xu KZ, Wang BB, Hong FS, Li B (2014) Effects of feeding silkworm with nanoparticulate anatase TiO2 (TiO2 NPs) on its feed efficiency. Biol Trace Elem Res 159:224–232
Fan JG, Tao WZ (1988) Differences of the protein distribution rate of different silkworm varieties and correlate measurement. J Anhui Agr Sci 4:38 http://xuewen.cnki.net/CJFDAHNY198804019.html
Yang P, Lu C, Hua NP, Du YK (2002) Titanium dioxide nanoparticles co-doped with Fe3+ and Eu3+ ions for photocatalysis. Mater Lett 57:794–801
Hu RP, Zheng L, Zhang T, Gao GD, Cui YL, Cheng Z, Cheng J, Hong MM, Tang M, Hong FS (2011) Molecular mechanism of hippocampal apoptosis of mice following exposure to titanium dioxide nanoparticles. J Hazard Mater 191:32–40
Oliver B, Perrimon N, Mahowald AP (1987) The ovo locus is required for sex-specific germ line maintenance in Drosophila. Genes Dev 1:913–923
Pauli D, Oliver B, Mahowald AP (1993) The role of the ovarian tumor locus in Drosophila melanogaster germ line sex determination. Development 119:123–134
Ayyar S, Jiang J, Collu A, White-Cooper H, White RA (2003) Drosophila TGIF is essential for developmentally regulated transcription in spermatogenesis. Development 130:2841–2852
Fisher J, Egerton T (2001) Kirk-Othmer encyclopedia of chemical technology. Wiley, New York
Kaida T, Kobayashi K, Adachi M, Suzuki F (2004) Optical characteristics of titanium oxide interference film and the film laminated with oxides and their applications for cosmetics. J Cosmet Sci 55:219–220
Esterkin CR, Negro AC, Alfano OM, Cassano AE (2005) Air pollution remediation in a fixed bed photocatalytic reactor coated with TiO2. AIChE J 51:2298–2310
Choi H, Stathatos E, Dionysiou DD (2006) Sol–gel preparation of mesoporous photocatalytic TiO2 films and TiO2/Al2O3 composite membranes for environmental applications. Appl Catal B-Environ 63:60–67
Li FC, Gu ZY, Wang BB, Xie Y, Ma L, Xu KZ, Ni M, Zhang H, Shen WD, Li B (2014) Effects of the biosynthesis and signaling pathway of ecdysterone on silkworm (Bombyx mori) following exposure to titanium dioxide nanoparticles. J Chem Ecol 40:913–922
Bermudez E, Mangum JB, Wong BA, Asgharian B, Hext PM, Warheit DB, Everitt JI (2004) Pulmonary responses of mice, rats, and hamsters to subchronic inhalation of ultrafine titanium dioxide particles. Toxicol Sci 77:347–357
Grassian VH, O’Shaughnessy PT, Adamcakova-Dodd A, Pettibone JM, Thorne PS (2007) Inhalation exposure study of titanium dioxide nanoparticles with a primary particle size of 2 to 5 nm. Environ Health Persp 115:397–402
Wang JX, Zhou GQ, Chen CY, Yu HW, Wang TC, Ma YM, Jia G, Gao YX, Li B, Sun J, Li YF, Jiao F, Zhao YL, Chai ZF (2007) Acute toxicity and biodistribution of different sized titanium dioxide particles in mice after oral administration. Toxicol lett 168:176–185
Philbrook NA, Winn LM, Afrooz ARMN, Saleh NB, Walker VK (2011) The effect of TiO2 and Ag nanoparticles on reproduction and development of Drosophila melanogaster and CD-1 mice. Toxicol Appl Pharm 257:429–436
Fabian E, Landsiedel R, Ma-Hock L, Wiench K, Wohlleben W, Van Ravenzwaay B (2008) Tissue distribution and toxicity of intravenously administered titanium dioxide nanoparticles in rats. Arch Toxicol 82:151–157
Umbreit T, Weaver JL, Miller TJ, Zhang J, Shah R, Stratmeyer ME, Tomazic-Jezic V (2007) Toxicology of titanium dioxide (TiO2) nanoparticles: 1. Characterization and tissue distribution in subcutaneously and intravenously injected mice. Toxicologist 96:287
Donos N, Retzepi M, Wall I, Hamlet S, Ivanovski S (2011) In vivo gene expression profile of guided bone regeneration associated with a microrough titanium surface. Clin Oral Implan Res 22:390–398
Guedes JC, Park JH, Lakhkar NJ, Kim HW, Knowles JC, Wall IB (2013) TiO2-doped phosphate glass microcarriers: a stable bioactive substrate for expansion of adherent mammalian cells. J Biomater Appl 28:3–11
Li B, Hu RP, Cheng Z, Cheng J, Xie Y, Gui SX, Sun QQ, Sang XZ, Gong XL, Cui YL, Shen WD, Hong FS (2012) Titanium dioxide nanoparticles relieve biochemical dysfunctions of fifth-instar larvae of silkworms following exposure to phoxim insecticide. Chemosphere 89:609–614
Su JJ, Li B, Cheng S, Zhu Z, Sang XZ, Gui SX, Xie Y, Sun QQ, Cheng Z, Cheng J, Hu RP, Shen WD, Xia QY, Zhao P, Hong FS (2013) Phoxim-induced damages of Bombyx mori larval midgut and titanium dioxide nanoparticles protective role under phoxim-induced toxicity. Environ Toxicol. doi:10.1002/tox.21866
Richard DS, Watkins NL, Serafin RB, Gilbert LI (1998) Ecdysteroids regulate yolk protein uptake by Drosophila melanogaster oocytes. J Insect Physiol 44:637–644
Matozzo V, Marin MG (2005) Can 4-nonylphenol induce vitellogenin-like proteins in the clam Tapes philippinarum? Environ Res 97:43–49
Yuan HX, Xu X, Sima YH, Xu SQ (2013) Reproductive toxicity effects of 4-nonylphenol with known endocrine disrupting effects and induction of vitellogenin gene expression in silkworm, Bombyx mori. Chemosphere 93:263–268
Oliver B, Kim YJ, Baker BS (1993) Sex-lethal, master and slave: a hierarchy of germ-line sex determination in Drosophila. Development 119:897–908