早期发育阶段活性氧（ROS）水平升高延长椭圆食粉螨寿命的机制研究

本研究揭示了低浓度铅（Pb）暴露通过诱导椭圆食粉螨（Aleuroglyphus ovatus）幼虫期活性氧（ROS）积累，显著延长其成虫寿命的分子机制。通过两性生命表分析证实，促氧化剂百草枯（PQ）处理使雌雄成虫寿命分别延长14.37%和12.68%，而抗氧化剂N-乙酰半胱氨酸（NAC）则逆转铅诱导的寿命增益。该发现为理解污染物介导的ROS-长寿悖论提供了新视角，对储粮害虫综合防治（IPM）策略开发具有重要指导价值。

　　

Highlight

铅胁迫通过早期发育阶段ROS升高显著延长椭圆食粉螨寿命

Abstract

铅（Pb）暴露通过提升活性氧（ROS）水平诱导氧化应激。虽然早期发育阶段的短暂ROS升高已被证实可延长寿命，但低浓度铅诱导椭圆食粉螨（Aleuroglyphus ovatus）长寿是否依赖ROS机制尚不明确。本研究采用两性生命表技术，揭示了铅暴露显著提升螨虫幼虫ROS水平。使用促氧化剂百草枯（PQ）提升幼虫ROS后，雌雄成虫总寿命分别延长14.37%和12.68%；而用抗氧化剂N-乙酰半胱氨酸（NAC）降低铅诱导的ROS时，寿命增益被逆转。这些发现证实铅诱导的ROS积累是寿命延长的关键驱动因素。

Introduction

传统认知中，ROS被视为衰老的核心诱因，但近期在酵母、线虫（C. elegans）和果蝇（D. melanogaster）中的研究揭示了ROS-长寿悖论。例如，线虫发育期短暂ROS激增可增强应激抗性并延长寿命。本研究首次在储粮害虫椭圆食粉螨中证实，低剂量铅（12.5 mg/kg）通过调控幼虫期ROS水平实现寿命编程，为环境污染物-生物互作研究提供了新颖模型。

Section snippets

实验方法

螨虫培养：在28±1°C、80%湿度的黑暗环境中，以面粉/酵母粉混合饲料长期驯化。铅处理采用12.5-100 mg/kg硝酸铅溶液。

关键发现

1. 1.

   ROS检测显示12.5 mg/kg铅处理组幼虫ROS水平最高

2. 2.

   PQ处理使雌螨繁殖期延长3.2天，NAC处理则缩短卵巢发育周期

3. 3.

   铅暴露组种群内禀增长率（r）下降11.4%，世代周期（T）延长18.6%

Discussion

本研究首次将"发育期ROS窗口"理论拓展至节肢动物害虫体系。特别值得注意的是，铅诱导的ROS升高可能通过类似线虫HIF-1α通路的机制激活长寿相关基因。这种适应性进化策略提示，储粮环境中低剂量污染物可能意外增强害虫种群优势。

Conclusion

椭圆食粉螨模型证实，环境浓度铅污染可通过发育期ROS重编程改变种群动态。该发现为开发基于氧化还原调控的精准害虫治理（如ROS靶向剂）提供了理论基石，同时警示了污染物亚致死效应在生态风险评估中的重要性。