焦亚硫酸钠和甘氨酸是人们生活中常见的两种食品添加剂。焦亚硫酸钠可作为防腐剂及抗氧化剂广泛应用于食品工业中,例如蜜饯、饼干及糖果类生产。甘氨酸作为食品调味剂及甜味剂等方面使用。有研究表明:焦亚硫酸钠具有一定的细胞毒性和基因毒性,它不仅可导致人血淋巴细胞染色体畸变（Chromosomal aberration,CA）和姊妹染色单体互换（Sister chromatid exchange,SCE）,并且对神经系统也具有一定的损伤,也可导致小鼠肾脏和肝脏中脂质过氧化水平升高。目前,国内外学者对焦亚硫酸钠毒理学方面的研究多集中于小鼠的肝、肾、神经元等产生的毒性作用,而对于社会性昆虫拟黑多刺蚁影响方面的研究未见有过报道。甘氨酸是中枢神经系统中介导快速抑制性神经传导的主要元件之一,它在兴奋性神经中具有损伤作用。有研究表明甘氨酸溶液能够减少东方果蝇和红火蚁的觅食行为、挖掘行为等。它不仅可以降低昆虫的攀爬能力,还会影响行为模式持续的时间和频率,例如飞行、行走、梳理毛发等活动。因此,甘氨酸对昆虫具有潜在的毒性。关于甘氨酸对社会性昆虫拟黑多刺蚁影响方面的研究未见有过报道。雌激素相关受体（Estrogen-related receptor,ERR）属于核受体超家族第三亚家族成员,迄今为止还未找到其天然配体,因而,它是一种孤儿核受体,其结构和雌激素受体（Estrogen receptor,ER）非常相似,具有同源性。研究表明ERR与ER二者共同调节着哺乳动物的多种生命活动,同时在昆虫生长发育以及协调其正常新陈代谢过程中起着重要的作用。蜕皮激素受体（Ecdysteroid receptor,EcR）属于核受体超家族第一亚族成员,它的配体是蜕皮激素（Ecdysteroid hormones,EH）是目前昆虫中唯一一个已知配体的核受体。在昆虫生长发育的生命活动中,蜕皮激素对昆虫的蜕皮和变态等一系列重要的生命活动具有严格的调控,蜕皮激素和超气门蛋白（Ultraspiracle,USP）组成的二聚体是蜕皮激素的作用标靶,通过一系列转录因子的联合作用,共同完成昆虫的生长、发育以及繁殖等生命活动。谷氨酰胺合成酶（Glutamine Synthetase,Gins）是生物体内绝大多数细胞中广泛存在的一种酶,在生物体内特异地催化谷氨酸生成谷氨酰胺,是谷氨酸代谢的关键酶。在生物体内主要参与调节细胞生长、能量代谢、蛋白质与核酸合成以及免疫应答等生命活动。同时该酶也参与维持机体正常的神经传递,以及受损神经的修复,该酶变异将导致多种神经认知疾病的发生,对昆虫的生长发育起着重要的作用。拟黑多刺蚁（Polyhachis vicina Roger）是一类营群居性生活的典型的社会性昆虫,具有明显的品级分化特点,属于完全变态昆虫,生命周期经历卵、幼虫、蛹、成虫四个发育阶段,其成虫根据外部形态、生活习性以及社会分工的不同可分为工蚁、雄蚁和雌蚁三个不同的品级。拟黑多刺蚁（P.vicina）同时也是国家卫生部指定的唯一药食兼用型蚂蚁,具有发育周期短且容易饲养等诸多优点,是研究社会性昆虫生长发育以及基因表达调控的良好材料。本实验以拟黑多刺蚁（P.vicina）为实验材料,观察经焦亚硫酸钠和甘氨酸处理后对该昆虫不同品级成虫体重、死亡率及外形变化的影响,采用实时荧光定量技术（qRT-PCR）从mRNA水平检测经两种食品添加剂焦亚硫酸钠和甘氨酸处理后不同品级成虫体内PvEcR、PvERR、PvCREB、PvGins、PvUSP在mRNA水平的表达变化,从而推测这两种食品添加剂对拟黑多刺蚁成虫发育可能会产生的影响。为了证实食品添加剂对拟黑多刺蚁不同品级成虫体内所检测基因的干扰效率,我们采用RNA干扰技术（RNA interference,RNAi）分别干扰PvERR和PvGins基因,再通过实时荧光定量技术（qRT-PCR）分别检测PvERR和PvGins被干扰后,PvEcR、PvERR、PvGins在不同品级中的表达情况;统计PvERR和PvGins干扰后虫体体重、死亡率及外形的变化,并与前面两种食品添加剂对虫体的干扰结果进行比较,证实这两种食品添加剂对拟黑多刺蚁成虫危害的程度。此外,从mRNA水平进一步分析PvEcR、PvERR、PvGins三者之间的关系,进而推测PvEcR、PvERR及PvGins基因对拟黑多刺蚁成虫发育的影响。其研究结果如下:1.饲喂焦亚硫酸钠溶液处理拟黑多刺蚁不同品级成虫。与对照组相比,通过对不同品级体重的分析,处理组不同品级虫体的体重都有所下降,但没有显著性差异。与对照组相比,处理组雄蚁存活率最低,工蚁次之,雌蚁最高。与对照组相比,处理组部分雄蚁出现残翅及断翅,工蚁和雌蚁的外形基本没有变化。经qRT-PCR技术检测发现,与对照组相比,处理组不同品级虫体的PvEcR、PvERR、PvCREB、PvGins、PvUSP的表达水平均发生上下调波动变化。由此结果推测,焦亚硫酸钠对虫体体重、死亡率及外形的影响,可能与干扰拟黑多刺蚁不同品级成虫体内相关基因的正常表达有关。2.饲喂甘氨酸溶液处理拟黑多刺蚁不同品级成虫。与对照组相比,处理组虫体体重均有所下降,存活率降低,处理组除部分雄蚁出现残翅外,其他品级成虫外形变化不大。经qRT-PCR技术检测发现,与对照组相比,处理组不同品级虫体的PvEcR、PvERR、PvCREB、PvGins、PvUSP的表达水平均发生上下调波动变化。由此结果推测,甘氨酸对虫体体重、死亡率及外形的影响,可能与干扰拟黑多刺蚁不同品级成虫体内相关基因的正常表达有关。3.采用饲喂法介导的PvERR-RNAi技术去干扰拟黑多刺蚁不同品级成虫。与对照组相比,PvERR在不同品级中均有不同程度的下调,这说明PvERR被干扰成功。PvERR被干扰后各品级虫体体重下降;不同品级虫体的存活率下降;对虫体外形观察发现,雄蚁个体出现了缺翅,断翅等现象,部分雌蚁腹部呈现出不同程度的膨大。这说明PvERR被干扰对不同品级的成虫体重、死亡率及外形具有一定的影响。PvERR被干扰后,工蚁、雌蚁及雄蚁体内PvERR及PvEcR的相对表达量均显著下调;PvGins的相对表达量出现波动,PvGins在工蚁及雌蚁出现上下调的波动,而在雄蚁出现明显下调。由此表明PvERR与PvEcR及PvGins的关联性比较密切,这种关联性对不同品级成虫的发育可能具有不良影响。PvERR被干扰后,对不同品级成虫的体重、死亡率、外形及相关基因表达水平的影响与焦亚硫酸钠及甘氨酸两种食品添加剂对不同品级虫体的影响具有一定的相似性。由此表明,食品添加剂对拟黑多刺蚁虫体发育的影响可能与其对此种蚂蚁体内相关基因的干预影响有关。4.采用喂食法介导的PvGins-RNAi技术去分别干扰工蚁和雌蚁,与对照组相比,PvGins在工蚁和雌蚁表达均下调,这首先说明PvGins被干扰成功。受PvGins基因被干扰的影响,工蚁及雌蚁体重有所下降,死亡率有所增加。部分工蚁腹部出现了皱缩,而雌蚁腹部颜色加黑且有膨大现象。当PvGins被干扰后,工蚁及雌蚁体内PvEcR及PvERR的表达水平均发生下调。由此看来,PvGins表达水平的变化,对PvEcR及PvERR基因的表达有影响,这也表明PvGins与PvEcR及PvERR基因之间存在着关联性,这种关联性可能对工蚁及雌蚁的发育有影响。PvGins被干扰后,对工蚁和雌蚁的体重、死亡率、外形及相关基因表达水平的影响与两种食品添加剂对工蚁和雌蚁的影响具有一定的相似性。由此表明,食品添加剂对拟黑多刺蚁虫体发育的影响可能与其对此种蚂蚁体内相关基因的干预影响有关。