蜜蜂是重要的授粉昆虫之一,却受到环境有毒有害物的侵害。新烟碱类杀虫剂是目前广泛应用的杀虫剂之一,据报道新烟碱类杀虫剂在亚致死剂量时能够引起蜜蜂幼虫中肠、卵巢和唾液腺等部位的细胞凋亡,而此类杀虫剂的作用靶标位置主要位于昆虫脑部,因而对其脑神经细胞的影响更有针对性,此方面报道较少;此外,该类杀虫剂同样影响蜜蜂的学习和记忆能力,而有关其运动能力的研究较少。有关此类杀虫剂对蜜蜂脑神经细胞凋亡的影响,结合蜜蜂爬行能力的检测,为研究此类杀虫剂对非靶标昆虫—蜜蜂的神经毒性提供一定的理论基础。本实验以新烟碱类杀虫剂的代表品种吡虫啉为供试杀虫剂,以成年意大利蜜蜂为实验对象,分别从蜜蜂脑组织、细胞、亚细胞和分子水平,研究亚致死剂量吡虫啉对蜜蜂脑神经细胞凋亡的影响,并与爬行能力检测方法相结合,探求亚致死剂量吡虫啉对蜜蜂的神经毒性。具体结果如下:1.在实验室水平,吡虫啉剂量为每头每天饲喂0.5、1.5和4.5 ng,分别对处理3、6、9和12 d的蜜蜂进行取样,利用TUNEL法检测成年蜜蜂脑神经细胞的凋亡情况。结果显示亚致死剂量吡虫啉能够诱导蜜蜂脑神经细胞凋亡;并且细胞凋亡率随着吡虫啉剂量和处理时间的递增而增加,表现出剂量和时间效应。2.在与TUNEL法实验相同处理和饲养条件下,利用Caspase-3免疫荧光法检测成年蜜蜂脑神经细胞的凋亡情况。结果显示亚致死剂量吡虫啉能够诱导蜜蜂脑神经细胞内Caspase-3蛋白的激活;并且阳性细胞率随着吡虫啉剂量和处理时间的递增而增加,表现出剂量和时间效应;并且与脑神经细胞凋亡正相关。3.在与TUNEL法实验相同处理和饲养条件下,利用荧光定量法检测caspase-1基因的转录情况。结果显示亚致死剂量吡虫啉能够诱导蜜蜂脑神经细胞内caspase-1 m RNA表达量,随着吡虫啉剂量和处理时间的递增而增加,表现出剂量和时间效应。结合Caspase-3实验的结果,推测亚致死剂量吡虫啉诱导的蜜蜂脑神经细胞凋亡与Caspase依赖型凋亡途径相关。4.在实验室水平,每头每天饲喂蜜蜂1.5 ng吡虫啉剂量,处理9 d时,利用透射电镜法检测蜜蜂脑神经细胞超微结构的变化情况。结果显示在亚细胞水平,处理组的蜜蜂脑神经细胞与空白对照组相比存在明显的形态学变化,其中染色质凝聚并边集到核膜上、凋亡小体形成、细胞核变小等形态学变化,呈现凋亡现象,而不同于典型凋亡特征的是细胞核延迟降解;另外,自噬包括自噬泡、自噬体的出现以及线粒体、内质网和高尔基体等肿胀和发泡等现象。5.在与TUNEL法实验相同处理和饲养条件下,测定了亚致死剂量吡虫啉对蜜蜂爬行能力和存活率的影响,并比较了脑细胞凋亡、爬行能力和存活率之间的关系。结果显示,在吡虫啉特定剂量和暴露时间时,虽然蜜蜂存活率无显著性差异,却能够引起蜜蜂爬行能力显著性降低;并且在相同处理条件下,在低剂量(0.5和1.5 ng)吡虫啉作用下,蜜蜂脑神经细胞凋亡率较其他两个指标(存活率和爬行能力)较早出现显著性差异。