The effects of glyphosate exposure on gene transcription and immune function of the silkworm, Bombyx mori.
Arch Insect Biochem Physiol · 2023 · 112:e21990 · PMID 36537163 · 등급5 동물·현장 동물실험 · 발암성 > 산화스트레스·기전 · 식물
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글리포세이트는 널리 사용되는 제초제이자 작물 건조제이다. 그러나 그 광범위한 사용이 비표적 생물의 종 다양성에 어떠한 영향을 미치는지에 대해서는 아직 불분명하다. 본 연구에서는 누에(Bombyx mori)를 연구 대상으로 삼아, 글리포세이트에 노출된 누에의 중장 조직을 RNA 시퀀싱하여 전사체 프로파일을 분석하였다. 2975.20 mg/L (뽕나무 밭에서 흔히 사용되는 농도)의 글리포세이트에 노출시킨 결과, 총 125개의 유의하게 차등 발현된 유전자(DEGs)가 중장에서 검출되었으며($q < 0.05$), 이 중 53개는 상향 조절되고 72개는 하향 조절되었다. 유전자 온톨로지 농축 분석 결과, DEGs는 주로 생물학적 과정(biological process), 세포 구성 요소(cellular component), 그리고 분자 기능(molecular function)에 풍부하게 나타났다. Kyoto encyclopedia of genes and genomes 분석 결과, 차등 발현된 유전자들은 산화 스트레스, 영양소 대사, 면역 방어 경로와 관련이 깊었으며, 여기에는 산화 스트레스 관련 Cat 및 Jafrac1, 영양소 대사 관련 Fatp 및 Scpx, 그리고 면역 관련 CYP6AN2, UGT40B4, CTL11, serpin-2 등이 포함되었다. 실험적 검증 결과, 글리포세이트 노출은 Beauveria bassiana 감염 후 누에의 사망률을 4.35배 증가시켰으며, 이는 PO(phenoloxidase) 활성 감소 및 면역 기능 장애로 인해 발생했을 수 있다. 이러한 결과는 잔류 글리포세이트가 누에의 생리적 기능에 미칠 잠재적 영향을 시사하는 증거를 제공하며, 또한 글리포세이트의 생물안전성 평가를 위한 참고 자료를 제공한다.ORIGINAL ABSTRACT
Glyphosate is a widely used herbicide and crop desiccant. However, whether its extensive use has any effect on the species diversity of nontarget organisms is still unclear. In this study, we used the silkworm, Bombyx mori, as the research subject, and performed RNA sequencing to analyze the transcriptional profile of silkworm midgut after exposure to glyphosate at 2975.20 mg/L (a concentration commonly used at mulberry fields). A total of 125 significantly differentially expressed genes (DEGs) were detected in the midgut of glyphosate-exposed silkworm (q < 0.05), of which 53 were upregulated and 72 were downregulated. Gene ontology enrichment analysis showed that the DEGs were mainly enriched in biological process, cellular component, and molecular function. Kyoto encyclopedia of genes and genomes analysis showed that the differential genes were mainly related to oxidative stress, nutrient metabolism, and immune defense pathways, including oxidative stress-related Cat and Jafrac1, nutrient metabolism-related Fatp and Scpx, and immune-related CYP6AN2, UGT40B4, CTL11, serpin-2, and so forth. Experimental verification showed that glyphosate exposure led to a 4.35-fold increase in the mortality of silkworm after Beauveria bassiana infection, which might be caused by the decreased PO (phenoloxidase) activity and impaired immunity. These results provide evidence for the potential effects of residue glyphosate on the physiological functions of silkworm, and also provide a reference for the biosafety evaluation of glyphosate.| 저자 | Feng, P.; Wang, Y.; Zou, H.; Zhu, Q.; Ren, Y.; Shu, Q.; Su, W.; Liu, W.; Hu, Y.; Li, B. |
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| 저널 | Archives of insect biochemistry and physiology |
| 권·호·쪽 | 112(3), e21990 |
| PMID | 36537163 |
| DOI | 10.1002/arch.21990 |
| MeSH | Animals; Gene Expression Profiling; Bombyx; Transcription, Genetic; Immunity; Glyphosate |