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镉（cadmium,Cd）是常见的重金属污染物之一,容易在生物体内富集并造成不同程度的损害。Cd通过诱导氧化应激并产生ROS,激活细胞凋亡,减少ATP合成和改变线粒体通透性等,影响生物体的生长、发育、寿命和生殖。此外,Cd暴露还可以通过诱导DNA甲基化、组蛋白修饰或miRNA表达谱等表观遗传信息的变异,调控相关基因表达,从而影响生物体的性状和表型。越来越多的证据表明,这些表观遗传信息如DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA等可以逃脱重编程并通过生殖系细胞传递给未直接环境暴露的下一代个体,进而影响子代的性状,称为跨代表观遗传。但表观遗传信息的跨代遗传机制并不明确,因此这一科学领域仍需要进一步的深入研究。本研究使用黑腹果蝇（Drosophila melanogaster,Canton-S品系）为实验材料,将亲本果蝇（F0）从卵开始培养于含Cd培养基中,并在去胁迫条件下传代培养至F4代,以探究重金属Cd诱导果蝇翅膀发育缺陷的跨代遗传效应并对其表观遗传机制进行初步研究。研究结果如下:（1）Cd胁迫后会导致Cd在幼虫（F0）体内富集,但是蓄积于亲本体内的Cd不能通过生殖途径有效地传递给子代果蝇。与对照组相比,Cd胁迫后极显著延迟了果蝇的结蛹时间和羽化时间,去胁迫条件下,Cd对果蝇羽化时间和结蛹时间的延迟作用可向后代传递两代。Cd胁迫后显著降低了果蝇体内保幼激素和蜕皮激素水平,在去胁迫条件下,这种抑制作用可分别传递两代或三代。（2）受Cd胁迫亲本（F0代）及去胁迫子代（F1-F4代）果蝇翅脉部分出现断裂、融合、缺失及细软化等现象;翅膀形态发生卷曲、残缺、皱缩及缺刻等现象。在去胁迫条件下,一直到F4代依然可以观察到明显的表型改变。翅膀缺陷率的统计结果显示,去胁迫条件下随着果蝇代数的增加翅膀缺陷率逐渐降低,到F4代时与对照组相比仍具有显著性差异,表明Cd对翅膀表型的影响可传递至少四代。（3）Cd胁迫后,果蝇（F0）体内翅膀发育相关基因shg、omb、F-actin、Mekk1的表达显著降低,并且在去胁迫条件下,shg和Mekk1的表达抑制作用在三个处理组中均可传递两代;F-actin的表达抑制作用在雌处理组和雄处理组可传递两代,在雌雄处理组中可传递三代;omb的表达抑制作用在雌处理组中可传递两代,在雄处理组及雌雄处理组中均可传递三代。（4）Cd胁迫后果蝇三龄幼虫体内的H3K4me3水平极显著增加,H3K9me3及H3K27me3水平极显著的降低。Cd胁迫后组蛋白甲基化相关基因dSet-1、ash1、Lsd1和DNA甲基化相关基因dMBD2/3、dDnmt2的表达均显著增加,表明Cd处理后显著影响了果蝇体内的组蛋白甲基化和DNA甲基化相关基因的表达。（5）Cd胁迫后亲本果蝇（F0）卵巢及精巢内H3K4me3的水平极显著增加,H3K9me3及H3K27me3显著下降,在去胁迫条件下Cd对H3K4me3水平的影响在卵巢中可传递一代。Cd胁迫后显著促进了卵巢及精巢内组蛋白甲基转移酶基因dSet-1、ash1和去甲基化酶基因Lsd1的表达。在去胁迫条件下,Cd对ash1表达的促进作用在卵巢中可传递两代,在精巢中可传递一代;对dSet-1表达的促进作用在精巢中可传递两代,在卵巢中可传递一代;对Lsd1表达的促进作用在卵巢及精巢中均可传递一代。（6）Cd胁迫后DNA甲基转移酶基因dDnmt2和甲基结合蛋白基因dMBD2/3的表达在果蝇卵巢及精巢内显著上调。在去胁迫条件下,Cd对dDnmt2和dMBD2/3表达的促进作用在卵巢中均可传递两代,在精巢中可传递一代。综上所述,重金属镉可诱导果蝇翅膀发育缺陷,并且具有跨代遗传效应,推测镉可能通过诱导翅膀发育相关基因启动子区DNA甲基化或组蛋白甲基化修饰的改变,从而调控翅膀发育相关基因的表达,继而影响成蝇的翅膀表型,并且这些表观遗传信息的变化通过生殖系细胞传递给去胁迫的子代,从而介导了果蝇翅膀发育缺陷的跨代遗传。总之,本研究从组蛋白甲基化修饰和DNA甲基化两个表观遗传途径,初步探索了镉诱导果蝇翅膀发育缺陷的跨代遗传效应的可能机制,为表观遗传信息的跨代遗传机制研究奠定了一定基础。