电击是一种在生物学实验中被广泛应用的刺激源。在果蝇相关研究中,电击主要被用作有害的物理刺激来训练果蝇,应用于规避、运动、应激、学习和记忆等多种行为学分析中。然而,对于电刺激对果蝇的生理生化、基因表达有何影响我们还知之甚少。本论文通过对转录组差异表达谱的深入分析,发现电刺激对包括先天免疫应答在内的果蝇多种重要生理生化过程都会产生重大影响。针对抗菌肽的进一步研究发现仅需一次电刺激处理就能够诱导长达10天的先天免疫应答。有意思的是,电击对先天免疫的诱导作用甚至能够持续到下一代。本论文首先使用第二代高通量测序手段获得被电击果蝇的转录组序列,然后通过生物信息学分析,发现了6944个差异表达基因,其中3737基因表现上调,3207基因表现下调。这些差异表达基因涉及的GO富集分类条目中,涉及的生物过程主要包括自由基清除、免疫系统、体液免疫应答、肽的生物合成、有丝分裂细胞周期、核糖体生物合成、细胞免疫反应、非编码RNA加工、DNA修复、表观遗传、组蛋白乙酰化、DNA复制等;涉及的细胞组成主要包括染色体部件、核浆部件、核染色体部件、核仁部件、细胞质部件、胞质囊泡部件、细胞皮层部件、细胞分裂部件、细胞骨架部件、细胞器部件等;涉及的分子功能包括核糖体结构组成、核酸酶活性、组蛋白结合、mRNA结合、GTP结合等。我们的分析表明果蝇被电击之后体内多种生理过程都受到了影响,而先天免疫相关基因的表达差异尤其显著。于是我们设计实验对电击诱导果蝇先天免疫应答进行了进一步的验证和探讨。抗菌肽基因被诱导表达是果蝇系统性先天免疫反应的重要环节,因此抗菌肽基因表达量的变化可以用来反映果蝇体内的先天免疫应答。我用实时荧光定量PCR技术检测果蝇抗菌肽mRNA的相对水平,发现在受到30v、60v、90v、120v或150v等不同电压强度电击后果蝇抗菌肽的表达都会被诱导增高。我还发现果蝇在被电击之后2小时,抗菌肽的表达量就已经有了显著地升高,而且这种抗菌肽高表达水平的情况能够持续相当长的一段时间。我的检测结果表明果蝇抗菌肽的表达量在电击之后4小时、12小时、24小时、5天和十天仍然显著高于未电击对照的,但是在电击之后的第15天抗菌肽的相对表达量就开始降低到对照的水平了。可见,一次性电击处理就足以诱发长期的抗菌肽表达提升,但是这种被电击所诱导产生的先天免疫应答并不是持续终生的。有意思的是,经对被电击处理过的雄蝇与未受电击处理的雌蝇所产生的子一代进行检测,我发现其抗菌肽的相对表达量也会显著地增高。这说明电击诱导的果蝇先天免疫应答可以在代间传递。这种影响可能与表观遗传修饰有关,但是具体是通过什么途径影响的以及这种影响是否跨代遗传等问题还有待进一步的研究。