张俊飞，郭 莉，骞爱荣，黄勇平，张 舒，张 茹

    (1空军军医大学航空航天医学系航空航天生物动力学教研室，陕西 西安710032；2空军第九八六医院第三门诊部，陕西 西安 710068；3西北工业大学生命学院，陕西 西安 710072；4中国科学院上海植物生理生态研究所，昆虫发育与进化生物学重点实验室，上海 200032)

    空间微重力环境对航天员身体健康造成严重的威胁[1-3]。家蚕胚胎被认为是探索空间生命科学的理想材料，因为它具有体积小、繁殖率高、遗传背景清晰、胚胎期生命活动活跃等优点[4-5]。一系列实验结果表明，空间环境对家蚕的孵化和发育过程产生了显著影响。例如，美国亚特兰蒂斯号航天飞机搭载的家蚕解滞育的蚕卵在空间中未孵化率较高，未完成胚胎逆转的比例是地面组的2倍[6]。俄罗斯卫星搭载的家蚕空间实验显示，飞行组的蚕卵孵化时间和交配蚕蛾的产卵时间均提前了2～3 d[7]。我国第12颗返回式卫星成功搭载家蚕非滞育卵进行轨道飞行8 d，飞行组的胚胎孵化提前2 d，返回地面后，幼虫发育时间缩短了7 d。2016年，我国首颗微重力科学实验卫星搭载家蚕卵空间飞行12 d，结果显示胚胎基因表达受到影响，返回地面后，幼虫发育时间缩短了3 d[4]。然而，航天飞行耗资巨大、空间环境复杂多变、不易控制。因此，地面模拟研究成为研究空间生物科学的重要选择，具有低成本、小占地面积、易操作和多实验机会的优势。三维回转器，又称随机定位仪，是研究地面模拟失重效应的设备。它包含两个相互垂直的转轴，可以随机转动内框和外框。在一个回转周期内，物体受到的重力矢量和为零，从而模拟失重生物效应[8]。研究表明，三维回转器可以影响细胞的结构和功能，如通过改变卵母细胞骨架进而影响线粒体和内质网的定位与功能[9]，降低成骨细胞分化能力[10]，增加乳腺癌细胞外囊泡的释放并改变细胞间粘附因子的表达[11-12]。然而地面模拟微重力环境对家蚕胚胎发育的影响及其作用机制的研究鲜有报道。本研究采用三维回转器模拟空间微重力环境，研究其对家蚕胚胎发育和基因表达的影响，为空间基础生物学研究提供理论和实验依据。

    1 材料与方法

    1.1 材料

    家蚕品系是中国科学院上海植物生理生态研究所提供的非滞育Nistari品系；随机定位仪(中国科学院空间科学与应用研究中心)；回转控制器(中国科学院空间科学与应用研究中心)；RevertAid First Strand cDNA合成试剂盒(美国Thermo Fisher公司)；DNA消化酶试剂盒(日本Takara公司)；SYBR Green Realtime PCR Master Mix(日本Toyobo公司)；Trizol试剂(美国Invitrogen公司)；PCR扩增仪、离心机、紫外分光光度计、移液器(德国Eppendorf公司)；超净工作台(上海博迅实业有限公司)；凝胶成像系统(上海天能科技有限公司)；垂直板电泳槽、变性梯度凝胶电泳系统(美国Bio-Rad公司) ......