飼養(yǎng)方式和酵母濃度對(duì)果蠅壽命及繁殖力的影響

林佳偉 李沁 劉菲婷

摘要 [目的]探討飼養(yǎng)方式和酵母濃度對(duì)果蠅壽命及繁殖力的影響。[方法]以黑腹果蠅為研究對(duì)象，通過(guò)雌雄果蠅混合飼養(yǎng)與雌/雄果蠅單獨(dú)飼養(yǎng)2種方式，對(duì)比其對(duì)雌、雄性果蠅壽命的影響。通過(guò)測(cè)定果蠅的壽命和繁殖力等，研究不同酵母濃度對(duì)果蠅生命力的影響。[結(jié)果]單獨(dú)飼養(yǎng)雌、雄性果蠅的平均壽命比雌雄混合飼養(yǎng)長(zhǎng)，差異達(dá)到極顯著水平（P<0.01）。雌性果蠅的平均壽命明顯長(zhǎng)于雄性果蠅。酵母濃度對(duì)雌性果蠅的壽命有顯著影響，不添加酵母的培養(yǎng)基飼養(yǎng)的雌性果蠅的平均壽命明顯短于添加酵母的培養(yǎng)基飼養(yǎng)的。當(dāng)培養(yǎng)基中酵母濃度為6.58 g/L時(shí)，飼養(yǎng)的雌/雄性果蠅的平均壽命最長(zhǎng)。[結(jié)論]在培養(yǎng)基中添加適量的酵母可以顯著提高果蠅后代數(shù)量，增強(qiáng)果蠅的繁殖力。不同飼養(yǎng)方式和不同酵母濃度對(duì)果蠅生命力都有影響。

關(guān)鍵詞 酵母濃度；黑腹果蠅；飼養(yǎng)方式；壽命；繁殖力

中圖分類號(hào) S899.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 0517-6611（2017）28-0105-02

Abstract [Objective] To discuss the effects of feeding ways and yeast concentration on the longevity and fecundity of drosophila.[Method] Taking Drosophila melanogaster as research object，using two feeding ways（mixed feeding of male and female，feeding female / male alone）， the longevity of female and male drosophila was compared.By determining the longevity and fecundity of D.melanogaster， the effects of different yeast concentrations on the viability of D.melanogaster were studied.[Result] The average longevity of D.melanogaster in the feeding ways of female / male alone was longer than that in the feeding ways of mixed feedings of male and female， with extremely significant difference（P<0.01）.The average longevity of female D.melanogaster was obviously longer than that of male D.melanogaster.Yeast concentration had significant effects on the longevity of female D.melanogaster.The average longevity of female D.melanogaster fed in the culture medium without yeast was obviously shorter than that in the culture medium with adding yeast.When yeast concentration in culture medium was 6.58 g/L， the average longevity of female and male D.melanogaster reached the maximum.[Conclusion] Adding appropriate amount of yeast in culture medium could significantly increase the number of D.melanogaster offsprings and enhance the fecundity of D.melanogaster.Different feeding ways and different yeast concentrations had effects on the viability of D.melanogaster.

Key words Yeast concentration；Drosophila melanogaster；Feeding ways；Longevity；Fecundity

黑腹果蠅（Drosophila melanogaster）隸屬昆蟲(chóng)綱雙翅目果蠅科果蠅屬，具有體型小、繁殖快、生長(zhǎng)周期小、易于飼養(yǎng)、染色體數(shù)目少、突變形狀多等優(yōu)點(diǎn)，具有與人類相似的生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖、衰老等階段，是遺傳學(xué)及分子生物學(xué)研究中常用的模式生物之一[1]。目前，以果蠅為材料的研究報(bào)道很多，但在大部分果蠅壽命試驗(yàn)研究中，均是通過(guò)雌/雄性果蠅單獨(dú)飼養(yǎng)的方式來(lái)進(jìn)行果蠅壽命的統(tǒng)計(jì)。

酵母是果蠅培養(yǎng)基中的重要成分，一些研究表明酵母與果蠅壽命長(zhǎng)短有直接關(guān)系。高境鴻等[2]和謝德娟等[3]研究表明，添加麥麩與活酵母可以縮短果蠅發(fā)育周期，提高子代數(shù)量與體重。王彩艷等[4]和顧蔚等[5]研究發(fā)現(xiàn)含酵母粉的培養(yǎng)基能顯著延長(zhǎng)雌果蠅的壽命，但其濃度變化對(duì)雌果蠅的壽命沒(méi)有顯著影響。孫美玲等[6]研究表明添加20%的ZGJ-1、安琪酵母和梅山酵母的培養(yǎng)基飼養(yǎng)的果蠅，其交配率和繁殖力都顯著高于用基礎(chǔ)培養(yǎng)基飼養(yǎng)的果蠅，酵母菌對(duì)果蠅生長(zhǎng)、發(fā)育及繁殖具有顯著改善和促進(jìn)作用。筆者探討了不同飼養(yǎng)方式和酵母濃度對(duì)果蠅壽命和繁殖力的影響。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

1.1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。野生型黑腹果蠅（Drosophila melanogaster），由華南農(nóng)業(yè)大學(xué)提供。

1.1.2 試劑。玉米粉、乙醚、無(wú)水乙醇、安琪活性酵母（食物級(jí)，由湖北安琪酵母股份有限公司生產(chǎn)）、丙酸、蔗糖、瓊脂粉。

1.1.3 儀器。移液器、電子天平、PQX-330A-12HM恒溫生化培養(yǎng)箱（寧波萊?？萍加邢薰井a(chǎn)品）、電磁爐。

1.2 果蠅培養(yǎng)基配方 果蠅培養(yǎng)基配方如表1所示。

1.3 方法

1.3.1 培養(yǎng)基的制作。

以指形試管為培養(yǎng)瓶，用牛皮紙封口，使用前對(duì)牛皮紙和試管進(jìn)行滅菌。配制時(shí)先將76 mL蒸餾水均分成2份，其中一份加入瓊脂和糖，攪拌均勻后加熱至瓊脂完全融化，另一份加入玉米粉，攪拌均勻后加入沸騰的瓊脂糖溶液中，繼續(xù)加熱，直至呈玉米糊狀，待稍冷后加入丙酸和酵母粉，倒入滅菌試管內(nèi)，牛皮紙封口，備用。

1.3.2 不同飼養(yǎng)方式對(duì)果蠅壽命的影響。

收集8 h內(nèi)羽化且未交配的果蠅，用乙醚麻醉后區(qū)分果蠅性別，以雌雄混合飼養(yǎng)和雌/雄單獨(dú)飼養(yǎng)2種方式培養(yǎng)，培養(yǎng)基采用表1中培養(yǎng)基1配方，每種飼養(yǎng)方式分配果蠅200只，每管飼養(yǎng)20只，置于25 ℃生化培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。每4 d更換新鮮配制的培養(yǎng)基1次，每天記錄果蠅死亡數(shù)目，直至果蠅全部死亡。試驗(yàn)中，要將因麻醉、黏在培養(yǎng)基上等意外死亡的果蠅剔除，以免影響試驗(yàn)結(jié)果。

1.3.3 不同酵母濃度對(duì)果蠅壽命的影響。

收集8 h內(nèi)羽化且未交配的果蠅，用乙醚麻醉后區(qū)分果蠅性別，雌/雄單獨(dú)飼養(yǎng)的方式飼養(yǎng)果蠅，將果蠅分別在不同酵母濃度的培養(yǎng)基中（培養(yǎng)基配方采用表1中培養(yǎng)基2、3、4、5）培養(yǎng)，每個(gè)酵母濃度分配果蠅200只，每管飼養(yǎng)20只，置于25 ℃生化培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。每4 d更換新鮮配制的培養(yǎng)基1次，每天記錄果蠅死亡數(shù)目，直至果蠅全部死亡。試驗(yàn)中剔除意外死亡的果蠅，以免影響試驗(yàn)結(jié)果。

1.3.4 不同酵母濃度對(duì)果蠅繁殖力與性別分化的影響。

收集8 h內(nèi)羽化且未交配的果蠅，用乙醚麻醉后區(qū)分果蠅性別，隨機(jī)分為4組，分別轉(zhuǎn)入培養(yǎng)基2、3、4、5中，每個(gè)酵母濃度分配果蠅100只，每管飼養(yǎng)雌雄10對(duì)果蠅，置于25 ℃生化培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。每4 d更換新鮮配制的培養(yǎng)基1次，接入8 d后棄掉親本[7]，開(kāi)始統(tǒng)計(jì)每天羽化的果蠅數(shù)目，統(tǒng)計(jì)時(shí)注意區(qū)分雌雄，連續(xù)26 d統(tǒng)計(jì)F1代雌、雄果蠅的數(shù)量。

1.3.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析。

計(jì)算各組果蠅的平均壽命和最高壽命，所有數(shù)據(jù)均用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，采用SAS軟件進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同飼養(yǎng)方式對(duì)果蠅壽命的影響

由表2可知，不同飼養(yǎng)方式對(duì)果蠅壽命有顯著影響。單獨(dú)飼養(yǎng)的雌/雄性果蠅平均壽命明顯長(zhǎng)于混合飼養(yǎng)，且差異達(dá)到極顯著水平（P<0.01）。單獨(dú)飼養(yǎng)的雌性果蠅平均壽命明顯長(zhǎng)于混合飼養(yǎng)中雌性果蠅，單獨(dú)飼養(yǎng)的雄性果蠅平均壽命長(zhǎng)于混合飼養(yǎng)中雄性果蠅，差異均達(dá)到極顯著水平（P<0.01）。由此可見(jiàn)，混合飼養(yǎng)方式對(duì)雌性果蠅壽命的影響最大，可能是因?yàn)榛旌巷曫B(yǎng)方式中雌性果蠅需消耗大量能量來(lái)不斷繁殖下一代，進(jìn)而影響了自身生命力。

在雌/雄性果蠅單獨(dú)飼養(yǎng)中，雌性果蠅的平均壽命明顯長(zhǎng)于雄性果蠅，雌性果蠅的最高壽命可長(zhǎng)達(dá)116 d，雄性果蠅的最高壽命可長(zhǎng)達(dá)114 d。在雌雄混合飼養(yǎng)試驗(yàn)中，雌性果蠅和雄性果蠅的平均壽命并無(wú)顯著差異。

2.2 不同酵母濃度對(duì)果蠅壽命的影響

由表3可知，酵母對(duì)雌性果蠅的壽命有顯著影響。不添加酵母的培養(yǎng)基飼養(yǎng)的雌性果蠅平均壽命明顯短于添加酵母的培養(yǎng)基。當(dāng)培養(yǎng)基中酵母濃度為6.58和19.74 g/L時(shí)，飼養(yǎng)的雌性果蠅平均壽命較長(zhǎng)，與其他酵母濃度飼養(yǎng)的雌性果蠅存在顯著差異。酵母濃度對(duì)雄性果蠅平均壽命的影響未達(dá)到顯著水平。當(dāng)培養(yǎng)基中酵母濃度為6.58 g/L，飼養(yǎng)的雄性果蠅平均壽命較長(zhǎng)，與其他酵母濃度飼養(yǎng)的雄性果蠅存在顯著差異。

在含有酵母的培養(yǎng)基中雌性果蠅的平均壽命明顯長(zhǎng)于雄性果蠅。但是，不含酵母的培養(yǎng)基飼養(yǎng)的雌性果蠅平均壽命明顯變短，為56.22 d，且顯著短于雄性果蠅（P<0.05）。

2.3 不同酵母濃度對(duì)果蠅繁殖力的影響

由表4可知，酵母濃度對(duì)黑腹果蠅的繁殖力有顯著影響。不添加酵母的培養(yǎng)基飼養(yǎng)的果蠅繁殖力明顯弱于添加酵母的培養(yǎng)基，與含6.58 g/L 酵母的培養(yǎng)基飼養(yǎng)的果蠅繁殖力存在顯著差異（P<0.05），與含13.16和19.74 g/L酵母培養(yǎng)基飼養(yǎng)的果蠅繁殖力存在極顯著差異（P<0.01）。由此可見(jiàn)，隨著酵母濃度的增加，果蠅繁殖力呈明顯增強(qiáng)的趨勢(shì)。當(dāng)培養(yǎng)基中酵母濃度為13.16和19.74 g/L時(shí)，果蠅的繁殖力較強(qiáng)，F(xiàn)1代羽化的果蠅數(shù)在200只以上。在含不同濃度酵母的培養(yǎng)基中，果蠅F1代羽化的雌性果蠅和雄性果蠅數(shù)目相當(dāng)，且差異未達(dá)到顯著水平，表明果蠅后代雌雄比例協(xié)調(diào)。

3 結(jié)論與討論

該試驗(yàn)結(jié)果表明，混合飼養(yǎng)中雌/雄性果蠅的平均壽命均短于單獨(dú)飼養(yǎng)的雌/雄性果蠅，這可能是因?yàn)榇?雄果蠅混合飼養(yǎng)過(guò)程中發(fā)生了交配行為，而交配和產(chǎn)卵都需要耗費(fèi)更多的能量，而培養(yǎng)基中糖類、玉米粉等成分均無(wú)法及時(shí)為其補(bǔ)充充足能量[8]，因而影響了其壽命。該試驗(yàn)結(jié)果表明，在果蠅壽命研究中，采用相同的飼養(yǎng)方式對(duì)于確保研究的準(zhǔn)確性具有十分重要的意義。

在培養(yǎng)基中，酵母是不可缺少的能量來(lái)源之一，酵母含有豐富的蛋白質(zhì)、B族維生素、維生素D2、脂肪、粗纖維、礦物元素及微量元素等，一方面可以為成蠅提供所需能量，另一方面也可為幼蟲(chóng)提供生長(zhǎng)發(fā)育所必需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)[9-10] 。該試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)培養(yǎng)基中不添加酵母時(shí)，一方面當(dāng)培養(yǎng)基放置時(shí)間過(guò)長(zhǎng)時(shí)，培養(yǎng)基表面會(huì)變得潮濕黏稠，果蠅容易被這種黏性物質(zhì)黏附，影響了其運(yùn)動(dòng)和生活，進(jìn)而影響了其壽命；另一方面，沒(méi)有酵母的營(yíng)養(yǎng)與能量，果蠅的生命力會(huì)明顯減弱，因此從環(huán)境內(nèi)外2個(gè)方面因素共同影響了果蠅的壽命。當(dāng)培養(yǎng)基中添加酵母時(shí)，發(fā)現(xiàn)單獨(dú)飼養(yǎng)雌性果蠅的培養(yǎng)基放置時(shí)間過(guò)長(zhǎng)時(shí)其表面變得粗糙干燥，而單獨(dú)飼養(yǎng)雄性果蠅的培養(yǎng)基表面潮濕黏稠，推測(cè)其與雄性果蠅的分泌物有關(guān)。

生育存活后代的能力即繁殖力（Reproductivity）或稱能育性（Fertility）是衡量動(dòng)物繁殖功能高低的重要指標(biāo)，由于高濃度酵母能增強(qiáng)性細(xì)胞的分裂能力，增加雌蠅產(chǎn)卵量和促進(jìn)精子的發(fā)生，進(jìn)而提高果蠅的繁殖能力[5，10-11]。該研究結(jié)果表明，適量的酵母可以顯著提高果蠅后代數(shù)量。

參考文獻(xiàn)

[1]韓燕.鎘誘導(dǎo)果蠅壽命改變與DNA甲基化相關(guān)基因表達(dá)改變及其可遺傳性初步研究[D].西安：陜西師范大學(xué)，2015.

[2] 高境鴻，崔超杰，李俊玲.不同培養(yǎng)基配方對(duì)果蠅生長(zhǎng)的影響[J].生物技術(shù)世界，2015（11）：280.

[3] 謝德娟，顧蔚，李翠平，等.培養(yǎng)基對(duì)果蠅生長(zhǎng)發(fā)育的影響[J].陜西師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2008，36（3）：83-86.

[4] 王彩艷，周碧嬌，田禎祥.培養(yǎng)基成分對(duì)雌果蠅壽命的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，42（6）：1635-1638.

[5] 顧蔚，侯江瑜，潘榮華.高濃度酵母粉對(duì)果蠅生長(zhǎng)及壽命的影響[J].中國(guó)老年學(xué)雜志，2009，29（15）：1924-1926.

[6] 孫美玲，孫同清，劉齊，等.不同酵母菌對(duì)果蠅生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖的比較研究[J].中國(guó)釀造，2014，33（4）：31-34.

[7] 梁露，毛雪，管德龍，等.鎘對(duì)果蠅壽命及生殖力的影響及其可遺傳性分析[J].安全與環(huán)境學(xué)報(bào)，2013，13（6）：4-5.

[8] 田禎祥.酵母和白砂糖對(duì)雌果蠅壽命內(nèi)穩(wěn)態(tài)影響的初步探究[J].體育科技，2014，35（6）：79-81.

[9] 王定昌，賴榮婷.酵母的用途[J].糧油食品科技，2002，10（1）：12-13.

[10] 修冰，吳強(qiáng).酵母粉對(duì)果蠅繁殖力和生長(zhǎng)發(fā)育的影響[J].同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)（醫(yī)學(xué)版），2002，23（3）：204-206.

[11] 顧蔚，車娜克，單玉龍，等.酵母粉對(duì)果蠅精子發(fā)生之影響[J].西北大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2006，36（6）：932-935.