飼養方式和酵母濃度對果蠅壽命及繁殖力的影響

林佳偉 李沁 劉菲婷

摘要 [目的]探討飼養方式和酵母濃度對果蠅壽命及繁殖力的影響。[方法]以黑腹果蠅為研究對象，通過雌雄果蠅混合飼養與雌/雄果蠅單獨飼養2種方式，對比其對雌、雄性果蠅壽命的影響。通過測定果蠅的壽命和繁殖力等，研究不同酵母濃度對果蠅生命力的影響。[結果]單獨飼養雌、雄性果蠅的平均壽命比雌雄混合飼養長，差異達到極顯著水平（P<0.01）。雌性果蠅的平均壽命明顯長于雄性果蠅。酵母濃度對雌性果蠅的壽命有顯著影響，不添加酵母的培養基飼養的雌性果蠅的平均壽命明顯短于添加酵母的培養基飼養的。當培養基中酵母濃度為6.58 g/L時，飼養的雌/雄性果蠅的平均壽命最長。[結論]在培養基中添加適量的酵母可以顯著提高果蠅后代數量，增強果蠅的繁殖力。不同飼養方式和不同酵母濃度對果蠅生命力都有影響。

關鍵詞 酵母濃度；黑腹果蠅；飼養方式；壽命；繁殖力

中圖分類號 S899.9 文獻標識碼 A 文章編號 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）隸屬昆蟲綱雙翅目果蠅科果蠅屬，具有體型小、繁殖快、生長周期小、易于飼養、染色體數目少、突變形狀多等優點，具有與人類相似的生長、發育、繁殖、衰老等階段，是遺傳學及分子生物學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道很多，但在大部分果蠅壽命試驗研究中，均是通過雌/雄性果蠅單獨飼養的方式來進行果蠅壽命的統計。

酵母是果蠅培養基中的重要成分，一些研究表明酵母與果蠅壽命長短有直接關系。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育周期，提高子代數量與體重。王彩艷等[4]和顧蔚等[5]研究發現含酵母粉的培養基能顯著延長雌果蠅的壽命，但其濃度變化對雌果蠅的壽命沒有顯著影響。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基飼養的果蠅，其交配率和繁殖力都顯著高于用基礎培養基飼養的果蠅，酵母菌對果蠅生長、發育及繁殖具有顯著改善和促進作用。筆者探討了不同飼養方式和酵母濃度對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 實驗動物。野生型黑腹果蠅（Drosophila melanogaster），由華南農業大學提供。

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

1.1.3 儀器。移液器、電子天平、PQX-330A-12HM恒溫生化培養箱（寧波萊福科技有限公司產品）、電磁爐。

1.2 果蠅培養基配方 果蠅培養基配方如表1所示。

1.3 方法

1.3.1 培養基的制作。

以指形試管為培養瓶，用牛皮紙封口，使用前對牛皮紙和試管進行滅菌。配制時先將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，牛皮紙封口，備用。

1.3.2 不同飼養方式對果蠅壽命的影響。

收集8 h內羽化且未交配的果蠅，用乙醚麻醉后區分果蠅性別，以雌雄混合飼養和雌/雄單獨飼養2種方式培養，培養基采用表1中培養基1配方，每種飼養方式分配果蠅200只，每管飼養20只，置于25 ℃生化培養箱中培養。每4 d更換新鮮配制的培養基1次，每天記錄果蠅死亡數目，直至果蠅全部死亡。試驗中，要將因麻醉、黏在培養基上等意外死亡的果蠅剔除，以免影響試驗結果。

1.3.3 不同酵母濃度對果蠅壽命的影響。

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

1.3.4 不同酵母濃度對果蠅繁殖力與性別分化的影響。

收集8 h內羽化且未交配的果蠅，用乙醚麻醉后區分果蠅性別，隨機分為4組，分別轉入培養基2、3、4、5中，每個酵母濃度分配果蠅100只，每管飼養雌雄10對果蠅，置于25 ℃生化培養箱中培養。每4 d更換新鮮配制的培養基1次，接入8 d后棄掉親本[7]，開始統計每天羽化的果蠅數目，統計時注意區分雌雄，連續26 d統計F1代雌、雄果蠅的數量。

1.3.5 數據統計與分析。

計算各組果蠅的平均壽命和最高壽命，所有數據均用平均值±標準差表示，采用SAS軟件進行方差分析。

2 結果與分析

2.1 不同飼養方式對果蠅壽命的影響

由表2可知，不同飼養方式對果蠅壽命有顯著影響。單獨飼養的雌/雄性果蠅平均壽命明顯長于混合飼養，且差異達到極顯著水平（P<0.01）。單獨飼養的雌性果蠅平均壽命明顯長于混合飼養中雌性果蠅，單獨飼養的雄性果蠅平均壽命長于混合飼養中雄性果蠅，差異均達到極顯著水平（P<0.01）。由此可見，混合飼養方式對雌性果蠅壽命的影響最大，可能是因為混合飼養方式中雌性果蠅需消耗大量能量來不斷繁殖下一代，進而影響了自身生命力。

在雌/雄性果蠅單獨飼養中，雌性果蠅的平均壽命明顯長于雄性果蠅，雌性果蠅的最高壽命可長達116 d，雄性果蠅的最高壽命可長達114 d。在雌雄混合飼養試驗中，雌性果蠅和雄性果蠅的平均壽命并無顯著差異。

2.2 不同酵母濃度對果蠅壽命的影響

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

在含有酵母的培養基中雌性果蠅的平均壽命明顯長于雄性果蠅。但是，不含酵母的培養基飼養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 不同酵母濃度對果蠅繁殖力的影響

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

3 結論與討論

該試驗結果表明，混合飼養中雌/雄性果蠅的平均壽命均短于單獨飼養的雌/雄性果蠅，這可能是因為雌/雄果蠅混合飼養過程中發生了交配行為，而交配和產卵都需要耗費更多的能量，而培養基中糖類、玉米粉等成分均無法及時為其補充充足能量[8]，因而影響了其壽命。該試驗結果表明，在果蠅壽命研究中，采用相同的飼養方式對于確保研究的準確性具有十分重要的意義。

在培養基中，酵母是不可缺少的能量來源之一，酵母含有豐富的蛋白質、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提供生長發育所必需的營養物質[9-10] 。該試驗結果表明，當培養基中不添加酵母時，一方面當培養基放置時間過長時，培養基表面會變得潮濕黏稠，果蠅容易被這種黏性物質黏附，影響了其運動和生活，進而影響了其壽命；另一方面，沒有酵母的營養與能量，果蠅的生命力會明顯減弱，因此從環境內外2個方面因素共同影響了果蠅的壽命。當培養基中添加酵母時，發現單獨飼養雌性果蠅的培養基放置時間過長時其表面變得粗糙干燥，而單獨飼養雄性果蠅的培養基表面潮濕黏稠，推測其與雄性果蠅的分泌物有關。

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

參考文獻

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

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

[3] 謝德娟，顧蔚，李翠平，等.培養基對果蠅生長發育的影響[J].陜西師范大學學報（自然科學版），2008，36（3）：83-86.

[4] 王彩艷，周碧嬌，田禎祥.培養基成分對雌果蠅壽命的影響[J].安徽農業科學，2014，42（6）：1635-1638.

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

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

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

[8] 田禎祥.酵母和白砂糖對雌果蠅壽命內穩態影響的初步探究[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.酵母粉對果蠅繁殖力和生長發育的影響[J].同濟大學學報（醫學版），2002，23（3）：204-206.

[11] 顧蔚，車娜克，單玉龍，等.酵母粉對果蠅精子發生之影響[J].西北大學學報（自然科學版），2006，36（6）：932-935.