不同酵母菌对果蝇生长、发育和繁殖的比较研究

孙美玲，孙同清，刘齐，彭宇

不同酵母菌对果蝇生长、发育和繁殖的比较研究

孙美玲1，孙同清3，刘齐1，彭宇2*

（1.湖北大学知行学院生物工程系，湖北武汉430011；2.湖北大学生命科学学院，湖北武汉430062；3.青岛啤酒（黄石）有限公司，湖北黄石435004）

通过在果蝇的基础培养基中添加一定质量浓度的酵母菌ZGJ-1、安琪酵母和梅山酵母，测定了不同处理对果蝇寿命、存活率、体质量、交配率和繁殖力的影响。结果表明，添加ZGJ-1后，果蝇的寿命、存活率、体质量3项指标均显著优于基础培养基，其中，雌果蝇在ZGJ-1的添加量为60%时为最佳，雄果蝇以添加量为40%的ZGJ-1时效果最好，添加20%的ZGJ-1、安琪酵母和梅山酵母所饲养的果蝇，其交配率和繁殖力都显著高于用基础培养基喂养的果蝇。酵母菌对果蝇生长发育及繁殖具有显著的改善和促进作用。

酵母菌；果蝇；生长；发育；繁殖

酵母菌是一种单细胞真菌，在自然界分布广泛，主要生长在偏酸性的潮湿的含糖环境中。在医药工业中，可用于治疗某些消化不良症，并能提高新陈代谢的机能。

果蝇（Drosophila melanogaster）是一种真核多细胞生物，具有生命周期短，容易饲养等优点，而且具备与人类相似的生长、发育、繁殖、衰老等阶段[1]。在果蝇人工饲料中，酵母粉是不可缺少的成分之一，酵母粉可以促进果蝇的生长发育，并使其繁殖力增加[2]。谢德娟等[3]研究了培养基对果蝇生长发育的影响，结果表明葡萄糖、麦麸与活酵母的三者联合，对果蝇的培养明显优于对照组。

酵母菌ZGJ-1是作者从一种野生柑橘中分离、筛选出的一株高品质柑橘果酒发酵专用酵母菌。用ZGJ酿造柑橘的果酒，酒质稳定、口感柔和。酵母菌ZGJ具有良好的应用前景。本研究测定了酵母菌ZGJ-1、安琪酵母、梅山酵母对果蝇寿命、存活率、体质量、交配率和繁殖率的影响，为ZGJ-1的进一步研究与开发提供依据。

1 材料和方法

1.1 材料与试剂

黑腹果蝇（Drosophila melanogaster）：湖北大学生科院提供。

梅山酵母：食品级，广东番禹梅山—马利酵母有限公司生产；安琪酵母：食品级，湖北安琪酵母股份有限公司生产；红糖、琼脂、玉米粉，食品级；丙酸、乙醚、乙醇和苯甲酸为分析纯。以上试剂均为市售。酵母菌ZGJ来自一种野生柑橘，由作者分离、筛选和纯化获得。

1.2 仪器与设备

150HL-恒温生化培养箱：宁波江南仪器厂；721分光光度计：上海第三分析仪器厂。

1.3 试验方法

1.3.1 果蝇培养基的组成及酵母添加量

按照表1的组成配制果蝇的培养基，其中基础培养基参照陈宗礼等[4-6]的方法。

表1 果蝇培养基的组成及酵母添加量Table 1 Composition and yeast inoculum in different medium ofD.melanogaster

1.3.2 果蝇寿命的测定

用玻璃指管（直径×长度=12cm×2cm）饲养果蝇，加入食物2mL。在表1所列的果蝇基础培养基和20%～100%ZJG-1培养基中接入8h内羽化的果蝇，每管40只，重复3次[7-8]。将果蝇置于光照培养箱中培养（培养条件：（25±2）℃、相对湿度45%～65%）。每天更换一次培养基，定时统计果蝇死亡数，直至果蝇全部死亡。每组处理以最后死亡的10只果蝇寿命的算术平均值为该处理的最高平均寿命。

1.3.3 果蝇存活率及体重的测定

在含以上培养基的培养管中接入5日龄果蝇40只，重复5次。置于光照培养箱中培养（条件同上），每4d更换1次培养基，定时观察统计果蝇死亡数目，培养20d后，记录每管中死亡的果蝇数，计算果蝇存活率。

对不同培养基所饲养成熟的果蝇，随机选择雄、雌成虫各20只，用乙醚麻醉后用电子天平称质量。

1.3.4 果蝇交配率的测定

收集8h内孵出的果蝇成虫，雌雄分管培养，连续喂养14d后进行交配能力的测定[9]。测定时将雌雄性果蝇（F0代）以1∶1的配比置于同一培养管中[10]，在温度25℃，相对湿度为65%的培养箱内培养，观察并计算4种处理（基础培养基、20%的ZGJ-1、20%安琪酵母和20%梅山酵母）的交配率[11]。

1.3.5 果蝇繁殖力的测定

收集8h内羽化的果蝇，雌雄分开，随机分为6组转入基础培养基及处理培养基中进行培养，每组5管，每管雌雄果蝇各5对[12]，在温度25℃，相对湿度为65%的培养箱内培养。接入7d后除去亲本，开始统计每天羽化的果蝇数，以第1只成虫孵出后7d内孵出的成虫数量作为子F1的果蝇数量[13-14]。同时，收集8h内羽化的F1代果蝇成虫，乙醚麻醉分雌雄，分组方式和培养条件同上。接入7d后除去亲本，并统计第1只成虫孵出后7d内孵出的成虫数量作为子F2的果蝇成虫数量。F3的果蝇成虫数量的统计方法同上[15]。果蝇繁殖力为F1、F2和F3代果蝇成虫数量之和。

1.4 数据分析

所有数据均用平均数±标准差表示，采用SPSS软件进行数据统计分析。

2 结果与分析

2.1 酵母ZGJ-1对果蝇寿命的影响

由表2可知，与基础培养基相比，添加ZGJ-1能显著提高雌（F=4.72，F0.05=3.11，P＜0.05）、雄（F=3.68，F0.05=3.11，P＜0.05）果蝇的寿命。雌蝇的寿命在酵母ZGJ-1的添加量为60%时达到最高，显著高于其他ZGJ-1的雌蝇寿命。而雄果蝇的寿命以添加40%的ZGJ-1时最高。

表2 不同酵母ZGJ-1添加量下果蝇的存活天数Table 2 Survival days ofD.melanogasterunder different concentrations of yeast ZGJ-1

2.2 酵母ZGJ-1对果蝇存活率的影响

由图1可知，与基础培养基相比，ZGJ-1的添加显著提高了雌果蝇（F=5.28，F0.05=2.62，P＜0.05）和雄蝇（F=3.57，F0.05=2.62，P＜0.05）的存活率。同样，当ZGJ-1的添加量为60%时，雌果蝇存活率最高，添加40%的ZGJ-1时雄果蝇存活率达到最高。

图1 不同酵母ZGJ-1添加量条件下果蝇的存活率Fig.1 Survival rate ofD.melanogasterunder different concentrations of yeast ZGJ-1

2.3 酵母ZGJ-1对果蝇体质量的影响

由表3可知，对于同一日龄的果蝇，均以基础培养基（无酵母菌ZGJ-1）体质量最轻，随着酵母菌ZGJ-1质量浓度的增加，雌雄果蝇的体质量表现出不同程度的增加，表明添加酵母菌ZGJ-1有利于果蝇的生长于发育。同时，所有雌蝇的体质量均显著大于雄蝇的体质量（F=6.42，F0.05=3.33，P＜0.05）。

2.4 添加酵母对果蝇交配率的影响

由图2可知，与基础培养基相比较，培养基中添加酵母菌对果蝇交配率有促进作用（F=6.1015，F0.05=3.89，P＜0.05）（见表4），但3种酵母菌之间果蝇的交配率不存在显著性差异。

表3 不同酵母ZGJ-1添加量下果蝇的体质量Table 3 Body weight ofD.melanogasterunder different concentrations of yeast ZGJ-1mg

表4 不同培养基之间果蝇交配率的方差分析Table 4 Variance analysis between mating rates ofD.melanogaster under different medium

图2 不同培养基对果蝇交配率的影响Fig.2 Effect of medium on mating rate ofD.melanogaster

2.5 添加酵母菌对果蝇繁殖力的影响

由图3可知，与基础培养基相比较，添加酵母菌对果蝇的繁殖力有显著的促进作用（F=4.204，F0.05=3.89，P＜0.05），在培养基中添加20%的梅山酵母和20%的安琪酵母之间，果蝇的繁殖力无显著差异（t=1.409＜t0.05（5）=2.571），但均显著高于添加20%酵母菌ZGJ-1时果蝇的繁殖力。

图3 不同酵母菌对果蝇繁殖力的影响Fig.3 Effect of yeast on mating rate ofD.melanogaster

3 结论

酵母菌含有丰富的蛋白质、粗纤维素、碳水化合物、矿物元素及微量元素等物质，培养基中的葡萄糖是活酵母生长的营养物质，葡萄糖的添加促进了活酵母的繁殖，进而为果蝇提供所需能量和合成虫卵的储备原料，从而提高产卵数量和持续时间；另一方面也为幼虫提供生长发育所必需的营养物质。实验结果中，高浓度分离酵母菌ZGJ-1对果蝇存活率、寿命有较大的影响，当添加量达到60%以上时对果蝇个体生长无太大正相关影响，分析其原因可能是摄取ZGJ-1过量加快了果蝇体内代谢能力，使果蝇体内自由基产生增多，引发脂质过氧化，使果蝇体内氧化和抗氧化体系的平衡被打破，导致了果蝇寿命缩短，这与其存活率在中后期呈急剧下降趋势相吻合。

在测定不同酵母菌对果蝇交配率和繁殖率的影响时，可以观察到：含安琪酵母及梅山酵母的处理培养基喂食果蝇后，其生长良好，产卵速度比基础培养基中果蝇的产卵速度快，产卵数量较多，成蛹量较大。可含酵母菌ZGJ-1处理培养基的果蝇产卵速度较慢，产卵数量相对较少。相比基础培养基来说，用处理培养基喂养果蝇的交配率和繁殖率都显著高于用基础培养基喂养的果蝇。

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Comparative studies of yeast on growth,development and reproduction of Drosophila melanogaster

SUN Meiling1,SUN Tongqing3,LIU Qi1,PENG Yu2*
(1.Department of Bioengineering,Zhixing College of Hubei University,Wuhan 430011,China;2.College of Life Sciences, Hubei University,Wuhan 430062,China;3.Tsingtao Brewery(Huang Shi)Co.,Ltd.,Huangshi 435004,China)

The lifespan,survival rate,body weight,mating rate and fecundity ofDrosophila melanogasterwere measured by adding a certain concentrationofyeast(ZGJ-1,AngelandMeishan)tothebasicmedium.AfteraddingyeastZGJ-1,thelifespan,survivalrateandbodyweightofD.melanogaster were significantly better than basic medium.Result showed that the optimum concentration of ZGJ-1 for female ones was 60%;while for the male ones,the optimum concentration was 40%.With the addition of 20%yeast(ZGJ-1,Angel and Meishan),the mating rates and reproductivities were significantly higher than those fed with basal medium.To sum up,yeast has a significant role in improving and promoting the growth,development and reproduction ofD.melanogaster.

yeast;Drosophila melanogaster;growth;development;reproduction

TS201.4

A

0254-5071（2014）04-0031-04

10.3969/j.issn.0254-5071.2014.04.008

2014-02-27

国家自然科学基金（31071895）；湖北大学知行学院大学生科技创新课题（201011）

孙美玲（1978-），女，讲师，硕士，研究方向为食品与发酵工艺。

*通讯作者：彭宇（1967-），男，教授，博士，研究方向为动物生态学。