螺旋藻对果蝇寿命长短的影响研究

　　螺旋藻（Spirulina Sp）为蓝藻门，颤藻纲，螺旋藻属，它是指两种供人类及动物使用的节螺旋藻属的蓝藻---极大节螺旋藻（学名 Arthrospira maxima）及钝顶节螺旋藻（学名 Arthrospira platensis）的通称。它属碱性食品，因富含各种氨基酸、多种维生素、矿物质、微量元素等，被联合国粮农组织、联合国世界食品协会推荐为“二十一世纪最理想食品”[1].此外，由于螺旋藻的细胞壁不是由纤维而是一些蛋白质和胶原组成，所以很容易被人体消化吸收，消化率高达 84 %,因此被做成各种食品[2].螺旋藻还可提高皮肤细胞的免疫力，保护皮肤的自我调节功能[3].

　　黑腹果蝇（Drosophila melanogaster），属于昆虫科（Insecta），双翅目（Diptera），果蝇（Drosophilid）。2006 年，刘金双等研究了毛虷中天然牛磺酸对果蝇寿命的影响，结果表明天然牛磺酸较合成牛磺酸的延寿效果好[4].

　　2009 年，李秀兰等研究了马齿苋对果蝇寿命及繁殖力的影响，结果表明，各剂量组的马齿苋均能不同程度地延长果蝇寿命，增强果蝇繁殖力，且对果蝇后代的雌雄比例无显着影响[5].2012 年，赵锦慧等研究了绿茶提取物对果蝇寿命的影响，结果表明，绿茶提取物能明显影响果蝇的寿命。合适的质量浓度能延长果蝇的寿命，质量浓度过高反而会缩短果蝇的寿命响[6].本实验用产于辽宁省大连市的螺旋藻为材料，研究螺旋藻对果蝇寿命的影响，为进一步开发螺旋藻的食用保健功效提供理论依据。

　　1 材料与方法
　　
　　1.1 材料
　　
　　野生型黑腹果蝇：由晋中学院遗传学实验室提供。螺旋藻（购于辽宁省大连市）、蔗糖（天津博迪化工股份有限公司）、琼脂（福建省泉州市港区山腰镇）、玉米粉、酵母粉、乙醚（分析纯）。

　　1.2 方法
　　
　　1.2.1 果蝇寿命的实验参照张欣文[7]的方法配制果蝇的基础培养基，收取 10 小时内羽化的果蝇，用乙醚将其麻醉，挑取体型大小一致的果蝇分雌雄随机在基础培养基中培养。剂量实验组分别在基础培养基中加入 2 g/L、4 g/L、6 g/L、8 g /L、10 g/L 的螺旋藻粉末，每培养瓶 30 只果蝇，每个处理 6 瓶，雌雄各 3 瓶。将所有培养瓶在紫外灯下照射 30 min,然后在温度为 25 ℃、相对湿度为 70 %的恒温培养箱内培养，每 4 天更换一次培养基，防止培养基出水过多，淹死果蝇。每天上午十点统计果蝇的存活数和死亡数，直至果蝇全部死亡。试验结束后计算各组果蝇的平均寿命、半数死亡时间和平均最高寿命，每组最后死亡的 10 只果蝇存活天数为该组的平均最高寿命。

　　1.2.2 统计分析实验数据用 SAS9.0 软件进行统计，采用 LSD 法进行方差分析。

　　2 结果与分析
　　
　　2.1 螺旋藻对雌果蝇寿命的影响
　　
　　实验过程中，每天观察记录雌雄果蝇的生存情况，统计整理后见表 1、表 2.

　　由表 1 可知，随着螺旋藻质量梯度的增加，各剂量实验组中雌果蝇的平均寿命均有不同程度的提高。其中，8 g/L 和 10 g/L 实验组能极其显着地提高雌果蝇的平均寿命（p<0.01），平均寿命延长率分别达到35.99 % 和 32.69 %.而 4 g/L 和 6 g/L 实验组能显着提高雌果蝇的平均寿命（p<0.05），平均寿命延长率分别达到 21.98 %和 29.67 %.8 g/L 实验组能极其显着地提高雌果蝇的半数死亡时间（p<0.01），6 g/L 和 10 g/L 实验组能显着提高雌果蝇的半数死亡时间（p<0.05）。8 g/L 和 10 g/L 实验组能极其显着地提高雌果蝇的最高寿命（p<0.01），4g/L 实验组能显着提高雌果蝇的最高寿命（p<0.05）。【1】

　　
　　2.2 螺旋藻对雄果蝇寿命的影响
　　
　　由表 2 可知，随着螺旋藻质量梯度的增加，各剂量实验组中雄果蝇的平均寿命也有不同程度的提高。其中，8 g/L 和 10 g/L 实验组能极其显着地提高雄果蝇的平均寿命（p<0.01），平均寿命延长率分别达到34.92 %和 32.68 %.而 4 g/L 和 6 g/L 实验组能显着提高雄果蝇的平均寿命（p<0.05），其平均寿命延长率分别达到 19.72 %和 29.16 %.8 g/L 和 10 g/L 实验组能极其显着地提高雄果蝇的半数死亡时间（p<0.01），2 g/L和 6 g/L 实验组能显着提高雄果蝇的半数死亡时间（p<0.05），6 g/L 和 8 g/L 实验组能极其显着地提高雄果蝇的最高寿命（p<0.01），4 g/L 和 10g/L 实验组也可以显着提高雄果蝇的最高寿命（p<0.05）。【2】

　　
　　2.3 螺旋藻对雌、雄果蝇延寿率的影响
　　
　　由图 1 可知，在同一质量梯度下，螺旋藻对雌果蝇延寿率的影响大于对雄果蝇的影响。在质量梯度为2 g/L、4 g/L、6 g/L 时，螺旋藻对雌果蝇延寿率的影响比对雄果蝇的影响分别大 0.85 %、1.08 %、2.44 %.在质量梯度为 8 g/L 时，螺旋藻对雌雄果蝇延寿率影响的差别达到最大，为 4.35 %.在质量梯度为 10 g/L 时，螺旋藻对雌雄果蝇延寿率影响的差别反而降到 2.11 %.【3】

　　
　　3 讨论与结论
　　
　　实验中，螺旋藻随着质量梯度的增大，对果蝇寿命均有不同程度的延长，这与螺旋藻藻胆蛋白中的藻蓝蛋白是一种有效的抗氧化剂有关，它具有清除细胞自由基、防止衰老及促进动物血细胞再生的功效[8].

　　Estrada 等从螺旋藻提取的藻蓝蛋白可以很好地清除羟基氢氧基和氧自由基防止微粒体脂质过氧化[9].螺旋藻不仅可以延长果蝇的平均寿命，半数死亡时间和最高寿命也有所提高。雌雄果蝇分别在 8 g/L 和8 g/L、10 g/L 剂量实验组中半数死亡时间表现得极其显着（p<0.01），雌雄果蝇分别在 8 g/L、10 g/L 和 6 g/L、8 g/L 剂量实验组中最高寿命也表现得极其显着（p<0.01）；同一质量梯度下，螺旋藻对雌果蝇延寿率的影响大于对雄果蝇的影响，雌雄延寿率的差别也在 8 g/L 实验组中达到最大，为 4.35 %.这可能与性别差异造成的体质差异有关。

　　实验过程中用到紫外灯照射是为了缩短果蝇的寿命，从而节约实验时间，这可能会影响果蝇正常的生理代谢，直接影响到实验的准确率。另外，在光照条件下，藻胆蛋白能够产生自由基，而在黑暗中则能够清除自由基。研究神经细胞保护机制的结果表明，C- 藻蓝蛋白有抗凋亡活性，它可清除细胞受破坏后产生的自由基，避免自由基导致氧化性 DNA 损伤，而后者如不能及时修复，积累到一定程度就会引起细胞凋亡（Rimbau）[10].藻胆蛋白经紫外线照射后的影响我们还无从得知，紫外线照射和其他食药两用材料的相互作用机理也需进一步探讨和研究。

　　参考文献
　　
　　[1]包国良，王茵。螺旋藻中营养成分检测及其生物学活性研究[J].中国卫生检验杂志，2012,22（5）：1034~1036.
　　[2]侯建设。我国螺旋藻食品的研制与开发现状[J].食品研究与开发，2000,21（4）：23~25.
　　[3]郭芬芬，等。螺旋藻的开发及应用前景[J].科技信息，2008（6）：16.
　　[4]刘金双，宗文，曲悦闻，等。毛虷中天然牛磺酸的提取物及其对果蝇寿命的影响[J].食品研究与开发，2006,27（7）：182~184.
　　[5]李秀兰，刘石娟，王转斌。马齿苋对果蝇寿命及繁殖力的影响[J].曲阜师范大学学报，2009,35（1）：99~101.
　　[6]赵锦慧，等。绿茶提取物对果蝇寿命和繁殖力的影响[J].周口师范学院学报，2012,29（5）：83~85.
　　[7]张欣文，丁晓晨，张前龙，等。邻苯二甲酸二丁酯对果蝇生命力和寿命影响[J].中国公告卫生，2007,3（23）：303~305.
　　[8]徐长波，王巍杰。螺旋藻藻蓝蛋白的分离纯化研究进展[J].山东化工，2009（38）：32~35.
　　[9]张艳燕，陈必链。蔷薇藻藻蓝蛋白的分离纯化及其体外抗氧化活性[J].食品与发酵工业，2012,38（9）：38~43.
　　[10]王健庭，等。藻胆蛋白在及其在医学中的应用[J].植物生理学通讯，2006,42（2）：303~307.