荆条蜜对果蝇生长发育和抗氧化能力的影响

柴 霞，许志军，李芝彪，魏园媛，冯晓磊，陶树兴，*

（1.陕西师范大学生命科学学院，陕西西安710062；2.山西省晋城市皇城相府酒业有限公司，山西晋城048102）

荆条系马鞭草科木本植物，落叶灌木，株高2～4m，广泛存在于我国华北、西北一带[1]。荆条花蜜质好，是我国北方主要的蜜源植物之一。荆条蜜是蜜蜂采集荆条花的花蜜、分泌物或蜜露，与自身分泌物结合，经充分酿造而成的天然甜物质。荆条蜜，浅琥珀色略香，甜润易结晶，结晶乳白，细腻，是四大名蜜之一，也是我国大宗蜜源中每年最稳收的蜜品之一[2]。荆条蜜营养丰富，其还原糖含量为70%，总糖含量71.5%。荆条蜜含钙相对较高，老人和儿童可选择服用荆条蜜[3]。此外，荆条蜜还是酿制蜂蜜酒的优质原料[4-5]。近年来，国内外对蜂蜜保健功能的研究主要集中在不同产地、不同蜜种活性成分分析及其与保健功能的关系方面[6-9]，其中黄酮和酚酸等活性成分受到关注[10-13]。曹炜等[14]研究了枇杷蜜、党参蜜、荆条蜜、枸杞蜜、黄芪蜜等五种蜂蜜的酚酸含量和抗氧化作用，发现五种蜂蜜都有显著的抗氧化活性，其中酚酸含量较高的枇杷蜜和荆条蜜抗氧化作用较强。然而，用生物模型对荆条蜜进行功能性评价还未见报道。本文研究了荆条蜜对黑腹果蝇（Drosophila melanogaster）生长发育的影响，为荆条蜜的保健功能评价和开发利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

野生型黑腹果蝇（Drosophila melanogster）Canton-S品系，由本院遗传学实验室提供，于25℃、相对湿度为60%～75%的恒温恒湿培养箱中培养；荆条蜜 山西沁花蜂业有限公司；酵母浸粉 北京奥博星生物技术有限责任公司；SOD和MDA试剂盒 南京建成生物工程研究所。

TGL-16G型台式离心机 上海安亭科学仪器厂；TU-1810型紫外可见分光光度计 北京普析通用仪器有限公司；SL型电子天平 上海民桥精密科学仪器有限公司；BL-50A型立式压力蒸汽灭菌器 上海博迅实业有限公司医疗设备厂；LRH-250A型生化培养箱 广东省医疗器械厂。

1.2 果蝇培养基的配制

果蝇培养基采用玉米-糖-酵母（CSY）培养基（g/L）：玉米粉109，蔗糖82，酵母粉20，琼脂8.2，丙酸7.5mL，水1000mL。添加荆条蜜时，含量分别为（g/L）：0（对照）、17.7、35.4、53.1、70.8。

1.3 果蝇实验方法

1.3.1 寿命实验 收集各荆条蜜含量组8h内新羽化未交配雌雄果蝇各200只，按性别随机分管培养，每管20只。每3d更换1次培养基，每天统计果蝇存活数、死亡数，直到全部死亡，计算平均寿命（全部果蝇存活天数的平均值为平均寿命）、最高寿命（每组最后10只死亡果蝇的存活天数平均值为最高寿命）。

1.3.2 产卵量测定 收集各荆条蜜含量组8h内新羽化未交配雌雄蝇，分别放入对应的各荆条蜜含量组培养皿中培养，每皿1对，统计产卵数，每一含量组重复50次。

1.3.3 繁殖力与鲜重测定 收集各荆条蜜含量组8h内新羽化未交配雌雄蝇，每瓶五对，每个含量组设三个重复，培养7d后将亲本弃去，自子代果蝇出现起，连续10d统计子代雌雄数量、鲜重、成蝇总数、以及发育周期。1.3.4 SOD活性与MDA含量测定 每隔10d取各组存活雌雄果蝇，随机分为3个样本。每样本质量为17.5mg，加0.86mL生理盐水，在冰浴中以15000r/min匀浆10s，间歇10s，反复3次，制成2%组织匀浆；以8000r/min离心10min，取上清液即为待测液，分别测定SOD活性（羟胺法）和MDA含量（TBA法），取其平均值。SOD活性和MDA含量的计量单位分别为U/mg prot和nmol/mg prot。

1.4 数据分析

实验数据用SPSS 16.0统计分析包处理，组间差异运用One-way ANOVA方法进行分析，各组均数间差别比较采用LSD-t检验。

2 结果与讨论

2.1 添加荆条蜜对果蝇寿命的影响

添加荆条蜜对果蝇寿命的影响实验结果列于表1。

由表1可见，添加荆条蜜后，果蝇的平均寿命、最高寿命都比对照组极显著延长（p＜0.01）。各含量组雌蝇的平均寿命都比雄蝇长。荆条蜜含量为35.4g/L时，雌蝇平均寿命为最高，53.1g/L组雄蝇平均寿命为最高。35.4g/L组雄蝇、雌蝇的最高寿命都比其他含量组显著延长（p＜0.05）。以上结果表明，添加荆条蜜可为果蝇的生长提供丰富的营养物质，延长果蝇寿命。

表1 荆条蜜含量组对果蝇寿命的影响（n=200，x±SD）Table 1Effect of different Vitex honey contents on life-span of Drosophila melanogaster（n=200，x±SD）

2.2 添加荆条蜜对果蝇产卵量的影响

添加荆条蜜对果蝇产卵量（个）的影响结果列于表2。

由表2可见，添加荆条蜜后果蝇每天平均产卵量均高于对照组，且差异显著（p＜0.05）。当荆条蜜含量为70.8g/L时，5d中每天平均产卵量均为最高，前3d极显著（p＜0.01）高于对照组；后2d极显著（p＜0.01）高于对照组和其他含量组。

实验中曾在无酵母粉的培养基中添加荆条蜜，但结果显示在该培养基中果蝇不能产卵，说明荆条蜜不能代替果蝇繁殖必须的营养物质酵母粉。

表2 荆条蜜含量组对果蝇平均产卵量的影响（n=50，x±SD）Table 2Effect of different Vitex honey contents on average oviposition number of Drosophila melanogaster（n=50，x±SD）

2.3 添加荆条蜜对成蝇鲜重和发育周期的影响

添加荆条蜜对成蝇平均鲜重和发育周期的影响实验结果列于表3。

由表3可见，对照组的雌蝇体重高于雄蝇体重。添加荆条蜜后，雌蝇的平均体重均高于对照组，差异极显著（p＜0.01）；当荆条蜜含量为17.7g/L时，雄蝇的平均体重高于对照组，差异显著（p＜0.05）；当荆条蜜含量高于35.4g/L时，雄蝇的平均体重高于对照组，差异极显著（p＜0.01）；含量为35.4g/L时，雌蝇和雄蝇的平均体重最高。

表3 荆条蜜含量组对果蝇平均鲜重和发育周期的影响（n=3，x±SD）Table 3Effect of different Vitex honey contents on average weight and developmental period of Drosophila melanogaster（n=3，x±SD）

添加荆条蜜后，果蝇发育周期缩短，含量17.7g/L和35.4g/L两组与对照组差异显著（p＜0.05），含量53.1g/L和70.8g/L两组与对照组差异极显著（p＜0.01）。

营养素对昆虫的生长、发育与繁殖有着非常重要的作用[15-16]。有资料显示昆虫的发育与变态是受细胞外与细胞内信号形成的信号网络所调控的，胰岛素、营养素（如葡萄糖、氨基酸等）等细胞外信号途径最终决定昆虫的生长速度，胰岛素与蜕皮激素由糖、脂肪、蛋白质等营养代谢途径整合起来最终决定昆虫的个体大小[17]，而个体大小对果蝇的交配与生殖具有重要的影响[18]。荆条蜜中总糖含量为71.5%，还原糖含量为70%，营养丰富，能够为果蝇的发育生长、繁殖提供充足的糖类营养物质，缩短果蝇发育和变态的时间。添加荆条蜜后，果蝇的平均体重较对照组增加，有利于果蝇的交配和生殖，使得产卵量增加，子代发育周期缩短。

2.4 添加荆条蜜对果蝇繁殖力的影响

添加荆条蜜对果蝇繁殖力的影响实验结果列于表4。

表4显示，荆条蜜含量为17.7g/L时，雌蝇数量和成蝇总数高于对照组，差异显著（p＜0.05）；其余各组高于对照组，差异极显著（p＜0.01）；70.8g/L组成蝇数最高，与其他含量组差异极显著（p＜0.01）。与对照组雄蝇数量相比，17.7g/L组差异不显著（p＞0.05），53.1g/L组差异显著（p＜0.05），35.4g/L组和70.8g/L组差异极显著（p＜0.01）。

荆条蜜营养丰富，在成蝇产卵和幼虫发育过程中起了促进作用，一方面为成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；另一方面也为幼虫提供生长发育所必需的营养物质。

表4 荆条蜜含量组对果蝇繁殖力的影响（n=3，x±SD）Table 4 Effect of different Vitex honey contents on fecundity of Drosophila melanogaster（n=3，x±SD）

2.5 添加荆条蜜对果蝇体中SOD活性的影响

添加荆条蜜对雌果蝇体中SOD活性影响的实验结果列于表5，对雄果蝇体中SOD活性影响的实验结果列于表6。

表5和表6表明，添加荆条蜜各组果蝇体中SOD活性均显著（p＜0.05）高于对照组（除旧龄外），各组1日龄、10日龄和20日龄果蝇体中SOD活性依次升高，30日龄的果蝇有所降低，40日龄果蝇体中SOD活性又回升，50日龄果蝇体中SOD活性又再次下降。不同荆条蜜添加量的1日龄果蝇SOD活性上下起伏较大，原因有待探讨。

表5 荆条蜜含量组对不同日龄雌果蝇体内SOD活性（U/mg prot）的影响（n=3，x±SD）Table 5 Effect of different Vitex honey contents on SOD activity of female drosophila（U/mg prot）（n=3，x±SD）

表6 荆条蜜含量组对不同日龄雄果蝇体内SOD活性（U/mg prot）的影响（n=3，x±SD）Table 6 Effect of different Vitex honey contents on SOD activity of male drosophila（U/mg prot）（n=3，x±SD）

在正常生理条件下，SOD的生物合成量可以及时满足清除自由基的需要，而且可随自由基生成量的增加而增加。30日龄果蝇较1日龄、10日龄及20日龄免疫等生理机能完善，加之体内自由基积累少，所以SOD活性下降。30日龄后的中龄期（40日龄）代谢增强，自由基产生增多，增多的自由基可诱导体内SOD的产生，SOD活性达到峰值。当果蝇进入40～50日龄后，逐渐衰老，免疫机能、生理机能趋向减退，SOD活性下降。添加荆条蜜后，果蝇生命周期中SOD活性一直保持高水平状态，说明添加荆条蜜可以提高果蝇体内的SOD活性。

2.6 添加荆条蜜对果蝇体中MDA含量的影响

将添加荆条蜜对雌性果蝇体中MDA含量影响的实验结果列于表7，对雄性果蝇体中MDA含量影响的实验结果列于表8。

表7 荆条蜜含量组对不同日龄雌果蝇体内MDA含量（nmol/mg prot）的影响（n=3，x±SD）Table 7 Effect of different Vitex honey contents on MDA content of female drosophila（nmol/mg prot）（n=3，x±SD）

表8 荆条蜜含量组对不同日龄雄果蝇体内MDA含量（nmol/mg prot）的影响（n=3，x±SD）Table 8 Effect of different Vitex honey contents on MDA content of male drosophila（nmol/mg prot）（n=3，x±SD）

由表7和表8可看出，实验组与对照组1日龄果蝇体中MDA含量差异不大；10日龄以后整个生命过程中，MDA含量始终保持升高趋势，0g/L（CK）组MDA含量始终显著（p＜0.05）高于或极显著（p＜0.01）高于其他含量组，说明添加荆条蜜可以降低果蝇体内MDA含量。

自由基是生物氧化还原反应的代谢产物，存在于细胞膜的多不饱和脂肪酸很容易受到自由基的攻击而产生过氧化脂质，经过分解产生MDA，MDA与蛋白质、肽类或脂类聚合交联可形成老年色素或脂褐质的积累，导致机体的衰老。体内某些抗氧化物如SOD能特异地清除自由基，减少体内过氧化脂质和MDA的生成，延缓衰老。因此，SOD活性、MDA含量成为衰老与抗衰老研究的重要指标[19-20]。已有研究表明，1日龄果蝇体内SOD活力和MDA活性最低，但随年龄而上升，于中龄期达到最高水平，当进入老龄后有下降的趋势[21]。

本研究表明，荆条蜜可明显延长果蝇的寿命，提高体内SOD活性，降低MDA含量。荆条蜜延缓衰老的机制可能是通过提高体内SOD活性，增强体内清除多余自由基的能力，维持自由基产生和清除的平衡，减少自由基引起的脂质过氧化反应，从而使体内的MDA等含量降低，起到保护机体的作用。已有研究发现，荆条蜜含有丰富的多酚类化合物，这些物质有很强的抗氧化活性[22-23]，可有效减少心脏疾病、癌症、白内障、免疫系统能力降低和不同的炎症等疾病风险[12，24]。由此可见，食用适宜量的荆条蜜，有助于人体健康。

3 结论

在培养基中加入荆条蜜，可以延长果蝇的平均寿命、最高寿命，提高产卵量和成蝇鲜重，缩短发育周期，提高繁殖力；果蝇SOD活性显著升高，MDA含量降低，说明荆条蜜有延缓果蝇衰老的作用；在无酵母粉的培养基中添加荆条蜜后果蝇不能产卵，说明荆条蜜不能代替果蝇繁殖必须的营养物质酵母粉，这与荆条蜜中含氮有机物和维生素含量较少有关。

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