摄食限制对雄果蝇（Drosophila melanogaster）寿命和生殖能力的影响

摘要

摄食限制(Dietary restriction)，又称能量限制(Caloric restriction)或食物限制(Food restriction)，是所摄取食物中的蛋白质、碳水化合物、脂肪含量的相互平衡的减少。大量研究已经证明食物的质量与数量对动物生命周期、生理特性等方面都有影响，尤其是对昆虫繁殖和生存方面的影响更加显著。 黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)具有易饲养，生活周期短，繁殖力高，突变性状多等特点。羽化变态后24小时内具备了生殖能力，完成了一个成年的重要界限，这是衡量衰老所必需的。果蝇基本上属于有丝分裂后生物，除了生殖腺的大部分细胞和胃肠系统的一些细胞外，在其整个成年期没有新的细胞生成，只有极少数的细胞丧失，这些优势极有利于研究寿命衰老的机理。 酵母粉是果蝇饲料中不可缺少的基本成分之一，含有多种营养元素，而且自然界的果蝇喜食腐烂水果上的活酵母，表明酵母粉对果蝇生命活动有重要影响。酵母粉摄食限制对果蝇发育的影响，国内研究比较欠缺，国外研究焦点则集中在雌果蝇上，对雄果蝇的发育影响少见报道。故本论文研究摄食限制对雄果蝇的发育影响，即测定不同浓度酵母粉培养基对雄果蝇寿命，抗氧化酶SOD表达，生殖力，精巢发育的影响以及这些方面之间的内在联系。 关于摄食限制对雄果蝇寿命和生殖能力的影响的探讨，本论文设计主要是将在1％，2％，4％，8％，12％五种不同酵母粉浓度培养基中培养的不同天龄的雄果蝇测定其SOD活力值，比较分析其差异性，并且，每日统计不同酵母粉浓度培养基中雄蝇的死亡数，计算其半数死亡时间和最高寿命，绘制寿命曲线。此外，对不同酵母粉浓度培养基中不同天龄的雄蝇进行有效精子数量测试，检测其生殖力。对其精巢进行免疫荧光实验，检测精巢特异性微管蛋白β2-tubulin的表达状况。 结果显示，培养基中酵母粉含量对雄果蝇的寿命和抗氧化酶SOD表达有相关性影响，摄食限制能够显著延长雄果蝇的寿命，并且提高雄果蝇体内SOD的表达量，延长其表达的持续时间，这在一定程度上解释了摄食限制延长雄果蝇寿命的可能机制是提高了其体内SOD酶的表达量，这与衰老的自由基——线粒体假说相一致。雄果蝇有效精子数量测试显示，随酵母粉浓度的提高，雄果蝇生殖力呈增强趋势，同时，雄果蝇精巢免疫荧光照片显示，随酵母粉含量增加，雄果蝇管状精巢变粗，减数分裂期细胞密集，β2-tubulin表达提高，这些均表明，摄食限制能够降低雄果蝇生殖能力。实验数据表明，摄食限制对雄果蝇寿命和生殖能力产生相关性影响，提示摄食限制可能影响雄果蝇生存和生殖之间的能量分配与平衡。

目录

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声明

第一章综述

1.1果蝇模式生物系统

1.2果蝇摄食与摄食限制

1.3果蝇寿命与抗氧化酶SOD表达

1.4果蝇精子发生与β2-tubulin微管蛋白

1.5本研究的内容及意义

第二章研究方法

2.1果蝇的培养

2.1.1实验用培养基

2.1.2实验用培养基的配制

2.1.3果蝇培养条件

2.1.4果蝇扩繁

2.2摄食限制对雄果蝇寿命的影响

2.2.1实验材料

2.2.2实验试剂和仪器

2.2.3实验方法

2.3摄食限制对雄果蝇抗氧化酶SOD表达的影响

2.3.1实验材料

2.3.2实验试剂和仪器

2.3.3实验方法

2.4摄食限制对雄果蝇生殖能力的影响

2.4.1实验材料

2.4.2实验试剂和仪器

2.4.3实验方法

2.5摄食限制对雄果蝇精子发生的影响

2.5.1实验材料

2.5.2实验试剂和仪器

2.5.3实验方法

第三章结果分析

3.1各酵母粉浓度组雄果蝇的寿命比较

3.2各酵母粉浓度组雄蝇体内SOD活力值随龄的变化

3.3各酵母粉浓度组雄果蝇的生殖力变化

3.4各酵母粉浓度组雄果蝇精巢特异性微管蛋白β2-tubulin的表达变化

第四章讨论

4.1摄食限制对雄果蝇寿命和抗氧化酶SOD表达的影响

4.2摄食限制对雄果蝇生殖能力和精巢特异性微管蛋白β2-tubulin表达的影响

4.3摄食限制对雄果蝇寿命和生殖能力影响之间的内在联系

4.4存在的问题

第五章结论

参考文献

附录

致谢

攻读学位期间的研究成果