酶解復(fù)合氨基酸對(duì)果蠅壽命及繁殖力的影響

武金霞，徐新霞，任磊，張賀迎

（1.河北大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，河北 保定 071002；2.河北大學(xué) 生物技術(shù)研究中心，河北 保定 071002）

氨基酸是組成蛋白質(zhì)的基本單元，是機(jī)體重要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，具有極其重要的生理作用［1］.復(fù)合氨基酸可以為各種蛋白質(zhì)合成及利用能力低下的患者提供重要氮素補(bǔ)充［2－3］，具有巨大的市場(chǎng)需求.目前，復(fù)合氨基酸多由植物餅粕經(jīng)脫毒、酸水解、精制等工藝制成［4］，酸水解法雖然水解徹底，產(chǎn)率高，但環(huán)境污染嚴(yán)重，產(chǎn)生難以去除的有毒副產(chǎn)物［5］，使酸解法生產(chǎn)復(fù)合氨基酸越來(lái)越受到限制.本實(shí)驗(yàn)室采用添加釀造激活劑的技術(shù)使米曲霉發(fā)酵豆粕［6－7］，利用米曲霉自身分泌的蛋白酶系，分解大豆蛋白形成游離氨基酸和少量小肽，稱(chēng)為酶解復(fù)合氨基酸.酶解復(fù)合氨基酸不含三氯丙醇，無(wú)任何化學(xué)試劑殘留，相對(duì)于化學(xué)法生產(chǎn)的復(fù)合氨基酸更加安全.本文擬以果蠅（Drosophila melanogaster）為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物［8］，研究其在延緩衰老及增強(qiáng)繁殖力方面的作用，為開(kāi)發(fā)應(yīng)用提供參考依據(jù).

1 試劑與材料

酶解復(fù)合氨基酸：由本實(shí)驗(yàn)室制備；實(shí)驗(yàn)動(dòng)物：野生型果蠅，由河北大學(xué)遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)室提供.

2 方法與結(jié)果

2.1 酶解復(fù)合氨基酸的制備

以純豆粕為原料，接種一定比例的米曲霉，添加一定量的激活劑，在最優(yōu)條件下培養(yǎng)成曲.將定量的成曲與一定比例的溫水混合，恒溫水浴數(shù)天，利用米曲霉自身分泌的多種蛋白酶對(duì)豆粕進(jìn)行酶解.經(jīng)除雜純化等工藝處理，得到酶解復(fù)合氨基酸，其中氨基酸質(zhì)量濃度40g／L，肽質(zhì)量濃度5g／L.

圖1 果蠅生存曲線Fig.1 Survival curve of Drosophila melanogaster

2.2 果蠅的分組及飼喂

將辨別雌雄后的320只果蠅隨機(jī)分為4組，每組設(shè)3個(gè)平行.對(duì)照組飼喂基礎(chǔ)培養(yǎng)基（水100mL，玉米粉11.4g，蔗糖8.8g，瓊脂粉11.5g，酵母片9.5g，丙酸0.7mL）.其余3個(gè)實(shí)驗(yàn)組的培養(yǎng)基中加入酶解復(fù)合氨基酸，酶解復(fù)合氨基酸的終質(zhì)量濃度分別為2，4和8g／L.（25±1）℃恒溫條件下飼養(yǎng)，每9d更換1次培養(yǎng)基.

2.3 觀察與統(tǒng)計(jì)

每天定時(shí)觀察記錄果蠅死亡數(shù)目，直到果蠅全部死亡為止.規(guī)定每組中最后5只死亡果蠅的壽命的平均數(shù)為該組的最高壽命；每組全部果蠅死亡的天數(shù)的平均數(shù)為該組的平均壽命；每組中前半數(shù)果蠅存活天數(shù)的平均數(shù)為半數(shù)死亡期［9］；將10對(duì)雌雄果蠅放入含有相應(yīng)培養(yǎng)基的培養(yǎng)瓶?jī)?nèi)培養(yǎng)，在子蠅即將孵化出來(lái)之前移除親本，記錄原培養(yǎng)瓶?jī)?nèi)化蛹數(shù)目，統(tǒng)計(jì)蛹羽化的F1子代果蠅成蟲(chóng)數(shù)量［10］.以F1子代果蠅個(gè)體數(shù)量作為測(cè)定繁殖力的指標(biāo).

2.4 數(shù)據(jù)處理

用SPSS 11.0軟件處理數(shù)據(jù)，各組均數(shù)間差異采用LSD－t檢驗(yàn)進(jìn)行分析.記錄P 值，并以P＜0.05表示有顯著差異，P＜0.01表示有極顯著差異.

2.5 結(jié)果

由表1 可知，酶解復(fù)合氨基酸能顯著延長(zhǎng)果蠅的平均壽命、半數(shù)死亡期和最高壽命.圖1 顯示，酶解復(fù)合氨基酸能使果蠅的生存曲線中部和尾部明顯右移，且中質(zhì)量濃度組使曲線右移幅度最大，其次是低質(zhì)量濃度組，高質(zhì)量濃度組的效果最不明顯.本實(shí)驗(yàn)條件下，酶解復(fù)合氨基酸的延壽作用無(wú)明顯的量效關(guān)系.

表1 復(fù)合氨基酸對(duì)果蠅壽命的影響Tab.1 Effect of compound amino acids on Drosophila melanogaster life－span

表1 復(fù)合氨基酸對(duì)果蠅壽命的影響Tab.1 Effect of compound amino acids on Drosophila melanogaster life－span

與對(duì)照組相比，＊P＜0.05，＊＊P＜0.01.

組別 數(shù)量／只 半數(shù)死亡期／d 半數(shù)死亡期延壽率／% 平均壽命／d 平均壽命延壽率／% 最高壽命／d 最高壽命延壽率／%對(duì)照組 80 30.80±5.56 — 38.29±9.66 — 54.40±1.96—低質(zhì)量濃度組 80 32.53±6.00 5.60 44.15±13.62＊ 15.31 66.00±1.70＊ 21.32中質(zhì)量濃度組 80 34.28±6.19＊ 11.28 48.44±16.67＊＊ 26.51 76.10±2.56＊＊ 39.89高質(zhì)量濃度組 80 31.55±5.36 2.44 42.71±11.45 11.56 60.20±2.35＊10.66

表2表明，與對(duì)照組比較，不同質(zhì)量濃度酶解復(fù)合氨基酸均能夠增加果蠅的子代數(shù)量，中質(zhì)量濃度組能極顯著地增加F1子代果蠅成蟲(chóng)數(shù)（P＜0.01），表明酶解復(fù)合氨基酸對(duì)果蠅的繁殖能力具有較強(qiáng)的促進(jìn)作用.

表2 復(fù)合氨基酸對(duì)果蠅繁殖力的影響Tab.2 Effect of compound amino acids on Drosophila melanogaster fertility

表2 復(fù)合氨基酸對(duì)果蠅繁殖力的影響Tab.2 Effect of compound amino acids on Drosophila melanogaster fertility

與對(duì)照組相比，＊P ＜0.05，＊＊P＜0.01.

組別 F1／只 增殖率／%對(duì)照組 102.00±4.24 —低質(zhì)量濃度組 155.00±7.07＊ 51.96中質(zhì)量濃度組 197.50±4.95＊＊ 94.12高質(zhì)量濃度組 150.00±4.24＊ 47.06

3 討論

酶解復(fù)合氨基酸含有4 0g／L混合氨基酸，營(yíng)養(yǎng)豐富，且含有一定量蛋白質(zhì)部分降解形成的寡肽，文獻(xiàn)報(bào)道，許多寡肽具有高效的抗氧化活性［11］，可有效清除自由基，減緩體內(nèi)自由基引起的損傷從而延緩老化.飼喂各質(zhì)量濃度酶解復(fù)合氨基酸的實(shí)驗(yàn)組果蠅的平均壽命、半數(shù)死亡期和最高壽命均比對(duì)照組有不同程度的延長(zhǎng).中質(zhì)量濃度組延長(zhǎng)效果極顯著，而高質(zhì)量濃度酶解復(fù)合氨基酸效果最差，可能是因?yàn)楦哔|(zhì)量濃度酶解復(fù)合氨基酸所含的營(yíng)養(yǎng)成分超過(guò)了果蠅的有效耐受范圍，過(guò)多的酶解復(fù)合氨基酸對(duì)果蠅的生理代謝造成不利影響，因而減弱了酶解復(fù)合氨基酸的延壽作用.而低質(zhì)量濃度酶解復(fù)合氨基酸的延壽效果低于中質(zhì)量濃度，在該劑量與中質(zhì)量濃度之間是否存在量效關(guān)系，有待進(jìn)一步研究.

此外，各質(zhì)量濃度酶解復(fù)合氨基酸均能增加果蠅子代數(shù)量，幼蟲(chóng)和成蟲(chóng)均較強(qiáng)壯.但對(duì)子代的性比并無(wú)影響，雌雄比接近1:1.給藥組果蠅子代的發(fā)育周期明顯縮短，由對(duì)照組的13d縮短為10d，這可能由于酶解復(fù)合氨基酸中含有豐富的氨基酸、米曲霉生長(zhǎng)合成的多種維生素、UGF（未知生長(zhǎng)因子）等活性物質(zhì)有關(guān).飼喂酶解復(fù)合氨基酸可為親本成蠅提供更豐富的自身生長(zhǎng)及合成卵的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，從而提高產(chǎn)卵數(shù)量，另一方面也為子代的生長(zhǎng)發(fā)育提供豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)或生長(zhǎng)因子，縮短卵發(fā)育至成蟲(chóng)的時(shí)間.

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