甲醛对果蝇发育和繁殖的影响

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1、摘要：甲醛已被广泛用于人们的日常生活中，成为室内环境的主要污染源。为探 讨甲醛对动物不同发育阶段的毒性，本文以模式生物果蝇为对象，研究了饲料中添 加不同浓度甲醛对果蝇生长发育的影响。结果显示，当对照组发育至3龄幼虫（孵化 后3d）时，与未添加甲醛的对照组相比，饲料中添加0. 25%或0.50%的甲醛极显著 降低了幼虫的体重（P0. 01），添加了0. 50%甲醛的饲料组中发育出来的雌、雄成蝇 体重也显著低于对照组，其中雌虫体重的差异达到极显著水平。此外，饲料中添加 甲醛，还显著延长了幼虫发育的时间，即从胚胎到化蛹的发育时间、胚胎到羽化的 发育时间都极显著长于对照组（P0. 01），而其蛹期变态

2、 发育时间在对照组和各实 验组之间没有显著差异。饲料中添加甲醛，还极显著降低了果蝇的产卵量（P0. 01）。 综上结果表明，饲料中含有甲醛可显著降低果蝇的发育速度，影响果蝇的生长和繁 殖力，但对果蝇蛹期变态发育过程没有显著影响。关键词：甲醛；果蝇；幼虫；体重；发育；产卵甲醛（Formaldehyde）是一种重要的化工原料和有机溶剂，无色，有强烈刺激性气味， 易溶于水。甲醛的用途非常广泛，10%的甲醛（福尔马林）能使蛋白凝固，具有杀菌和防 腐作用，常用来保存动物标本。甲醛也被广泛使用在现代生活中，随着人民生活水平 的提高，人们越来越重视家居装修，但各种建筑材料、装饰材料、装饰物品、家具等材 料之

3、中都会含有甲醛，一些生活用品，如香水、喷发水、空气清新剂中也可能含有甲醛。 甲醛对动物和人体健康的危害已引起了人们的高度关注。已有研究表明，甲醛染毒能使 孕期小鼠胚胎的吸收和死亡率显著增加，并导致胎鼠畸形发生率显著增加（李解生等， 2009），DNA蛋白质交联系数显著升高（程文文等，2010）。甲醛可导致大鼠生长迟缓， 学习记忆能力下降（廖双等，2010）。甲醛吸入后可引起人体疲劳、头晕、头痛，睡眠障 碍，记忆困难、反应变慢等神经系统损害的症状（Kilburn，2000）已被世界卫生组织确定 为致癌物之一，会对人体产生致癌作用、致突变作用（IARC，2004）。利用果蝇实验检测环境物质的遗传和

4、生物效应是一项简易快速的实验技术，张建民 等（2005）研究表明，甲醛使得果蝇子代数量明显减少，畸形率增加，幼虫体内可溶性糖 含量均下降。而且，还会导致体细胞内蛋白质和核酸含量降低，细胞还出现了不同数量 的微核（张建民等，2006）。为探讨甲醛对果蝇幼虫生长、发育速度及蛹期变态发育和 繁殖力的影响，本研究通过在培养基中添加不同浓度的甲醛，系统研究了甲醛对果蝇各 生活阶段发育及繁殖能力的影响，以期为甲醛对动物及人类健康的危害机理研究以及建 立以果蝇作为检测环境污染及毒理研究的模式生物提供基础。1材料与方法1. 1实验材料野生型黑腹果蝇Drosophila melanogaster在 25C下饲养

5、。1. 2实验方法1. 2. 1含甲醛培养基的配制在正常培养基（30mL水，6g红糖，0. 6g琼脂粉，6g玉米粉，0. 6 g干酵母菌粉，0. 8mL 酵母菌液，0. 4mL丙酸）中分别加入甲醛至终浓度分别为0. 25%、0. 50%。1. 2. 2甲醛对果蝇生长发育的影响.收集羽化后8h的果蝇，在正常培养基中生长至3日龄时，分别转入含0. 25%和0. 50%的甲醛培养基中，用未加甲醛的正常培养基做对照，每管5对，产卵24后， 将成蝇去除。孵化后3d （3龄幼虫时），每组取10头幼虫称重，检测甲醛对果蝇幼虫生长 的影响。同时观察记录各组化蛹时间、羽化时间，研究甲醛对果蝇发育速度的影响。取

6、羽化后的果蝇雌、雄分开，饲养3d后，1O头一组用CO,麻醉后，在电子天平上称重。1.2.3 甲醛对果蝇繁殖力的影响取1日龄的雌、雄果蝇，分别放人不同浓度甲醛培养基中培养，5d后，分别从每管 中取306, 50果蝇为一组置于锥形瓶中，用产卵收集盘适应2h后，换新鲜的收集盘，在 相同时间段收集8h内产的卵，统计产卵量。1. 2. 4数据分析实验数据以平均值4-标准误（XSE）表示，采用SPSS软件进行差异显著性分析，以t 检验判定进行统计学处理。2结果与分析2. 1甲醛对果蝇幼虫和成虫体重的影响为研究甲醛对果蝇生长的影响，在对照组(未添加甲醛的正常饲料组)果蝇发育至3 龄幼虫时(即幼虫孵化后的第3

7、天)，每组取10头幼虫一起称重。结果表明，两种含甲醛 培养基中的幼虫体重均极显著地低于对照组(P0. 01)。正常对照组10头3龄幼虫体重 为12. 67-40. 33 mg,而培养基中添加了0. 25%甲醛的幼虫体重仅为8.3340.33-mg。 随着培养基中甲醛含量的提高果蝇幼虫的生长逐渐减慢。当培养基中甲醛含量提高到 0. 50%时，同样的生长时间后，10头幼虫体重仅为5. 33-40. 33 mg(表1),也极显著 地低于添加了0. 25%甲醛组(P0. 01)。表1甲醛对果蝇幼虫和成虫体重的影响培养基中甲醛含量(%)10头三龄幼虫10头雌成虫10头雄成虫0. 0012. 67士0.

8、33 AlO. 330. 33 aA6. 670. 33 a0. 258. 33 0. 33 B9. 000. 58 a5. 670. 33 ab0. 505. 33 0. 33 C6. 00 4-0. 58 bB4. 00 0. 58 b注：数据以平均值土标准误(xsE)表示(n=3)，以SPSS软件中t检验判定差异显著 性。不同小写字母表示差异显著(P 0. 05)；不同大写字母表示差异极显著(P0. 05)，而饲料中添加0.50%甲醛极则显著降 低了雌性蝇的体重(P0. O1)。与0. 25%实验组相比，0. 5%实验组的雌性成蝇体重显 著降低(P0.05)。对于雄性果蝇来说，只有浓度为

9、0.5%的实验组体重与对照组相比显 著降低(P0. 05)，其它的差异均不显著。2. 2甲醛对果蝇化蛹时间和羽化时间的影响为了检测甲醛对果蝇幼虫发育速度的影响，观察了各组从产卵(受精)到化蛹的发育 历期以及从产卵到羽化的发育历期。结果表明，对照组中，从产卵到化蛹之间的发育历 期平均为6. 33 d，而饲料中添加0. 25%的甲醛后，该发育历期延长为11.O0-40.58d， 二者之间差异达到极显著水平(P0. 01)。饲料中添加0.50%的甲醛也使得果蝇化蛹时 间进一步滞后，从产卵到化蛹之间的发育历期极显著长于对照组(P0. 01),与0. 25% 的实验组相比，差异也达到显著水平(P0. 0

10、5)(表2)。、饲料中添加 甲醛也导致果蝇的羽化时间延迟。与对照组相比，添加了o.25%和0.5% 甲醛的实验组果蝇从产卵到羽化之间的发育历期均极显著长于对照组(P0. 05)(表2)。表2甲醛对果蝇化蛹时间和羽化时间的影响培养基中甲醛含量(%)从产卵到化蛹发育历期从产卵到羽化的发育历期蛹的发育历期0. 006. 330. 33 AlO. 330. 33 A4. 000. 580. 2511. 000. 58 aB16. 00 0. 58 B5. 000. 000. 5013. 670. 33 bB18. 33 0. 67 B4. 670. 33由表2还可以看出，从化蛹到羽化之间的蛹期发育历期

11、在各实验组和对照组之间的差 异并不显著(P0. 05)(表2)，表明羽化时间滞后主要是由于前期幼虫发育时间延长而造 成的，只要顺利化蛹，蛹期发育历期与甲醛添加没有显著相关性。2. 3甲醛对果蝇繁殖力的影响将果蝇放在含甲醛的培养基中饲喂5d后，再检测其产卵和孵化情况。结果显示(见表 3)，与对照组相比含甲醛的实验组果蝇的产卵量均有下降，差异达到极显著水平(P0 01)。 与甲醛浓度0. 25%的实验组相比，甲醛浓度为0. 5%的实验组的产卵量也极显著降低 (P0. 01)。表3甲醛对果蝇产卵量的影晌培养基中的甲醛浓度产卵量(粒)0.0063.001.15 A0.2554. 00 l_00 B0.

12、5044.331.20 C3结论与讨论有关甲醛对动物的生殖、神经、免疫等方面的毒性研究已有较多报道(王春华等， 2009；廖双等，2010；梁瑞峰等，2007)，但甲醛对动物生长影响的研究还不多。本研究 表明，饲喂含有甲醛的食物显著抑制了果蝇幼虫和成虫的生长，经过相同的发育时间之 后，幼虫体重比对照组显著下降，相同日龄的成蝇体重也较对照组显著降低(表1)，这一 结果与廖双等(2010)的研究结果一致。他们对大鼠的研究发现，甲醛吸入导致新生、幼 年和成年组等不同发育阶段的大鼠较同龄对照组均出现体重增长落后(P0.05)的现象。 王春华等(2009)等的研究表明，随着吸人的甲醛剂量的增加，小鼠睾丸

13、组织中S期细胞 百分数逐渐增加，GO/G 1和G2+M期的细胞百分数逐渐减少，且细胞的凋亡率显著增加， 说明甲醛可影响细胞的生长和存活，这可能也是引起动物生长迟缓的原因之一。正常条件下，果蝇受精卵(胚胎)产下后，经6d左右即可化蛹，然而饲喂了含0. 25% 甲醛的饲料后，这个时间段延长至11d，随着饲料中添加的甲醛浓度的增高，这一时间进 一步延长，说明甲醛可显著延缓动物的发育速度，且这种影响呈剂量效应关系的趋势。 同时，这一结果也进一步说明甲醛可对动物生长产生显著的负面影响。虽然经过较长时 间的幼虫期之后，部分幼虫已经死亡(肉眼可见，未统计)，但仍然有一部分幼虫可以成 功化蛹，最后羽化为成虫，

14、这可能是这些积累了足量的激素等满足化蛹的其它生理生化 因子。由于处于蛹期的果蝇不需要摄取食物，因此蛹期变态发育的时问在对照组和各实 验组之问没有显著差异。李解生等(2009)发现，甲醛染毒可引起孕期小鼠胚胎的死亡率显著增加。张建民等 (2005)的研究也发现，甲醛导致果蝇子代数量明显减少，说明甲醛对动物的繁殖产生严 重影响。本研究通过将成蝇在含甲醛的培养基中饲喂5d后，再观察其产卵情况，结果显 示，实验组相同数量果蝇在相同时问段内的产卵量极显著低于对照组(表3)，而且也呈 现剂量效应关系的趋势，说明减少产卵量可能是甲醛导致果蝇子代数量减少的原因之 一。参考文献1 程文文，李兰，胡传禄等，201

15、0.气态甲醛致小鼠骨髓细胞DNA一蛋白质交联的研究.生态毒理学报，5(2)： 2622672 李解生，李纯颖，李勇等，2009.甲醛对小鼠胚胎的发育毒性.实用预防医学，16(4)： 124212443 梁瑞峰，原福胜，白剑英等，2007.甲醛吸人对小鼠免疫系统毒性作用.中国公 共卫生，23(6)： 7347354 廖双，蒋莉，张晓萍，2010.脑发育不同阶段甲醛暴露对大鼠学习记忆能力及海马CA3区CaMKlI表达的影响.重庆医科大学学报，35(3)： 3423455 王春华，叶琳，隋春生等，2009.甲醛对小鼠睾丸细胞凋亡和细胞周期的影响.吉林大学学报(医学版)，35(3)： 484506 张建民，朱启忠,赵宏，2005.甲醛处理果蝇生物学效应的研究.聊城大学学报(自 然科学版)，18(2)： 43457 张建民，韩晓弟，贾宏福，2006.甲醛对果蝇的伤害及维生素c的保护作用研究.荷 泽学院学报，28(2)： 76818 周敏，2006.梭毒隐翅虫人