微波是一种频率在300 MHz~300 GHz(波长为1 mm~l m)的电磁波。微波辐射(microwabe radiation)是一种较严重的电磁波污染物，随着通讯技术的迅猛发展，微波辐射将越来越严重。微波辐射对人和动物生殖、生理等的损伤研究已有很多报道(Yamaguchi et al.，2003；吴燕等，2012；陈丽莉等，2014；罗春生等，2015；朱文赫等，2015)，这些研究表明微波辐射对人和动物可以造成严重损伤，微波污染也因此可能对一些迁地保护的珍稀动物造成严重威胁。微波辐射损伤的药物保护已有少量的研究报道(Mortazavi，2013；姜艳霞等，2015；孙艳美等，2015；李晓宇等，2016)。虫草素具有抗肿瘤、治疗白血病、调节免疫力、治疗心血管疾病、抑菌、消炎等作用(Cha et al.，2013；刘桂君等，2013)。虫草素对动物辐射损伤的保护作用还未见报道。黑腹果蝇Drosophila melanogaster是昆虫纲Insecta双翅目Diptera昆虫，是最普遍应用于遗传学的试验动物，也是遗传学上最经典的模式动物，具有清晰的遗传背景和便捷的遗传操作，使其在生物学领域具有独特的地位。本研究利用黑腹果蝇作为模式动物，研究虫草素的抗微波辐射功能，观察虫草素对微波辐射损伤的黑腹果蝇的生殖能力、个体发育等方面的恢复影响，研究结果对生活在微波辐射日益严重化环境中的人和动物的保护具有积极意义。

野生型黑腹果蝇由信阳师范学院生命科学学院遗传学教研室友情赠送。虫草素购自Sigma公司。

试剂：无水乙醇(武汉市中天化工有限责任公司)、琼脂粉(上海医学化验所试剂厂)、蔗糖(天津市科密欧化学试剂有限公司)、丙酸(天津市德恩化学试剂有限公司)、安琪酵母粉、乙醚(天津市津梅化工有限公司)。除安琪酵母粉外，所有试剂均为国产分析纯。

G70D20CN1L-M1(S0)型格兰仕微波炉(额定电压及额定功率：220 V、50 Hz，额定输出功率：700 W，额定微波频率：2 450 MHz)、GXM-400D型智能光照培养箱(宁波东南仪器有限公司)、FA2104N电子分析天平(上海菁海仪器有限公司)、电子万用炉(北京市永光明医疗仪器有限公司)等。

基本培养基按照每100 mL 蒸馏水中添加玉米粉11.2 g、蔗糖8.9 g、琼脂1.0 g、 干酵母粉1.0 g、丙酸0.8 mL的比例配制。设基本培养基为对照(CK)，在CK的基础上配制不同浓度的虫草素处理培养基，即在煮沸的培养基中添加虫草素，搅拌均匀使虫草素充分溶解，然后分装。4个浓度梯度分别命名为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ，虫草素终质量分数为0.1%、0.2%、0.4%、0.8%。

收集8 h内羽化的未交配的果蝇，乙醚麻醉后区分雌雄，转移到基本培养基和4个虫草素培养基中培养3 d，每组雌、雄果 蝇各40只，共10瓶。3 d后，麻醉果蝇，每组雌、雄果蝇再分别分成2份(每份雌、雄各20只)，其中1份不辐射，另1份转移到空的100 mL三角瓶(高约10 cm)中，用纱布包扎封口，置于微波炉中以2 450 MHz频率的微波辐射20 s。每次等微波炉温度降至室温进行下一组辐射。辐射结束后用乙醚麻醉果蝇，按照每瓶1雌1雄，每小组20瓶，转移到各自相应的培养基中，于培养箱中25 ℃培养，测定各项指标。本实验重复3次，所有数据取平均值。

当培养瓶中有蛹出现，放飞亲本，开始记录每瓶的成蛹数和成蝇数，直到不再有蛹和果蝇形成，成蝇率=成蝇数/成蛹数×100%。收集子代果蝇，麻醉后在显微镜下观察其表型，统计其性比、体长和畸变率。苏醒后继续培养，饲养40 d后，在室外逐个放飞，凡能起飞的，计入“可飞翔”组，计算各组飞翔百分率。

应用SPSS 13.0对实验数据进行t检验，分析差异显著性(0.01≤P＜0.05表明差异具有统计学意义；P＜0.01表明差异具有高度统计学意义；P＞0.05表明差异无统计学意义)。

子代成蛹数、成蝇数和成蝇率是反映生殖力的3个重要指标，试验结果如表 1所示。将未经微波辐射的果蝇在CK和4个不同浓度梯度的虫草素培养基中培养，结果表明：随着虫草素浓度的增加，果蝇的成蛹数和成蝇数均呈先上升后下降的趋势。当培养基类型为Ⅱ时，成蛹数和成蝇数均达到最大值，分别比CK高出4.1%和4.2%；当培养基类型为Ⅳ时，成蛹数和成蝇数均达到最小值，且成蛹数比CK显著降低(P＜0.05)。Ⅰ～Ⅲ组的果蝇成蝇率均高于CK，当培养基类型为Ⅲ时，成蝇率达到最大值(87.5%)。由此可见，虫草素能够在一定程度上提高果蝇的生殖力，且以0.4%质量分数效果最佳。

将微波辐射果蝇培养在基本培养基上，与未辐射的CK相比，成蛹数和成蝇数均极显著降低(P＜0.01)，成蝇率也降低了4.2%，可见，微波辐射干扰了果蝇的生殖。将微波辐射果蝇培养在不同浓度的虫草素培养基上，成蛹数和成蝇数均表现出随虫草素浓度的增加先上升后下降的趋势。Ⅲ组的成蛹数和成蝇数均达到最大值，且与辐射的CK相比，差异有高度统计学意义(P＜0.01)。Ⅱ组的成蛹数和成蝇数与辐射的CK相比，均显著升高(P＜0.05)。Ⅰ～Ⅳ组的成蝇率与辐射的CK相比有升有降，差异无统计学意义。

综合以上分析可见，虫草素能够提高微波辐射果蝇的生殖力，虫草素的抗辐射保护作用和虫草素的浓度有关，其中以中等浓度的Ⅲ组培养基效果最佳。

观察果蝇子代的性比、体长、飞翔率和畸变率，试验结果如表 2所示。将未经微波辐射的果蝇在不同浓度的虫草素培养基上培养，子代的性比与CK相比有升有降，差异无统计学意义。随着虫草素浓度的增加，子代的体长表现出先上升后下降的趋势。Ⅲ组的体长和飞翔率均达到最大值，与CK相比，体长显著增加(P＜0.05)，飞翔率极显著增加(P＜0.01)。与CK相比，Ⅰ~Ⅳ组的畸变率均极显著降低(P＜0.01)，Ⅳ组的畸变率最低，仅1.14%，且与CK相比，体长和飞翔率均显著增加(P＜0.05)。由此可见，虫草素能够显著增加体长，提高飞翔率，降低畸变率。

将微波辐射果蝇培养在基本培养基上，与未辐射的CK相比，子代的性比降低、体长减少、飞翔率降低且畸变率增加，其中飞翔率和畸变率的差异均具有高度统计学意义(P＜0.01)，畸变的类型更加丰富，出现了各种翅型变异(图 1)。可见，微波辐射干扰了果蝇子代的生长发育。将微波辐射果蝇培养在不同浓度的虫草素培养基上，子代的性比升高，且接近于1。随着虫草素浓度的增加，体长表现出先上升后下降的趋势，飞翔率呈上升趋势，畸变率呈下降趋势，且与辐射的CK相比，Ⅰ~Ⅳ组的畸变率极显著降低(P＜0.01)。Ⅲ组的体长达到最大值(2.52 mm)，显著增加(P＜0.05)。Ⅳ组的飞翔率达到最大值，与辐射的CK的差异有高度统计学意义(P＜0.01)。

图 1 畸变果蝇 Fig. 1 The distortion Drosophila melanogaster 1. 野生型，2. 单焦翅，3. 双焦翅。 1. wild type，2. one scorch wing，3. two scorch wings.

图选项

综合以上分析可见，虫草素对微波辐射果蝇具有抗氧化保护作用，抗突变、抗辐射效果显著。

微波在给人类生产生活带来便捷的同时，也对人和动物产生了重要影响，如微波能导致组织器官的病理改变(吕士杰等，2009)，动物遗传特性发生改变(沈晓鸿等，2011)。王晓民等(2011)认为微波辐射能够对动物本能行为产生较大的影响，任德康(1999)研究微波对水蛇、鲫鱼、虾等生物的影响，发现微波辐射剂量越大，动物死亡越快。吴坚(1991)同样以频率2 450 MHz的微波对果蝇进行辐射，性连锁隐性致死突变检测和非整倍体检测均认为对照组和照射组间无显著性差异；然而在本试验中微波辐射果蝇子代的畸变率达4.18%，与CK的差异具有高度统计学意义，推测该结论不同可能是由于采用的辐射效应检测标准不同；同时吴坚(1991)研究发现子一代性比发生了明显的变化，雌蝇数量明显多于雄蝇，这与本试验的研究结果一致。对动物来说，性比1∶ 1并非最优，可能受多方面影响，包括环境、遗传、动物自身的种群密度等。在某种情况下，雌性比例升高，更有利于动物的种群数量增加。在本试验中，未受辐射的果蝇子代的性比为0.81，而不是1，真实反映了在当前自然条件背景下培养的果蝇群体的性比，而将微波辐射果蝇培养在基本培养基上，子代的性比略有降低(0.78)，这可能是果蝇在微波的逆境刺激下产生的一种补偿机制。

目前，能够全面改善机体辐射损伤的药物尚未被发现，多糖类、中药类(汪维云，2003；陈为等，2009)等被报道具有抗辐射作用的药物仅仅能够对不同组织或者器官起修复作用，探索一些新的具有全面修复机体辐射损伤的药物具有重要意义。本试验首次研究了虫草素的抗微波辐射作用，在试验过程中微波炉内温度必须降至室温是因为辐照一组果蝇后，微波炉内温度高时进行下一组辐照，会增加果蝇的死亡率；经过摸索发现，在微波炉中辐照20 s，果蝇的死亡率低且诱变效果明显。本试验结果表明，中等浓度的Ⅲ组培养基提高辐射果蝇生殖力效果极显著，而较高浓度的Ⅳ组培养基提高辐射果蝇子代飞翔率和降低子代畸变率效果极显著，这些结果显示虫草素具有相对全面的抗辐射作用。因此，在微波辐射日益 严重的今天，在人类的饮食和动物 的饲料中添加适当浓度的蛹虫草粉末，可能有助于辐射损伤的修复和保护。本研究结果对变电站、广播电台基站、信号发射塔等微波辐射较密集的特殊区域的动物保护具有一定的指导意义。