近30年来,羌塘高原野牦牛(Bos mutus)种群数量虽缓慢恢复,但仍为野生有蹄类中仅有的易危物种.由于其对人为活动规避明显且具有极强的攻击性,野牦牛栖息地分布和质量数据仍很匮乏.把野外调查与最大熵(Maxent)、土地利用模拟模型(FLUS)、InVEST三种模型相结合,系统分析羌塘高原野牦牛栖息地分布及其影响因素,并通过未来气候、未来土地覆被和未来食物情景构建2050年不同温室气体排放浓度(RCPs)情景下羌塘高原生境状况,预测栖息地变化状况,以期为青藏高原生物多样性维护提供数据支撑.结果发现:2020年前后野牦牛栖息地总面积为25.1万km2,集中分布在那曲市北部,阿里地区分布零散.栖息地以草原和荒漠为主,部分位于冰川区,野牦牛对气候条件反应敏感,偏好生活在暖季降雨量约在200mm,冷季降雨量约1 0mm,年最低温度-30℃的区域,坡度耐受性高.约92％的野牦牛栖息地位于羌塘国家自然保护区内,仅有南部约1.2万km2栖息地与人类活动交叠明显.2050年前后羌塘高原暖湿化明显,草原面积增加,野牦牛栖息地将向西北部无人区扩张,目前栖息地分布较零散的阿里地区也将出现大面积高质量栖息地,三种RCPs情境下栖息地面积分别为28.2万km2(RCP2.6)、28.4万km2(RCP4.5)和28.0万km2(RCP8.5),新增栖息地以极重要栖息地为主,边界与羌塘自然保护区范围更加吻合,自然保护地体系建设将有力支撑野牦牛的保护.

Endothelin-1主要通过促进血管平滑肌细胞增殖引起血管结构和功能的改变,从而刺激血管收缩,Endothelin-1在动物血管生成和低氧适应等关键发育和生理过程中发挥重要的作用.为了进一步探讨高原动物脑Endothelin-1对其极端低氧适应调控的分子机理,本研究对牦牛(Bos grunniens)脑Endothelin-1基因CDS全长序列进行了克隆及其真核表达载体的构建.结果表明,牦牛Endothelin-1基因的CDS全长序列含有一个609 bp的开放阅读框,编码202个氨基酸,该蛋白分子量为22.98 kDa,理论等电点(pI)为9.63;成功构建出带有CMV启动子,绿色荧光蛋白标记的牦牛Endothelin-1真核表达质粒pEGFP-C 1-Endothelin-1;牦牛Endothelin-1基因CDS全长序列编码的氨基酸序列与黄牛(Bos taurus)、藏羚羊(Panthotop shodgsoni)、绵羊(Ovis aries)、野猪(Sus scrofa、小鼠(Mus musculus)、人(Homo sapiens)的同源性分别为100％、95％、93％、81％、77％、70％;且该氨基酸序列的系统进化情况与其亲缘关系远近一致.因此,我们认为高原动物牦牛Endothelin-1的结构和功能在进化上均具有高度保守性,其在低氧适应中的作用可能是通过表达差异或转录后修饰实现的,且本研究构建的真核表达质粒为进一步探讨该基因在青藏高原动物脑对极端低氧生境适应中的生物学功能及其调控机理提供了支持.

普氏原羚(Procapra przewalskii)和藏羚羊(Pantholops hodgsonii)均为我国I级保护野生动物,两者的消化系统结构一直未被报道.本研究对野外死亡的6只普氏原羚和2只藏羚羊进行了大体解剖,对二者消化系统进行描述.其消化系统均由口腔、食道、瘤胃、网胃、瓣胃、皱胃、十二指肠、空肠、回肠、盲肠、结肠、直肠组成.普氏原羚和藏羚羊的胃属于复胃,瘤胃体积最大.本文将普氏原羚和藏羚羊的消化系统解剖结构特征与牦牛(Bos grunniens)、蒙古绵羊(Ovis aries)、林麝(Moschus berezovskii)、欧拉型藏绵羊(O.aries)、黑麂(Muntiacus crinifrons)、四川梅花鹿(Cervus nippon sichuanicus)以及长颈鹿(Giraffa camelopardalis)等反刍动物进行了比较和分析,发现了其适应生活环境的消化系统特征.

KISS-1在动物繁殖调控中具有重要作用,旨为探讨KISS-1基因在牦牛季节性繁殖中的调控作用.实验采集5头成年母牦牛和5头黄牛的下丘脑、垂体等组织,利用RT-PCR和qPCR技术研究其KISS-1基因序列及组织表达特性.结果表明,牦牛和黄牛KISS-1基因编码区长度为408 bp,编码135个氨基酸,比对分析发现牦牛和黄牛基因编码区存在7处碱基突变.牦牛KISS-1基因氨基酸序列与黄牛、藏山羊、绵羊、野猪、人和褐家鼠的同源性分别为97％、85％、65％、55％和51.5％.KISS-1基因mRNA在牦牛和黄牛的下丘脑、垂体、卵巢、输卵管及子宫中均有表达.在下丘脑和脑垂体的表达丰度高,但两物种间无显著性差异(P＞0.05).说明KISS-1基因在动物进化中比较保守,对牦牛季节性繁殖的调控作用有待进一步研究.

在甘肃天祝高寒草甸进行了为期2年的野外试验,研究了模拟牦牛和藏羊践踏(藏羊轻度践踏、藏羊中度践踏、藏羊重度践踏、牦牛轻度践踏、牦牛中度践踏、牦牛重度践踏)及模拟降水量(少雨、平水和丰水)对阴山扁蓿豆有性繁殖特性的影响.结果表明:阴山扁蓿豆株高、荚果长、单位面积荚果数、每荚果种子数、种子千粒重和种子产量均随牦牛和藏羊践踏强度的增加、降水量的降低呈下降趋势;少雨条件下,重度践踏单位面积荚果数较未践踏降低70％以上;牦牛和藏羊践踏下的种子千粒重比未践踏减少13％以下;少雨条件下,藏羊轻度、中度和重度践踏下的阴山扁蓿豆种子产量分别比同强度牦牛践踏高60.1％、13.8％和56.7％;降水、践踏及两者的交互作用均极显著影响了植株自然高度;降水和践踏均极显著影响了阴山扁蓿豆荚果长、单位面积荚果数、每荚果种子数、种子千粒重,两者的交互作用则无显著影响.综上,同一放牧强度下,牦牛践踏对阴山扁蓿豆有性繁殖的不利影响大于藏羊践踏;少雨和家畜重度践踏均严重抑制了阴山扁蓿豆的有性繁殖.

角蛋白关联蛋白(keratin-associated proteins, KAPs)是毛纤维的主要结构成分.以甘南牦牛、青海牦牛、天祝白牦牛和野血牦牛为研究对象,应用PCR-SSCP 方法检测KAP6-1 和KAP6-4 基因外显子序列多态性.结果表明4 个牦牛群体的KAP6-1 基因外显子区存在c.42T＞C、c.135C＞T 的同义突变及c.173G＞C、c.175G＞T 的非同义突变,导致p.Cys58Ser 和p.Gly59Cys 的氨基酸残基改变;另外检测到1 处45 bp 的插入/缺失突变导致16 个氨基酸残基的插入/缺失;甘南牦牛PIC 值0.222 3 为低度多态,其他3 个牦牛群体PIC 值0.393 4～0.467 2 为中度多态.牦牛KAP6-4 基因外显子区检测到c.51C＞T、c.54C＞A、c.78T＞C、c.96T＞C 和c.135T＞C 的同义突变,以及c.118A＞G 的非同义突变,导致编码的氨基酸残基p.Ser40Gly 的改变;4 类群牦牛PIC 值为0.265 8～0.387 2 为中度多态.聚类分析表明牦牛KAP6-1 基因外显子区碱基序列与普通牛、绵羊和山羊的同源性最高,其亲缘关系和系统进化远近一致.

为探究HYOU1基因在牦牛中的组织表达谱,通过对西藏牦牛HYOU1基因的CDS区进行克隆测序,分析该基因的结构和功能,采用RT-PCR技术检测黄牛和牦牛肺脏、心脏、肝脏、乳腺、大脑及肌肉中HYOU1基因的相对表达量.结果 表明:(1) HYOU1基因CDS区长度为3006 bp,其中A、G、C和T含量分别为25.0％、31.1％、26.7％和17.1％,存在一定碱基偏好性;发现1个(ACG→ACA) SNP位点,为同义突变.(2)生物信息学分析表明该蛋白呈中性,为较不稳定、亲水性分泌信号蛋白;存在一个跨膜螺旋(TMhelix)区位于13-35氨基酸位置;二、三级蛋白结构分析发现其主要的空间构象为:无规则卷曲及α-螺旋.(3)聚类分析显示,西藏牦牛与野牦牛的遗传距离最近,与瘤牛及普通牛的遗传距离次之,与水牛最远.(4) RT-PCR结果显示HYOU1基因在黄牛和牦牛肝脏、乳腺、肺脏、大脑、心脏、肌肉6个组织中均有表达,且相对表达量依次递减;在相同组织中,黄牛组织的表达量均显著高于牦牛组织中的表达量(P＜0.05),其中黄牛肝脏组织的表达量为牦牛表达量的4.4倍.

在陆地生态系统中,大型食肉动物对于稳定食物网结构和生态系统功能有重要作用.在世界范围内,由于栖息地丧失和破碎化、猎杀、人类活动干扰以及病原体的传播,大型食肉动物生存正面临严重威胁,多种食肉动物地理分布范围及种群数量大幅度缩减.如何有效保护大型食肉动物物种多样性及种群已经成为世界关注的焦点问题和保护生物学的重要研究方向.川西高原地处我国西南山地与青藏高原东缘交界地带,属于世界生物多样性热点地区,是世界大型食肉动物物种最丰富的地区之一,而日益增强的人类活动可能会加剧对当地动植物资源的破坏,进而威胁野生食肉动物的生存.获得准确的物种多样性信息及食肉动物食性数据有助于深入了解该地区生态系统结构及食物网关系,对研究物种共存机制及生物多样性保护有重要意义.本研究通过从四川甘孜藏族自治州新龙县和石渠县野外采集的食肉动物粪便样品中提取DNA,利用DNA条形码进行物种鉴定,快速获得该地区食肉动物物种构成信息.38份粪便样品经鉴定来自于7种食肉动物,分别为5种大型食肉动物(狼Canis lupus、棕熊Ursus arctos、豹Panthera pardus、雪豹P.unica、狗Canis lupus familiaris)和2种中小型食肉动物(豹猫Prionailurus bengalensis、赤狐Vulpes vulpes).进一步利用高通量测序和宏条形码技术对7种食肉动物粪便中的食物DNA进行精准食性分析,得到包含19种哺乳类、8种鸟类和1种鱼类共计28个不同的食物分子可操作分类单元(molecular operational taxonomic unit,MOTU).结果 显示,狼、狗、棕熊最主要的食物来源为偶蹄目动物,其中取食频率最高的物种为家牦牛(Bos grunniens);而豹猫和赤狐食物中小型哺乳动物如啮齿目和兔形目占重要比例,其中高原松田鼠(Neodon irene)和高原鼠兔(Ochotona curzoniae)被取食频率最高.豹和雪豹的食物分别为偶蹄目的中华斑羚(Naemorhedus griseus)和岩羊(Pseudois nayaur).本研究显示了粪便DNA及宏条形码技术在食肉动物多样性快速调查及高通量精确食性分析中的应用前景,并为此类研究提供了技术路线的有力借鉴.

目的:探讨藏医药治疗“痞瘤”相关方剂的配伍规律,为临床诊治和药物筛选提供理论依据.方法:在藏医经典巨著《四部医典》秘诀部和后续部中搜集整理治疗“痞瘤”的方剂,使用Cran R统计软件,通过频数统计和关联规则,挖掘出使用频率最高的药物及关联规则.结果:在《四部医典》中,共整理出247首治疗“痞瘤”的方剂,其中荜茇、生姜、胡椒等热性药物的用药频率最高;并且当支持度＞0.1,置信度＞0.5时发现诃子=＞荜茇,光明盐=＞荜茇等645条关联规则,挖掘出玄明粉,野牦牛肉,盐,沙棘;玄明粉,盐,荜茇,沙棘;玄明粉,盐,荜茇;玄明粉,盐,沙棘;玄明粉,野牦牛肉,盐等频繁项集.结论:《四部医典》治疗“痞瘤”的方剂主要以辛、酸、咸等热性药物和甘味药物配伍,说明在治疗“痞瘤”时增强“胃火”和调理滋补并重,以“治本”为主施治.

三江源国家公园是我国第一个国家公园体制试点,要求实行最严格的生态保护,同时要处理好当地牧民生计与资源环境承载能力的关系,形成人与自然和谐发展新模式.本文就该国家公园所在地区区域尺度上生物多样保护最小面积与民生需求最大面积相协调的自然比例进行了探索,寻求可持续管理的途径与模式.通过国家公园区域内家畜(家牦牛Bos grunniens和藏系绵羊Ovis aries)和主要野生有蹄类草食动物(藏羚Pantholops hodgsonii、藏原羚Procapra picticaudata、野牦牛B.mutus和西藏野驴Equus kiang)的营养生态位体积和重叠,现有家畜和主要野生有蹄类草食动物的数量(分别为116.70×104羊单位和31.40 × 104羊单位),保障当地牧民(6.43×104人)基本生活需求的家畜存栏量(123.07×104羊单位)等核算出该国家公园需要保护的自然区域面积最低比例,即自然比例(Nature Proportion,N％),其理论值、现实值和预期值分别为90％、30％和74％.通过区域资源空间配置优化,将外围支撑区发展草产业生产的饲草资源用于“返青期休牧”模式和“暖牧冷饲两段式养殖”模式(可供饲养190 d所需饲草,即增加保护草地4.47×104 km2),或用于满足当地牧民基本生活需求的家畜(可饲养60.25×104羊单位,即增加保护草地1.55×104 km2)等优化了该国家公园N％的现实值和预期值,分别为67％和87％.不同的核算条件、方法和目的得到的N％存在较大差异.多重目标下三江源国家公园N％的核算,应考虑:生物多样性保护优先区域识别、生态安全屏障重点区域识别、应对未来气候变化影响保护区域识别及重要性区分、重要生态系统服务(如水资源)受益区域识别、当地牧民群众发展适宜区域识别及优先性区分、生态系统服务评估和生态系统服务商品供给量核算.合理核算三江源国家公园所在区域的N％,从而实现社会—生态系统可持续管理.