肺表面活性物质有助于维持肺泡结构,促进呼吸作用和对氧的吸收及利用,磷脂酰胆碱为肺表面活性物质磷脂主要成分.为进一步研究高原动物对低氧环境的适应机制,本文以青藏高原特有物种高原鼢鼠(Eospalax baileyi)和高原鼠兔(Ochotona curzoniae)为研究对象,应用生物信息学方法对编码磷脂酰胆碱合成途径中关键酶胆碱激酶基因Chok-α和Chok-β、磷酸胆碱胞苷转移酶基因Pcyt-α和Pcyt-β以及胆碱磷酸转移酶基因Cpt的序列进行进化分析,并以SD大鼠(Rattus norvegicus)为对照,测定了这些基因在肺组织中的mRNA表达水平.生物信息学结果表明,Chok-α、Chok-β、Pcyt-α、Pcyt-β和Cpt基因序列高原鼢鼠与以色列鼹鼠(Nannospalax galili)的同源性最高,高原鼠兔与北美鼠兔(O.princeps)的同源性最高,均高达90％以上;高原鼢鼠Cpt与以色列鼹鼠,高原鼠兔Chok-β、Pcyt-β和Cpt与北美鼠兔有平行进化位点.选择压力分析表明,高原鼢鼠Chok-α亚基第4位的赖氨酸、第5位点的苯丙氨酸和第10位的谷氨酸,高原鼠兔Chok-β亚基第4位蛋氨酸,高原鼢鼠Cpt第163位谷氨酸,这些位点均存在显著差异(P＜0.05);SIFT评估结果发现,高原鼠兔的Chok-β亚基中第212位氨基酸变异位点和Pcyt-β亚基第18位氨基酸变异位点对其功能有显著影响(P＜0.05).mRNA表达水平分析结果表明,高原鼢鼠Chok-α和Chok-βmRNA表达水平均显著高于高原鼠兔与SD大鼠(P＜0.01),高原鼠兔Chok-β mRNA表达水平显著高于SD大鼠(P＜0.05);SD大鼠Pcyt-α、Pcyt-β和Cpt mRNA表达水平显著高于高原鼠兔和高原鼢鼠(P＜0.01),而高原鼠兔与高原鼢鼠间无差异(P＞0.05).以上结果表明,与SD大鼠相比,高原鼢鼠和高原鼠兔磷脂酰胆碱合成途径中关键酶氨基酸变异和基因表达水平的差异以及两种高原动物的生理适应,更利于它们在高寒低氧的独特环境中获取氧并利用氧,从而促进呼吸作用,以加强能量代谢并适应低氧环境.

为明晰高原鼢鼠(Eospalax baileyi)干扰对高寒草甸植物功能性状及功能多样性的影响,本研究选取青藏高原东缘高原鼢鼠栖息地,以鼠丘斑块空间格局指数代表其干扰强度,划分为轻度、中度、重度和极重度干扰4个水平,设置无鼠丘草地为对照,调查了植被群落物种多度、常见植物功能性状和土壤理化性质.利用单因素方差分析不同干扰强度下植物功能性状和功能多样性的差异,采用全子集回归和冗余分析方法分析环境因子对植物功能性状及功能多样性的影响.结果表明:(1)相比对照,所有高原鼢鼠干扰区植物叶绿素相对含量、叶片碳含量群落加权平均值显著增加(P＜0.05),而植物株高、比叶面积和叶片氮含量显著下降(P＜0.05);(2)高原鼢鼠干扰下植物功能丰富度显著增加(P＜0.05),而功能分异和RaoQ指数相比对照显著下降(P＜0.05);(3)不同干扰强度区之间,植物功能性状和功能多样性变化较小;(4)冗余分析和全子集回归分析表明,土壤水分和温度是影响高寒草甸植物功能多样性的主要环境因子,土壤环境因子对功能性状和功能多样性解释贡献分别达到41.6％和27.3％.本研究结果表明,高原鼢鼠干扰改变了土壤环境因子(温度和水分),进而影响到植物功能性状和功能多样性.

为了探究暴露低压低氧不同时间以及移植高原鼠兔、高原鼢鼠肠道菌群后暴露低压低氧环境是否会影响SD大鼠海马组织β淀粉样蛋白(beta-amyloid protein,Aβ)、tau及脑源性神经营养因子(brain-derived neu-rotrophic factor,BDNF)的表达水平,首先将SD大鼠随机分为常氧组、低压低氧组和低压低氧处理组,低压低氧组根据暴露低压低氧时间又分为第1、3、7、15、28天组,低压低氧处理组则根据处理因素分为低压低氧对照组、低压低氧+抗生素处理组、低压低氧+抗生素+鼢鼠菌处理组、低压低氧+抗生素+鼠兔菌处理组、低压低氧+抗生素+SD大鼠菌处理组(10只/组),共11组;然后采用尼氏染色观察常氧组和低压低氧组海马组织神经细胞的形态变化,采用Western-blot检测各组Aβ、tau及BDNF蛋白表达水平.结果显示,与常氧组相比,低压低氧组从第3天开始海马组织CA1区的神经细胞排列疏松紊乱,细胞核固缩明显,并具有时间依赖性;Aβ、tau蛋白水平分别从低压低氧暴露第7天、3天开始显著升高,并随低压低氧暴露时间的延长进一步升高,其中以tau蛋白升高尤为明显;BDNF蛋白在低压低氧暴露初期显著升高,而后随低压低氧暴露时间的延长逐渐降低,与Aβ和tau蛋白水平呈现显著的负相关.此外,与抗生素处理组相比,在低压低氧环境下,移植高原鼠兔肠道菌群的大鼠海马组织中Aβ、tau蛋白的表达显著下降,BDNF的表达明显升高.实验结果初步表明,低压低氧可上调大鼠海马组织Aβ、tau蛋白表达,下调BDNF蛋白表达;肠道菌群移植可上调低压低氧环境下大鼠海马组织BDNF蛋白的表达,同时影响Aβ、tau蛋白的表达,其中高原鼠兔肠道菌群移植大鼠海马组织中的Aβ、tau蛋白水平被下调,高原鼢鼠肠道菌群移植大鼠海马组织中的tau蛋白水平被上调,Aβ蛋白水平被下调.

高原鼢鼠和高原鼠兔是青藏高原特有动物,低氧寒冷的环境影响其生理活动.胆汁酸是一种具有两亲特性的固醇类衍生物,不仅有利于脂溶性营养成分和维生素吸收,而且作为信号激素参与组织器官的糖脂代谢和能量代谢,具有调节功能,与动物适应环境有关.本文应用靶向代谢组学和荧光PCR定量方法,以Sprague-Dawley(SD)大鼠为对照,比较分析了 SD大鼠、高原鼢鼠(Myospalax baileyi)和高原鼠兔(Ochotona curzoniae)血清中胆汁酸的组成和含量以及肝脏中初级胆汁酸合成关键酶基因的表达水平.结果表明,高原鼢鼠和高原鼠兔血清总胆汁酸含量均显著低于SD大鼠;随海拔升高,两种高原动物血清胆汁酸含量均显著下降,高原鼢鼠显著低于高原鼠兔,肝脏中初级胆汁酸合成关键酶基因CYP7A1、CYP8B1、CYP27A1和CYP7B1表达水平均显著下降;SD大鼠初级胆汁酸主要通过经典途径合成,而高原鼢鼠和高原鼠兔初级胆汁酸主要通过替代途径合成,提示高海拔环境抑制胆汁酸合成,低氧可能是主要的抑制因子.两种高原动物血清胆汁酸以非12-羟基胆汁酸和非结合型次级胆汁酸为主,结合型胆汁酸以甘氨酸结合型为主.特别是在高原鼢鼠血清中,石胆酸(lithocholic ac-id,LCA)类胆汁酸含量显著高于高原鼠兔和 SD 大鼠,这可能与其适应高耗能的地下挖掘生活有关.总之,高原鼢鼠和高原鼠兔初级胆汁酸合成受低氧抑制且以替代途径为主,这可能是它们长期适应高原环境的结果.

目的 探究粪菌移植对低海拔动物的高原适应性的影响.方法 将30只雄性SD大鼠随机分为3组,每组10只,即模拟高原环境组(H组)、模拟高原环境+抗生素预处理组(HA组)及模拟高原环境+抗生素预处理+高原鼢鼠粪菌组(HAM组).粪菌移植结束,持续饲养3周后,将所有组大鼠转移至模拟海拔6 000 m环境低压氧舱饲养30 d.测定粪菌移植对SD大鼠体质量、血常规指标及肠道菌群的影响.结果 HAM组、HA组和H组3组大鼠间平均日采食量比较差异无统计学意义(F=2.928,P＞0.05),H组大鼠平均日增重显著低于HA组、HAM组(F=3.951,P＜0.05);HA组大鼠中性粒细胞数量较H组、HAM组分别上升7.85％和51.27％,HA组大鼠单核细胞数、单核细胞百分比显著高于H组、HAM组(F=5.131、4.325,均P＜0.05);HAM组、HA组和H组大鼠肠道菌群的优势菌门以拟杆菌门(Bacteroidetes)、厚壁菌门(Firmicutes)为主.HAM组大鼠肠道菌群的毛螺菌科(Lachnospiraceae)的相对丰度显著高于HA组、H 组(F=8.545,P＜0.01),毛螺菌科 NK4A136 属(Lachnospiraceae_NK4A136_group)的相对丰度显著高于HA组、H组(F=3.926,P＜0.05).LEfSe分析显示,HAM组大鼠肠道菌群中对群落结构影响较大的物种有乳螺目(Lachnospirales)、毛螺菌科.结论 通过粪菌移植能够提高进入高原环境的低海拔动物的高原适应性.

运用单因素方差分析、主成分分析、判别分析和聚类分析,对高原鼢鼠(Eospalax baileyi)4个地区(临潭、天祝、玛曲和碌曲)8个地理群体的头骨形态特征进行综合分析,比较13个特征变量的地理分异,挖掘形态特征的主要变量,并探讨其形态变异与环境的关系.结果发现,群体间13个特征变量均存在显著差异,主成分分析表明13个头骨特征变量可用3个主成分来表述,其累计贡献率达96.981％.颅全长、上齿列长及齿隙长是高原鼢鼠头骨发生分化的主要变量.天祝种群与碌曲种群,及玛曲种群与临潭种群都有重叠,其中碌曲的两个种群相似性最高,玛曲种群和临潭种群与其他种群几乎无重叠,显示完全分化,聚类分析结果与判别分析结果一致.头骨形态与地理因子的相关性分析发现头骨形态大小与海拔成显著的正相关关系.综合分析认为地理隔离、栖息地海拔因子影响下的生态条件等是高原鼢鼠头骨分化的主要因素.

高原鼢鼠推土造丘行为对高寒草地生态系统的生产和生态功能有重要影响,研究高原鼢鼠土丘空间分布格局及其与环境因子的关系,可以揭示高原鼢鼠栖息地利用和选择规律,为合理控制鼠害及保护草地生物多样性提供科学依据.于2014年8月在祁连山东段选取面积为140m×100m的高原鼢鼠栖息地,消除景观尺度取样带来的气候、地形和土壤的异质性,利用地统计学方法,分析高原鼢鼠土丘的空间分布格局、并揭示其与环境因子中土壤容重、土壤水分、植物地上、地下生物量、根系营养物质含量(可溶性糖、粗蛋白、粗脂肪)以及各功能群丰富度(禾本科、莎草科、杂类草)的空间关系.半方差函数及普通克里格插值表明,高原鼢鼠土丘存在中等程度的空间变异且呈现聚集分布,各环境因子均存在不同程度的空间异质性.交方差函数分析表明,高原鼢鼠分布虽与各环境因子在多种尺度下表现出复杂的空间关联性(正的或负的),但mantel检验发现土壤容重、莎草科丰富度与高原鼢鼠土丘分布呈现显著的负空间关联性,杂类草丰富度和根系粗脂肪含量与高原鼢鼠土丘分布存在显著正空间关联性.综上所述,高原鼢鼠主要栖息利用在土壤疏松、莎草科丰富度较低、杂类草较多和根系粗脂肪含量较高的地方.

高原鼢鼠复杂的洞道系统对高寒草甸土壤的理化性质有着重要影响.本研究采集高原鼢鼠活动洞道土壤样本,并以无鼢鼠扰动的同深度土层土壤作为对照.对比分析了两个处理土壤微生物(细菌、真菌、放线菌)、土壤酶(脲酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶)活性以及土壤全氮、有机质、速效磷含量的差异.结果表明:高原鼢鼠洞道土壤速效磷和全氮的含量均高于对照,其中春季和秋季的速效磷达到显著水平(P＜0.05);秋季无鼢鼠扰动的土壤有机质和真菌的含量显著高于洞道土壤(P＜0.05);3种酶活性各处理间无显著差异(P＞0.05);对照区春季土壤的细菌和秋季真菌的含量显著高于洞道土壤(P＜0.05);洞道土壤和对照区土壤的细菌、放线菌、速效磷、全氮和有机质的含量均在夏季达到最大值,各种指标其它月份差异不显著(P＞0.05).基于以上结果,本研究发现高原鼢鼠活动洞道土壤微生物和土壤酶与对照区土壤无显著差异(P＞0.05).

建立高原鼢鼠(Eospalax baileyi)种群年龄鉴定划分标准,可为对其的监测及防控提供科学依据.研究于2015年5月、10月分别在甘南草原碌曲县采用夹捕法捕捉高原鼢鼠469只(雄鼠209只,雌鼠260只),在对样本进行逐个解剖和数据记录之后,参考其体重、体长、胴体重及毛色等,对高原鼢鼠的年龄划分标准进行研究.依据胴体重将高原鼢鼠分为6组:亚成年组(雄＜144g,雌＜106 g),成年Ⅰ组(雄144～210g,雌106～ 148g)、成年Ⅱ组(雄211～ 276g,雌149～ 190g)、成年Ⅲ组(雄277～342g,雌191～232g)、成年Ⅳ组(雄343～408g,雌233～274g)和老年组(雄＞409g,雌＞275g).年龄结构表显示,不同的季节和不同地理区域高原鼢鼠的种群年龄结构类型均为增长型.

为探讨甘肃鼢鼠(Myospalax cansus)哈氏腺的结构特征及其在低氧应激下的抗氧化能力,用组织解剖学方法观察甘肃鼢鼠哈氏腺整体及其显微结构,分光光度计测定哈氏腺低氧应激前、后超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽还原酶(GR)活性及丙二醛(MDA)含量.结果显示,甘肃鼢鼠哈氏腺肥大,包围在眼周,位于颧骨下的颞窝,为管泡状腺体,由柱状细胞构成,依胞质中分泌物含量分为厚细胞和薄细胞.常氧下,甘肃鼢鼠超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性显著高于SD大鼠(Rattus norvegicus),但谷胱甘肽还原酶活性显著低于SD大鼠;在低氧应激4h后,甘肃鼢鼠超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性迅速升高,显著高于SD大鼠,谷胱甘肽还原酶的活性在低氧2、4和6h无显著性变化,但均显著低于SD大鼠;在低氧8h后,甘肃鼢鼠谷胱甘肽还原酶的活性较低氧2～6 h显著升高.甘肃鼢鼠丙二醛含量在常氧和低氧应激中均显著低于SD大鼠.结果说明,甘肃鼢鼠在低氧应激后,哈氏腺通过提高抗氧化酶超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性,清除低氧诱导产生的多余自由基,谷胱甘肽还原酶在抗氧化中不起主要作用.地下鼠甘肃鼢鼠抗氧化模式与地面鼠明显不同.