高温和食物限制对大绒鼠能量代谢的影响

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 高温和食物限制对大绒鼠能量代谢 的影响 摘要：指出了小型哺乳动物在食 物缺乏的条件下往往会调节其能量代谢 来适应这一环境条件。除了食物资源的 影响以外，温度也会影响动物的能量摄 入和消耗。榱瞬 明高温和食物限制 对大绒鼠能量代谢的影响，对大绒鼠的 体重、食物摄入量、能量消耗和一些其 它生理指标进行了测定。结果表明：高 温对于大绒鼠的体重没有影响，但降低 了大绒鼠食物摄入量、静止代谢率和非 颤抖性产热；褐色脂肪组织中的线粒体 蛋白和解偶联蛋白 1 含量高温组显著低 于常温组；限食对大绒鼠的体重影响显 著，但是对代谢率、线粒体蛋白和解偶 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 联蛋白 1 含量没有影响。以上结果说明 大绒鼠在高温条件下降低代谢率和产热 可以增加其在食物限制的情况下的生存 能力，暗示着在食物利用变化的情况下 高温可能对于大绒鼠的体重调节起着非 常重要的作用。 中国论文网 /7/view-12928138.htm 关键词：大绒鼠；高温；食物限 制；体重调节 中图分类号：Q95 文献标识码：A 文章编号： 16749944（2017）8001204 1 引言 小型哺乳动物在野外环境下往往 会经历食物匮乏的时期1。对于啮齿动 物而言，在食物短缺的条件下会采取不 同的应对策略，如休眠、储存食物或者 是增加食物的利用效率2。研究表明不 同的啮齿类动物对于食物缺乏的应对策 略是不一样的3，4 。如金黄刺毛鼠 （Acomys russatus）会增加食物的利用 效率，而没有储藏食物，但是狐尾小沙 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 鼠（Gerbillus dasyurus）则主要通过储 存食物来应对食物短缺2。 大绒鼠（Eothenomys miletus）为 横断山区固有种，中国特有种，主要分 布于横断山及其附近地区。大绒鼠在冬 季不会休眠，且其基础代谢率高于体重 预期值5，这就暗示着在食物缺乏的条 件下，食物对于大绒鼠更为重要，因为 要维持其高的基础代谢率，必需要有食 物摄入，同时也说明大绒鼠对于的食物 的敏感性可能与其高的基础代谢率有关。 之前研究表明在常温条件下食物限制可 以影响大绒鼠的体重和能量代谢6。此 外，横断山区日温差较大，年温差较小， 栖息于横断山区的大绒鼠每天都要面临 高温和低温的胁迫，研究也表明低温和 限食会影响大绒鼠的体重调节7，说明 温度也是影响大绒鼠能量代谢的重要因 素之一。 很多研究表明温度会影响动物的 产热特征，表现为低温会增加动物的基 础代谢率和非颤抖性产热812。相反 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 的，动物在高温条件下会降低代谢率 13。在高温条件下，动物除了降低代 谢率，还会降低食物摄入量14。可以 推测是在食物限制的条件下，环境温度 对于动物的能量代谢会产生影响。为了 研究高温和限食是否会对大绒鼠的能量 代谢产生影响，本研究测定了其体重、 食物摄入量、静止代谢率、非颤抖性产 热和其它产热指标。最终阐明温度和限 食是怎么影响大绒鼠的生存的，为其生 理生态学研究提供一些基础材料。 2 材料与方法 2.1 动物来源 实验所采用大绒鼠为人工饲养种 群，置于透明塑料鼠盒内（260 mm160 mm150 mm）饲养，环境温度 为 25，无巢材，每盒 1 只；每日喂以 浸泡过的玉米，用塑料瓶供水。 2.2 动物处理 挑选 34 月大的成年雄性大绒 鼠（n=40） ，随机分为 4 组：常温自由 取食组（25-ad） ，驯化环境为 25 1 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 ，光照为 12L12D 的环境，自由取 食，驯化 42 d；高温自由取食组（30 -ad） ，驯化环境为 30 1 ，光照为 12L12D 的环境，自由取食，驯化 42 d；常温限食组（25-FR） ，驯化环境 为 25 1 ，光照为 12L12D 的环境 下驯化 28 d，2942 d 食物摄入量为原 始的 80%；高温限食组（30-FR） ，驯 化环境为 30 1 ，光照为 12L12D 的环境下驯化 28 d，2942 d 食物摄入 量为其自由取食量的 80%。 2.3 代谢率的测定 在第 42 d 室内进行静止代谢率的 测定，实验前大绒鼠在呼吸室内静置 30 min 左右，进入呼吸室后适应 30 min， 用澳大利亚生产开放式呼吸仪（AD Instruments，ML870）在热中性区测定 动物的静止代谢率，温度用上海博迅医 疗设备厂生产的 SPX-300 型人工气候箱 控制。呼吸室为 500 mL，进入呼吸室 的气体流量为 200 mL/min，实验温度控 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 制在（250.5），实验进行 1.5 h，前 0.5 h 使动物适应呼吸室环境，之后记录 1 h，每隔 1 min 记录 1 次，选取 10 个 连续稳定的最低值来计算基础代谢率5。 在 RMR 测定后，皮下注射去甲肾上腺 素（NE ） 测定动物在 25下的最大非 颤抖性产热（NST） 。NE 注射剂量经预 备实验确定为 0.8 mg/kg BW，将注射 NE 后 30 min 内出现的最大耗氧量视为 动物的 NST15。 2.4 摄食量的测定 从第 1 d 开始至第 28 d 结束，每 3 d 测定四组大绒鼠的摄食量和体重， 定时定量给动物喂食（实验前一天的 11： 0013： 00，食物 9.510.5 g） ， 次日小心收集剩余食物（每次收集时间 均在 11： 0013： 00 进行） 。收集的 食物在烘箱中干燥至恒重16。第 2942 d，每天测定大绒鼠的摄食量和 体重，其中常温和高温限制组的摄食量 为其自由取食量的 80%。 2.5 线粒体蛋白和 UCP1 含量的 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 测定 第 42 d，将动物处死，分离褐色 脂肪组织，进行线粒体蛋白和 UCP1 含 量的测定。蛋白质定量采用 Folin- Phenol 法，以牛血清白蛋白为标准，采 用紫外分光光度计测定线粒体蛋白含量 17。采用酶联免疫法测定 UCP1 含量， 具体方法详见 Zhao 等18。 2.6 统计分析 数据采用 SPSS13.0 软件包进行 处理。大绒鼠的体重和摄食量均采用双 因素方差分析（Two|way ANOVA） 。静 止代谢率、非颤抖性产热、线粒体蛋白 和 UCP1 含量的差异采用双因素方差分 析（Two|way ANOVA）或双因素协方 差分析（Two|way ACNOVA） ，以体重 作为协变量。结果均以平均值标准误 表示（MeanS.E.） ，P0.05；食物： F=0.33，P0.05） 。42 d 后高囟杂诖笕 奘筇逯赜跋觳钜觳幌灾（F=0.64， P0.05， 图 1） 。而食物限制对于大绒 鼠体重影响差异显著（F=4.16，P0.05； -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 食物：F=0.29，P0.05 ） 。42 d 后高温对 于大绒鼠食物摄入量影响差异极显著 （F=21.36， P0.01， 图 2） 。而食物 限制对于大绒鼠摄入量影响差异极显著 （F=36.25，P0.01 ， 图 2） 。 3.2 产热特征 高温对于大绒鼠静止代谢率和非 颤抖性产热影响差异显著（静止代谢率： F=3.96， P0.05， 图 3A；非颤抖性产 热：F=5.12， P0.05， 图 3B） ，但是 限食对于代谢率指标没有影响。高温对 于大绒鼠线粒体蛋白和 UCP1 含量影响 差异极显著（线粒体蛋白：F=10.38 P0.01， 图 3C；UCP1 含量： F=15.39，P0.01， 图 3D） ，但是限食 对于线粒体蛋白和 UCP1 含量没有影响。 4 讨论与结论 本研究结果表明食物限制对于大 绒鼠的体重影响显著，而结合温度比较， 高温可以缓解大绒鼠体重降低的程度。 高温限食组大绒鼠的体重较常温自由取 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 食组降低了 5.98%，而常温限食组大绒 鼠的体重较常温自由取食组降低了 8.21%。 没有出现大绒鼠死亡的现象，说明 80% 的限食对于大绒鼠的影响较小。同时本 实验室高温驯化，大绒鼠在该条件下的 不需要增加多的食物摄入来维持生存， 这也是其体重没有出现很大降低的原因 之一。不同的物种对食物限制的反应是 不一样的，如狐尾小沙鼠可以在 50%的 限食条件下存活超过两周，而金黄刺毛 鼠可以在 50%的限食条件下存活超过 40 d2。小白鼠可以在 80%的限食条件 下存活19，大白鼠可以在 10%40% 的限食条件下存活20， 21。以上结果 暗示着食物限食程度对于存活率的影响 存在着物种差异。 环境温度可以影响动物的生理特 征。先前的研究结果表明低温和限食对 于大绒鼠的生理特征影响显著，低温条 件下大绒鼠的死亡率显著增加7。本研 究的结果也表明高温同样影响大绒鼠的 产热特征，这些说明在限食条件下温度 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 是影响大绒鼠能量代谢的重要因素。 图 3 高温和限食对大绒鼠产热特 征的影响 低温可以影响大绒鼠增加死亡率， 而高温可以增加大绒鼠的存活率。静止 代谢率和非颤抖性产热作为动物的主要 能量消耗的方式，在低温的体温调节中 起着重要的作用18 。本研究结果表明 限食可以降低大绒鼠的产热，但是限食 对于产热特征影响不显著。即使是大绒 鼠在限食条件下降低代谢率，但是降低 的代谢率不足以弥补食物的不足，最终 导致限食组大绒鼠的体重降低。高温显 著降低大绒鼠的静止代谢率和非颤抖性 产热，这与很多的研究结果一致22。 对于两组限食组而言，由于高温降低了 大绒鼠的代谢率，因此在食物短缺的情 况下，高温组大绒鼠对食物的敏感性小 于常温组，导致 42 d 后