2012校科研课题申请范文 孙麟风

吉首大学校级科研课题申请表（学生用表）课题类别：eq\o\ac(□,√)本科生专项□研究生专项课题名称：限制食粪行为对东方田鼠食物消化和生长发育的影响课题负责人：孙麟风学院专业名称:生物资源与环境科学学院生物科学师范所在单位：吉首大学（盖章）申请日期：2012年5月22日吉首大学科技处制二○一二年四月课题负责人姓名孙麟风性别女出生年月1992年6月学号20104071011所在院系生物资源与环境科学学院专业生物科学（师范）课题类别eq\o\ac(□,√)本科生专项□研究生专项大类哲学社会科学□完成时间2013.7成果形式论文自科、医学农学eq\o\ac(□,√)指导教师签字李俊年课题组主要成员情况及签名姓名年龄专业所在单位项目分工签名孙麟风20生物科学(师范)吉首大学实验策划孙麟风柳旺22生物科学(师范)吉首大学购买材料柳旺黄萌22生物科学(师范)吉首大学方案实施黄萌骆其华20生物科学(师范)吉首大学方案实施骆其华罗雪辉20生物科学(师范)吉首大学方案实施罗雪辉一、本课题研究概况及趋势，研究意义、基本内容、重点、难点）（约3000字）1.1概况及趋势东方田鼠（Microtusfortiscalamorum）是分布在低纬度地区的田鼠类动物之一，为洞庭湖泊河汊区的优势种。该物种随洞庭湖水位的季节变化，周期性地选择栖息地，冬春枯水期（11-5月）在洲滩栖息，而在夏秋涨水期（6-10月）则迁居湖滨农田及岗地。食粪行为(Coprophagy)是指动物重新摄入所排出的含有大量养分和共生微生物的软粪，软粪与消化道内容物混合后在消化道中再次被消化和吸收，以达到动物充分利用食物中的营养物质的行为。目前，人们用两种方法研究了食粪行为对动物营养的意义。一是给动物喂缺乏必需营养的饲料，二是防止动物食粪（要么使用网状底部的金属笼子防止食粪，要么给动物的颈部装上坚固的项圈防止舔食肛门）但是，即是在营养充足的条件下，这些方法也常对动物造成不利的影响（动物的生长越来越缓慢，并出现营养缺乏的症状）。一些动物仅在其发育的某个阶段或在营养缺乏时期才具有食粪行为，如幼年的金色中仓鼠（Mesocricetusauratus）、褐家鼠（Rattusnorvegicus）等都有摄取母亲粪便的现象，而这些成年动物没有食粪行为，Osawa等人推测。年幼的考拉摄取母亲的粪便，是通过微生物给予它们免疫力，从而能够安全地食用桉树叶，Troyer认为这能有助于幼体消化道内微生物种群的建立，并可提供额外的营养。这表明，食粪行为对不同年龄段动物的营养需求和生长发育的作用会有一定差异，某些作用对于个体的发育生长有可能是至关重要的。大量研究表明，实验条件下饲喂缺乏维生素的饲料会对老鼠造成负面影响，而食粪行为可以改善这种负面影响。给老鼠饲喂缺乏生物素、核黄素、维生素B6、泛酸、维生素B12、叶酸或者维生素K的饲料，若允许其食粪则不会出现相应物质的缺乏症，若防止食粪则出现相应的缺乏症。关于大鼠和家兔的研究表明，允许食粪的动物，其N平衡和营养成分的保留情况比防止食粪的动物要乐观。当食物缺乏蛋白质时，食粪行为对N平衡的积极影响更明显，纤维素是草食动物摄入的主要成分，但目前还研究都没有涉及食粪行为对纤维素同化效率的影响。关于后肠发酵动物的食粪的研究，涉及的动物主要为大鼠、豚鼠、家兔、金色中仓鼠，这些都是杂食性动物或经人工驯化的草食性动物，而以正意义上的野生草食性哺乳动物为材料的研究存在空白，迄今有关限制食粪对后肠发酵动物主要集中于对其食物蛋白质的消化和利用，仅Cree等就限制食粪对大白鼠食物纤维素消化率的影响做过报道，他们发现限制食粪对大白鼠的中性洗涤纤维消化率无显著的影响，但大白鼠为杂食性动物。其次，刚断乳植食性小哺乳动物其后肠发酵机制是否完善，以及食粪在其食物消化和吸收的作用目前尚未见报道。本文以不同年龄段东方田鼠为材料，研究食粪行为对野生草食性哺乳动物在不同生长发育阶段的营养贡献和对纤维素消化率的影响，为这方面的研究填补空白。验证如下假设：（1）食粪行为不仅会影响东方田鼠的蛋白质消化率，同时也会影响它的中性洗涤纤维消化率。（2）相较于成年田鼠，食粪行为对刚断乳的东方田鼠的影响更大。1.2研究意义植物的大部分结构和营养贮存部位都含有大量的纤维素和半纤维素，而多数食草动物都不能依靠自身的消化酶完全消化纤维食物，只能通过与某些微生物(细菌、真菌等)共生，使得这些化合物在消化道中发酵，动物才能利用。根据食草动物发酵部位的不同，动物对食物的消化方式一般分为前肠发酵和后肠发酵。这些动物分别称为前肠发酵动物和后肠发酵动物。大型后肠发酵动物(体重>25千克)的消化道容量较大，并且食物在消化道中的滞留时间较长，所以微生物有充足的时间发酵。而小型食草动物消化道短且容量小，因此食物在消化道中的滞留时间很短，尤其是食物质量很低时，平均滞留时间更短。所谓平均滞留时间（meanretentiontime，MRT）是指消化道内容物在消化道某一器官中混合、消化、发酵和吸收所需的时间。而在小型食草动中，发酵所需时间几乎总是比食物的平均滞留时间长，为了解决发酵时间和食物的平均滞留时间之间的矛盾，小型食草动物通常从解剖结构和生理适应性方面形成一种机制，即结肠分离机制(colonicseparationmechanism)。所谓结肠分离机制，是指由于结肠腔内褶皱的肌肉收缩运动，消化道内容物在前结肠中发生分离，小颗粒（包括细菌）和水溶性物质通过逆蠕动流回盲肠，而粗糙的大颗粒向后结肠方向移动排出体外，从而使得食物的平均滞留时间延长，使得食物有足够的时间进行发酵。结肠分离机制的最终结果是产生两种粪便：（1）含有大量水分、共生微生物、氨基酸以及维生素等营养物质而只含有少量纤维素的软粪。（2）含有大量纤维素而水分、共生微生物及其他营养物质贫乏的硬粪。另外，由于食物迅速通过消化道且大肠（包括盲肠、结肠和直肠），而大肠是对水分和无机盐吸收的重要场所。因此食物在此滞留的时间过短使得大量营养物质如细菌和小颗粒等随粪便排出而丢失。所以许多小型后肠发酵发酵动物通常重新摄入所排出的含有大量养分和共生微生物的软粪（即食粪行为）。使得软粪与消化道内容物混合后在消化道中再次消化和吸收，以充分利用食物中的营养物质。小型草食性哺乳动物排泄的软粪中含有丰富的营养，个体可以通过食粪对这些未被利用的营养物质进行再次的消化吸收。小型食草动物利用结肠分离机制及其食粪行为，使得消化效率变高以满足它们较高的代谢需求，所以探讨啮齿动物食粪行为对揭示小型食草动物觅食对策和消化对策具有重要的理论意义。1.3基本内容A探究限制食粪对东方田鼠食物养分消化率的影响。B探究限制食粪对东方田鼠幼体生长发育的影响。1.4重点揭示食粪行为在植食性啮齿动物食物消化和利用的重要意义1.5难点有效地限制东方田鼠的食粪行为，同时不影响其正常的行为和生理代谢活动，本课题小组经过6个月的摸索，已成功制作了限制东方田鼠的食粪行为，田鼠可自由活动。二、课题的研究思路和方法，研究工作方案和进度计划，成果形式。（1500字）2.1研究思路和方法鉴于很多小型食草动物都必须通过食粪才能正常生长发育，而东方田鼠属于小型食草动物，通过限制食粪行为对东方田鼠幼体生长发育的研究，揭示小型食草动物的营养利用机制。2.2研究工作方案2.2.1实验材料（1）实验东方田鼠实验动物初始种群于2006年11月活捕自湖南省沅江县茶盘洲镇洞庭湖区，在吉首大学生态研究所进行繁育，实验个体饲养于不锈钢网罩聚丙烯透明饲养笼（464mm×314mm×200mm)，笼内铺垫草屑。饲料主要成分为粗蛋白≥18％、粗脂肪≥4.1％、粗纤维10％～15％、灰分≤9％、钙0.9％～1.2％、磷0.4％～0.7％，每日添加一定数量的胡萝卜幼体在20d断乳，室温控制在（20±1)℃，光照周期为14L∶10D。（2）实验仪器与设备A、防止食粪的项圈：项圈由橡胶塑料制成。给老鼠佩戴项圈的目的是防止老鼠甜食肛门，摄入刚排除的粪便。各组项圈的规格如表1所示。表一：田鼠大小项圈参数25天一年或一年以上外径（cm）3.5±0.36±0.3内径（cm）1.5±0.22±0.2B、预防食粪的代谢笼:代谢笼由铝片制成的笼身和铁丝网制成的底构成，网状底的疏密程度应刚好使粪便从笼子漏出，以达到防止田鼠食粪的目的。金属笼下接一个铝制漏斗，用三脚架固定。漏斗中放置一层更密的金属网，接住漏下的食物和粪便，同时使得尿液能通过漏斗流向装于漏斗下方的尿液收集瓶。C、允许食粪的代谢笼：代谢笼由铝片制成的笼身和铁丝网制成的底构成，代谢笼下接一个铝制漏斗，用三脚架固定。底部采用较密懂得铁丝网，使得粪便不会从笼子底部掉出，同时使得尿液能通过漏斗流向装于漏斗下方的尿液收集瓶。D、其它实验仪器和设备电子分析天平JB5374－91奥豪斯国际贸易（上海）有限公司；电冰箱BCD－248伊莱克斯股份有限公司；10ml±0.2ml量筒；滤纸；纱布；毛笔；镊子；自封袋；（3）试验食物试验食物为兔生长与繁殖的全价颗粒饲料（北京科澳饲料公司），其主要成分为，粗蛋白18％、粗脂肪4.1％、粗纤维10％－15％、钙0.9％－1.2％、磷0.4％－0.7％、赖氨酸0.6％、胡萝卜等。2.2.2实验方法（1）限制食粪对不同年龄东方田鼠幼体生长发育的影响选取身体健壮，毛色光亮及体重相近，年龄一年或一年的雄性东方田鼠12只，随机分为限制食粪组（佩戴限制食粪项圈）和对照组，每组6只。实验个体单独在供给充足饮水和生长繁殖用兔颗粒饲料。饲养于不锈钢网罩聚丙烯透明饲养笼（30×20×20cm）,笼内铺垫草屑，每天测定实验个体体重（±0.1），持续20天。（2）限制食粪对干物质消化率、粗蛋白消化率和粗纤维消化率的影响选取身体健壮、毛色光亮及体重相近，在25天刚断乳的雄性东方田鼠12只，随机分为限制食粪组和对照组，每组6只；将实验个体分别置入代谢笼，除了限制食粪或者允许食粪以外，其他处理方法及饲养条件相同。实验第1天到第5天为预试期，第6天正式开始消化实验实验。测定实验个体每天的体重、采食量以及第6天到第8天排泄的硬粪量、软粪量。收集的硬粪、软粪和剩余食物置于80℃恒温烘箱中进行绝对烘干（±0.1克），置于冰箱冷藏保存。食物消化率的计算公式如下：.干物质消化率=（食物投放量*干物质含量-粪便干重）/食物投放量；.粗蛋白消化率=（食物含氮量-粪便含氮量）/食物的含氮量；.粗纤维消化率以中性洗涤纤维消化率为指标，其中，中性洗涤纤维消化率=（食物中性洗涤纤维含量-粪便中性洗涤纤维含量）/食物中性洗涤纤维含量。（3）样品测定：样品粗蛋白含量的测量采用中华人民共和国国家标准GB／T6432－1944，样品中性洗涤纤维含量的测量采用中华人民共和国国家标准GB／T20806－2006。测定工作由中国农业科学研究院饲料研究所牛羊肉研究室完成。（4）统计分析：实验结果采用SPSS11.5统计处理软件进行数据方差分析，文中数值以平均数±SD表示，P<0.05为差异性显著水平，P<0.01为差异性极显著水平。2.3进度计划2012.6－2012.8文献及相关资料的查阅和收集；2012.9－2012.11测定限制食粪行为对不同年龄东方田鼠食物消化的影响2012.12－2013.2测定限制食粪行为对不同年龄东方田鼠生长发育的影响2013.3－2013.4数据分析；2013.5－2013.7撰写论文。预期研究成果验证了限制食粪行为对不同年龄东方田鼠食物消化和生长发育的影响的假设，揭示了食粪行为对东方田鼠食物营养与生长发育的重要性。