植物中多酚类化合物对高寒草甸生态系统小哺乳动物食物选择的影响及动物的适应对策

The feeding relationship between the animals and plants is one of the most important parts of diffuse coevolution theory. Many ecologist recognized that plants secondary compounds affected the feeding behaviors of animals, but there are a few studies involved in the usage and adaptation mechanism of animals to secondary compounds.Polyphenols is one kind of important secondary compounds in plants.The purpose of this project is to evaluate the effects of polyphenols on the feeding behaviors of two mammals inhabiting in alpine meadow ecosystem, plateau pikas (Ochtona curzoniae) and root voles (Mictotus oeconomus), and to explore the adaptation and usage strategy of these animals to polyphenols. So, it is planed to observer the food selection of two animals, the contents of polyphenols and activity of key synthesis enzyme of polyphenols in the food plants of two animals in different seasons, to assay the detoxification of polyphenols by CYP450 in liver microsomes of animals, and the decomposition and usage of polyphenols by bacteria in intestine by using gene chip technology and other advanced methods in ecology, ethology, physiology and pharmacology. The study result will be helpful to elucidate the coevolution mechanism of the animals and plants in alpine meadow ecosystem, be benefit to control the amounts of pest rodents and keep ecological balance of this system.

动植物之间取食与被取食的关系是弥散协同进化研究领域的热点之一，而次生化合物在动植物的取食关系中有重要的作用。然而，有关动物对次生化合物的利用对策和适应机制并无系统研究。多酚是一类重要的次生化合物，本研究拟通过野外研究和室内实验相结合，采用生态学、行为学、生理学、药理学及基因芯片等技术和方法，研究高原鼠兔和根田鼠对食物选择的季节性变化以及这些植物中多酚类次生化合物及其合成相关酶活性的季节性变化，探讨多酚类化合物对植食性小哺乳动物食物选择的影响；研究高原鼠兔和根田鼠肝脏微粒体氧化酶对次生化合物的解毒能力和解毒方式，以及它们对次生化合物的肠道分解、利用方式等途径，探讨动物对高含量多酚类食物的利用与适应机制，为揭示青藏高原高寒生态系统中物种的协同进化机制提供理论依据，也为有效控制鼠类的种类和数量、维持高寒草甸生态平衡提供资料。

本项目确定高原鼠兔和根田鼠对食物选择的季节性变化、测定不同季节各种植物内的多酚类的含量，分析食物选择与多酚类之间的相互关系，揭示多酚类次生化合物在两种动物食物选择中的作用；测定肝脏微粒体各种酶及肠道中微生物的种类、数量及其分解酶活力的季节变化，探讨两种动物对多酚类次生化合物的利用对策。.项目按计划完成研究内容，完成研究目标。.主要研究结果如下：.高原鼠兔和根田鼠对植物的选择都有季节性变化。蒲公英、车前草是高原鼠兔最喜食的植物；车前草、雪白委陵菜是根田鼠最喜食的植物。植物中的黄酮含量对高原鼠兔的取食显著抑制，其他次生代谢物对其影响不大。总酚、简单酚含量对根田鼠取食量显著限制，而黄酮和缩合单宁对其取食的影响不大。.在野外生存环境下，单宁对高原鼠兔CYP1A2及CYP2E1 在转录和翻译水平的影响是一致的，逐月增加的单宁在低水平时促进两种基因的表达，高水平时抑制两种基因的表达。但是在人工灌胃条件下，单宁酸在转录和翻译水平对两种基因表达的影响有所不同。单宁酸浓度越高，处理时间越长，CYP1A2及CYP2E1 mRNA的表达量越低。.高原鼠兔和根田鼠肠道中均具有能够降解单宁的菌株。除高原鼠兔肠道内地衣芽孢杆菌的单宁酶活力显著高于其它菌株外，两种动物体内的其它单宁降解菌的酶活力均无明显差别。在野外生存环境中，高原鼠兔和根田鼠的肠道单宁降解菌单宁酶活力变化趋势一致，均在8月份达到最大。人工灌胃单宁酸，根田鼠各不同剂量组的肠道微生物单宁酶活力均显著增加。但高原鼠兔灌胃单宁酸后，酶活力均显著低于对照组。以上结果说明：两种植食性小哺乳动物均可依靠肠道内微生物降解动物体内没有进入细胞的单宁类次生化合物，其降解能力受到单宁浓度的影响。.项目完成期间，申请者以通讯作者发表论文7篇。6篇为SCI收录，1篇为中文CSDS文章。.项目完成过程中，有6名硕士生参加工作并获得硕士学位，1名博士生参加工作。