子代布氏田鼠对母体暴露捕食者气味应激的行为和生理响应

Maternal effect plays an important role in the animal evolutional process and is one of main factors regulating population number. Meanwhile the predator’s odor has important function to the growth, behavior and physiology of the prey through the maternal effect, but it is debatable what the patterns and mechanism of maternal effect are. By using the ethological, physiological and molecular methods, this project is to investigate the influences of the maternal effect on the individual, behavioral, hormonal, and molecular levels of the stress genes and the nerves of brain region for offspring of brandt's voles when their mothers are exposed different species odor in different stages of juvenile, adult, pregnancy and lactation, to test the mismatch hypothesis, and discuss the maternal effect of predator’s odor on the offspring. The project also investigates the changes of behavior, hormone, and level of the stress genes in different brain region for the offspring when they are exposed to the different species odor after their mother are exposed the different species odors for four stages, to test the cumulative stress hypothesis, and discuss the adaptive strategy of the offspring to the predator’s odor. Then the project compares the difference of behavior, hormone, and level of the stress genes in offspring among the four stages of the mother exposing different species odor in different stages of juvenile, adult, pregnancy and lactation, to test the key stage stress hypothesis, and discuss the survival strategy of the offspring to the predator’s odor. Finally, the project measures the DNA methylation modification of c-fos、crhr1 and crhr2 in the hypothalamusand and hypophysis of offspring brandt's vole after their mother are exposed the different species odors for four stages, and discuss the regulation mechanism of maternal effect from epigenetics level. From above, the project will supply the foundational data for understanding the coevolution between the prey and predator and produce the new methods and ideas for controlling the damage of the brandt's vole.

母体效应是动物进化的主要动力和种群调节的主要因素。捕食者气味通过母体效应发挥作用，但对其作用格局和发生机制尚需深入研究。本项目采用行为学、生理学和分子生物学相结合的方法，从个体-行为-生理-基因不同层次研究捕食者气味对布氏田鼠母体效应的影响及其作用机制。研究母体分别在幼体期、成体期、怀孕期和哺乳期暴露不同气味对其F1代和F2代生长、行为、激素及应激基因表达的影响，验证母体捕食者气味应激的不匹配假说；研究母体不同时期不同气味应激后，其F1代和F2再次暴露捕食者气味应激时的行为学和生理学变化，验证母体捕食者气味应激的累计应激假说；比较母体不同时期暴露不同气味后子代生长、行为和生理的变化，验证母体捕食者气味应激的关键时期假说；研究子代c-fos、crhr2和crhr2基因甲基化水平的变化，从表观遗传学水平探讨母体效应发生作用的调节机制，为揭示捕食者与猎物的协同进化和布氏田鼠的危害防治提供依据。

母体效应是动物进化的主要动力和种群调节的主要因素，布氏田鼠是内蒙草原生态系统的主要组成者，本项目以布氏田鼠为研究对象，研究母体分别在不同的发育期暴露猫气味、兔气味、蒸馏水气味后对其子代生长、行为、激素及应激基因表达的影响，以确定捕食风险条件下母体效应的表现形式、作用阶段、信息传递过程，为揭示捕食者与猎物的协同进化和布氏田鼠的危害防治提供依据。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： . 1. 长期捕食者气味应激可以通过HPA轴的调节增加雌性布氏田鼠的反捕食行为和焦虑样行为，使雄性以及雌性后代的探索行为、自主行为增加，也使雌性的焦虑感增加，焦虑样行为的增加与盲肠微生物的改变有直接联系。因此哺乳期母体应激会对雌性后代产生更为显著的负面影响，母体捕食者气味的应激存在不匹配效应。 . 2. 青春期长期捕食者气味应激对布氏田鼠及其子代的反捕食行为有显著影响，但对它们的自主活动和焦虑样行为无显著影响，对其应激激素和蛋白表达水平也无显著影响。青春期雌性布氏田鼠的长期捕食者气味应激可以通过母体效应影响子代的行为响应，但随着子代与母体的分离，这种影响逐渐降低，因此青春期长期捕食者气味应激对母体捕食者气味应激的累计应激效应不具明显作用。. 3. 妊娠期猫尿液气味暴露使布氏田鼠产生更多低体重但繁殖潜力更高的雌性后代，而产生的雄性后代对陌生环境的敏感性降低，增加了探索和觅食行为的投入，有利于种群的扩散；当后代暴露于猫尿液气味时，无论行为还是生理，均表现出更高的防御响应，这使布氏田鼠后代更容易躲避天敌的捕食。妊娠期母体捕食者气味应激有利于布氏田鼠后代的生存和繁殖，对布氏田鼠后代适合度的提升起着积极的作用，因此，妊娠期可能是母体捕食者气味应激的关键时期。. 4. 项目完成期间，申请者以通讯作者发表论文8篇。7篇为SCI收录，1篇为中文CSDS文章。 . 5. 项目完成过程中，有6名硕士生和3名博士生参加工作。