横断山区大绒鼠能量代谢调节及其生存适应模式的研究

Energy budget, energy balance and sustainable energy consumption level, influencing factors, mechanism and survival adaptation model were researched from different tissue layers in Eothenomys miletus in Hengduan Mountain region in the project, including heat dissipation theory as the basis, around the core of sustained energy intake (SusEI), the energy metabolism limitation and energy balance are the key factors (sush as temperature, tail number, heat production adjustment, movement) as a clue, combining endocrine physiology, supplemented by neutral genetic markers (cytochrome b, D-loop, microsatellite) and energy metabolism is closely related to the function of the gene (Leptin, UCP1 gene) as mark. The project focus on what determined the limit SusEI physiological mechanisms, as well as Leptin, UCP1, tail number, heat production and heat dissipation capacity, exercise and low temperature on the impact of SusEI. At the same time, using different molecular markers to study their relationship between different areas identified in the energy metabolism of type and to the environment, study of the function of leptin and UCP1 of energy metabolism in Eothenomys miletus. The final, from the perspective of energy to clarify survival adaptation model in Eothenomys miletus, to provide a scientific basis of small mammals adaptation to different environmental factors in Yunnan province.

本项目以横断山区的大绒鼠为实验对象，以热散失理论为基础，以持续能量摄入(SusEI)为核心，以限制能量代谢和能量平衡的关键因素(温度、窝子数、产热调节、运动等)为线索，结合内分泌生理学，辅以中性遗传分子标记（细胞色素b、D-loop、微卫星）和与能量代谢具有密切关系的功能基因(Leptin 、UCP1基因)为标记，从不同组织层次研究大绒鼠的能量预算、能量平衡以及持续能量消耗的水平、影响因素、调节机制和生存适应模式，重点是确定限制SusEI的生理机制，以及Leptin、UCP1、窝子数、产热和散热能力、运动锻炼以及低温对SusEI的影响，同时，采用不同的分子标记研究不同地区大绒鼠的能量代谢的类型与其环境的关系，研究Leptin和UCP1在大绒鼠能量代谢中的作用。最终从能量学的角度阐明影响大绒鼠生存适应模式，为阐明云南省不同环境因素对小型哺乳动物的适应提供科学依据。

哺乳期是动物能量需求最大的一个时期，而能量摄入在哺乳期往往被限制。许多研究表明动物哺乳期最大持续能量摄入(Sustained energy intake，SusEI)受到不同因素的限制。目前，关于SusEI的限制主要有3种假说：中央限制假说(central limitation hypothesis)认为中心供能器官是主要制约因子，这些器官的作用是为所有耗能器官获取、处理和分配能量；外周限制假说(peripheral limitation hypothesis)认为动物的能量收支极限与动物个体本身有关，与动物的能量消耗方式相联系，外周器官对能量的实际消耗能力制约着动物的持续能量收支；热散失假说(heat dissipation limitation hypothesis)认为哺乳期动物的SusEI是受到动物的散热能力的限制。本项目采用我国特有的大绒鼠为研究对象，以SusEI为核心，以限制能量代谢的关键因素为线索，辅以遗传分子标记（功能基因和中性遗传标记）为工具，对其能量代谢和稳态维持进行比较系统研究，为阐明云南省不同环境因素对小型哺乳动物的适应提供科学依据。主要的研究内容包括：1）研究了限制大绒鼠SusEI的主要因素，包括温度、胎仔数、剃毛和运动锻炼等；2）研究了褐色脂肪组织和瘦素等在大绒鼠体重调节中的作用；3）研究了不同环境因子对大绒鼠的能量代谢的影响；4）相关功能基因和中性遗传标记进行了研究。本项目的研究结果揭示了横断山区固有种大绒鼠的SusEI较其它物种是显著低的，其SusEI限制主要是受到乳腺的泌乳能力的限制，支持“外周限制假说”。这可能是横断山区的小型哺乳动物对于该地区特有的地理气候环境所产生的适应策略。此外，UCP1和血清瘦素在大绒鼠体重调节中占有非常重要的地位，生态因子同样会影响大绒鼠的体重调节和能量代谢，其中温度和食物对大绒鼠的影响较光照更大。而对于功能基因和中性基因的测定可以为后续研究不同地区大绒鼠的生态物种分化提供条件。项目实施四年来，共发表论文19篇，其中SCI收录7篇。主办和参加国际、国内相关学术会议12次，分会报告4次，将本项目研究的成果在会议进行的阐述。