红尾沙蜥适应和耐受低温的机制

The mechanism of adaptation and tolerance to low temperature in reptiles is a very important issue in biology but it is poorly studied so far. The lizard Phrynocephalus erythrurus is the highest distributed reptile in the world up to 4500-5000 m above see level. The annual average temperature of its habitat is only -4℃. No research report was found on the mechanism of adaptation and tolerance to low temperature in this species. Our recent work showed that compared to P. przewalskii this lizard possess special characters on adaption to hypoxia, thermoregulation, activity of metabolic key enzymes, and tolerance capacity to lowtemperature. This project was designed to compare the adaptive mechanism to low temperature of these two lizard on physiological, biochemical and genetic aspects.The study includes efficicy of thermiregulation, the limit tolerative temperature, anlysis of transent receptor potential ion chanel, anti-freeze capacity, identification of anti-freeze protein,metabolic properties,respiration of mitochondria, and the expression of related genes. The investigation of this project will help the enrichment of theory of low temperature adaptation and ecophysiology. The achievement of this project will be presented as research papers. We expect 6 paper be published on SCI journals and one ro two papers piblished in group I or II of SCI journals.

爬行动物适应和耐受低温的机制是动物学重要的理论问题之一，但相关研究的报道很少。红尾沙蜥栖息地垂直分布4500-5300米，是全球分布最高的爬行动物，其生境年均温-4℃，对其适应和耐受低温的研究尚未见报道。我们近期的研究已经证实红尾沙蜥在低氧适应、体温调节能力、代谢酶活性以及低温耐受能力等方面与栖息在温暖地区的荒漠沙蜥有显著差异。本项目拟从生理、生化和分子生物学等方面比较研究这两种沙蜥对低温的适应和耐受机制，从包括体温调节有效度、耐受极限温度、中枢TRPs免疫组化及定量分析、机体抗冻能力、抗冻蛋白检测、低温适应有关的酶活性、线粒体呼吸以及代谢调控基因表达等方面开展研究，寻找与低温适应和耐受相关的特征及机制。本项目的研究成果将有助于进一步丰富爬行动物对低温适应和耐受机制和动物生理生态学理论体系。本项目的成果预计可发表 SCI论文6篇。

国家自然科学基金项目（红尾沙蜥适应和耐受低温的机制，项目资助号：31472005）在2015-2018年四年执行期间，根据申请书所列相关研究内容，开展了大量野外和实验室相关工作，以红尾沙蜥和荒漠沙蜥为主要研究对象，对其低温条件下的抗冻能力、氧化应激和抗氧化能力、代谢酶活性、行为性和生理性体温调节能力做了详实细致的分析，发现了红尾沙蜥在高原低温环境中一些特有的适应机制。 此外，我们还选择了栖息在青藏高原的高山倭蛙和倭蛙作为研究对象，开展了有关两栖动物在低温适应及其相关机制的研究，积累了一定的前期研究基础，这些数据为后续研究工作的展开及项目申请提供了重要支持。.本项目四年来，按照申请书计划的实验内容，主要围绕这个问题展开了大量的研究工作，完成子课题项目十余项，共发表SCI论文6篇，核心期刊论文2篇，还有4篇论文处于审稿或修改状态，近期将会陆续发表。在项目执行期，先后共培养4位博士研究生及20位硕士研究生，其中已毕业博士2人，硕士13人。