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    2022年 第42卷 第5期    刊出日期:2022-09-30
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    对青藏高原野生动物保护生物学研究的思考
    魏辅文
    2022, 42(5):  475-476.  DOI: 10.16829/j.slxb.150734
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    青藏高原是我国重要的生态屏障区,动物资源丰富,物种独特,是开展野生动物保护生物学研究的天然实验室。尽管青藏高原野生动物保护研究已取得重要成就,但随着科学技术的发展与进步,未来可以在以下3个方面进一步加强。一是坚持高原野生动物种群及栖息地的长期监测;二是利用多学科交叉及宏微观结合的技术与方法开展整合生物学研究;三是进一步加强高原野生动物保护生物学研究青年科技人才的培养。

    不忘初心,砥砺前行
    边疆晖, 王德华
    2022, 42(5):  477-481.  DOI: 10.16829/j.slxb.150718
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    2022年是中国科学院西北高原生物研究所 (以下简称西高所) 建所60周年 (1962―2022)。西高所的兽类学研究也走过了60年的历程,经历了从无到有,从小到大不断发展壮大的过程。60年来,西高所的兽类学研究始终立足青藏高原,立足基础和应用基础研究,面向国家需求,围绕为区域经济和生态保护服务,在不同阶段开展了大量相应的工作,培养了大批科技人才,出版了多个学术刊物,为我国的兽类学及兽类生态学发展做出了重大贡献。

    综述
    青藏高原小型哺乳动物的生理生态学研究:从个体到生态系统
    王德华, 王祖望
    2022, 42(5):  482-489.  DOI: 10.16829/j.slxb.150722
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    本文回顾了青藏高原小型哺乳动物生理生态学研究取得的主要成就,包括能量代谢特征与环境适应性、适应性产热与体温调节、能量平衡与体重调节、生理极限值和种群能流估算等,总结了近年一些新兴领域的最新进展,包括双标记水方法测定能量消耗、肠道菌群的功能、地理生理学、种群生理学、植物次生代谢产物及其生理功能等。有些工作引领了中国动物生理生态学的发展,如生态能量学、适应性产热和生理适应等。本文对未来需要发展的领域和深入方面提出了建议,希望能建立青藏高原小型哺乳动物生理生态学学科体系。

    青藏高原濒危兽类保护与管理研究进展
    张同作, 江峰, 徐波, 李斌, 梁程博, 顾海峰
    2022, 42(5):  490-507.  DOI: 10.16829/j.slxb.150696
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    青藏高原是全球生物多样性热点区域和优先保护区,分布着多种重点保护物种及青藏高原特有种,物种丰富度高且濒危物种占比大。本文针对青藏高原分布的有蹄类、猫科、熊科、犬科、鼬科、翼手目、小型兽类7个动物类群,从濒危现状、濒危成因、已开展的研究工作和管理对策、取得的保护成效等角度分别论述了各类群的保护与管理研究进展。在青藏高原有蹄类中特有种占比远高于其他类群;81% ~ 100%的有蹄类、猫科、熊科、犬科动物被列为国家重点保护野生动物;45% ~ 100%的有蹄类、猫科、熊科动物被中国脊椎动物红色名录或IUCN红色名录列为受威胁物种,远高于全球平均水平。全球变暖、栖息地破碎化、环境污染、过度放牧、偷猎与非法贸易是青藏高原濒危兽类生存的主要威胁。相关法律法规的贯彻实施、自然保护地建设及开展的大量调查监测和研究,为青藏高原濒危兽类保护生物学研究提供了法律保障和科学依据。鉴于目前保护与管理工作的局限性,建议构建全面系统的大数据平台,开展青藏高原地区保护成效快速评估及自然保护地空间优化布局研究,将国际先进的交叉学科理论方法与实践创新优势相结合,为濒危兽类的保护与管理提供指导与建议,从而为我国生物多样性保护和生态文明建设提供重要的科技支撑。

    雪豹保护遗传学和基因组学研究进展
    郝宇波, 金红, 杨林, 李可欣, 胡义波
    2022, 42(5):  508-518.  DOI: 10.16829/j.slxb.150687
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    雪豹 (Panthera uncia) 隶属于食肉目猫科豹属,是生活在青藏高原及其周边地区的旗舰物种。随着分子生物学和高通量测序技术的发展,雪豹保护遗传学和保护基因组学研究得到快速的发展,其中非损伤性遗传取样法显著推动了雪豹保护遗传学研究。本文综述了非损伤性遗传取样法在雪豹物种鉴定、个体识别和性别鉴定等研究中的应用,雪豹的系统发生地位、系统地理格局和种群遗传结构及其亚种争议、演化历史、适应性演化和基因组特征等保护遗传学和基因组学方面的研究现状和进展,并对雪豹保护遗传学和基因组学未来发展趋势进行了展望,以期促进雪豹保护生物学研究和保护对策的科学制定。

    研究论文
    室内饲养对高原鼠兔肠道微生物群落构建过程的影响
    张良志, 唐显江, 任世恩, 赵雅琪, 张堰铭
    2022, 42(5):  519-530.  DOI: 10.16829/j.slxb.150721
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    群落生态构建过程是近年来微生物群落生态学的研究热点。室内饲养可引起肠道菌群的剧烈变化,这种改变是否会影响群落的构建过程,一直未见报道。本文以高原鼠兔 (Ochotona curzoniae) 为对象,采用16S rRNA测序技术,探讨室内饲养和野生高原鼠兔肠道微生物群落在结构、功能以及群落构建过程等方面的差异。结果表明,在繁殖季节,室内饲养组的群落多样性指数和均匀度指数均显著低于野外组;群落丰度指数和群落覆盖度指数在非繁殖季节显著高于繁殖季节。拟杆菌门 (Bacteroidetes) 在室内饲养组显著富集,而厚壁菌门 (Firmicute) 和浮霉菌门 (Planctomycetes) 在野外组显著富集;在野外组,Epsilonbacteraeota和软壁菌门 (Tenericutes) 在繁殖季节显著富集。菌群功能分析显示,室内饲养组与野生组在细胞通讯和心血管疾病通路存在显著差异;野外组繁殖季节与非繁殖季节肠道菌群功能在氨基酸代谢、碳水化合物代谢和脂质代谢等通路存在显著差异。中性模型拟合结果表明,室内饲养明显降低了菌群构建的随机过程。野外组生理状态也会降低菌群构建的随机性。本研究证明室内饲养和宿主生理状态均会对高原鼠兔肠道菌群组成及群落构建产生影响,此结果为实现高原鼠兔室内繁殖提供了新的理论基础。

    草地退化影响高原鼠兔血清总IgG水平、肠道寄生物感染及肝脏和肾脏指数
    吴学琴, 陈慧青, 张璐, 尚国珍, 吴雁, 边疆晖
    2022, 42(5):  531-539.  DOI: 10.16829/j.slxb.150715
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    高原鼠兔 (Ochotona curzoniae) 作为青藏高原高寒草地生态系统中的关键物种,其种群数量随着过度放牧导致的草地退化而暴发式增长。阐明此过程中高原鼠兔天然免疫能力及肝脏和肾脏器官指数的变化,对深入揭示青藏高原草地退化引起的高原鼠兔种群暴发机理具有重要意义。本研究在青海海北高寒草地生态系统国家野外科学观测研究站地区,调查了轻度、中度、重度退化草地中高原鼠兔洞口数量,并测定了成体高原鼠兔血清总IgG含量、肠道寄生物感染状况及肝脏和肾脏指数。结果发现:随着草地退化,高原鼠兔洞口数量和血清总IgG水平显著增加;绦虫和线虫的感染率和感染强度以及肝脏和肾脏指数均显著降低。雄性对绦虫的感染率和肝脏指数显著低于雌性;雌性在重度退化草地中对绦虫和线虫的感染率及感染强度显著低于轻度退化草地。以上结果表明,过度放牧介导的草地退化增强了高原鼠兔的天然免疫功能,缓解了毒素对肝脏和肾脏的损伤,进而可能促进其种群暴发式增长。

    不同海拔高原鼠兔个性特征与SERT基因多态性关联
    朱红娟, 李婧, 王苏芹, 唐琦, 蓝贤勇, 曲家鹏
    2022, 42(5):  540-552.  DOI: 10.16829/j.slxb.150702
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    个性特征是指动物个体间稳定、可遗传的行为差异,与相关基因多态性有关,反映了动物对环境的适应模式,探究个性相关基因变异,将有助于更好地理解动物对环境的适应与进化机制。本文以高原鼠兔 (Ochotona curzoniae) 为对象,研究了5个不同海拔地区高原鼠兔的个性 (探究性、勇敢性和温顺性) 差异特征,并检测了个性相关基因5-羟色胺转运体 (SERT) 的单核苷酸多态性 (SNP) 和mRNA表达。结果发现,高海拔地区高原鼠兔的探究性和勇敢性显著高于低海拔地区,而高海拔地区高原鼠兔SERT基因mRNA表达量显著低于低海拔地区,提示不同海拔高原鼠兔个性特征差异可能与SERT基因mRNA表达有所关联。进一步检测不同海拔地区高原鼠兔SERT基因多态性及其分布差异情况,发现该基因存在6个SNP (其中5个位于外显子3,1个位于外显子5 );不同海拔地区鼠兔基因分布差异分析显示外显子5的c.A1063C 同义突变与海拔之间存在显著相关,高海拔地区该位点CC基因型分布频率显著高于低海拔地区;c.A1063C的基因型虽然与探究性、勇敢性无显著相关,但与温顺性显著相关。综上所述,随着海拔升高,高原鼠兔探究性和勇敢性增加,这有利于动物获取更多的食物资源,进而增加其生存机会。与此同时,SERT基因多态性显示与不同海拔地区的生存环境相适应的特征,且与温顺性有关,暗示不同海拔高原鼠兔个性差异可能与SERT基因SNP的差异有关。本研究从基因表达与突变的角度尝试阐述高原鼠兔适应不同海拔环境的行为差异,显示了不同海拔地区高原鼠兔行为生存策略潜在的分子机制。

    祁连山国家公园青海片区雪豹栖息地适宜性评价
    戎战磊, 高雅月, 陈生云, 张同作
    2022, 42(5):  553-562.  DOI: 10.16829/j.slxb.150545
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    雪豹是全球生物多样性保护的旗舰物种,精准评估雪豹栖息地质量可为其种群保护提供科学参考。本文选取地形、气候、植被类型和人为干扰等环境因子,采用景观连接度和MaxEnt模型两种方法,对祁连山国家公园青海片区雪豹栖息地质量进行评价。结果表明:高适宜栖息地主要分布在研究区的西部和中部,适宜面积占青海片区总面积的71.8% ~ 77.5%,两种方法预测的适宜栖息地重叠区为8 979.1 km2,占青海片区总面积的56.7%;39.8% ~ 43.3%的适宜栖息地分布在一般控制区,56.7% ~ 60.2%的适宜栖息地分布在核心保护区;疏勒河源区适宜栖息地面积最多,石羊河源区适宜栖息地面积最少,黑河源区适宜栖息地面积占比最高,约为77.1% ~ 91.8%。适宜栖息地面积整体呈现自东向西递增的趋势。一般控制区分布有较大面积的雪豹栖息地,人类活动将是一般控制区雪豹栖息地的潜在威胁。本研究对优化雪豹就地保护措施提供科学借鉴与参考。

    藏羚集群产羔与其胃肠道寄生虫传播和感染的风险
    曹伊凡, 尚国珍, 李文靖, 杨元罡, 吴彤, 朱亚辉, 边疆晖, 张瑞强, 张同作, 赵新全
    2022, 42(5):  563-571.  DOI: 10.16829/j.slxb.150556
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    食草动物集群有利于降低被捕食的风险,同时集群也会增加感染和传播寄生物的风险。可可西里卓乃湖地区是雌性藏羚的重要产羔地,集群时间主要集中在6月上旬至7月上旬,停留时间不足30 d。区域内温度、湿度等气候因子对其粪便中的寄生虫卵发育到感染期可能存在重要影响。本研究于2018年6月9日在卓乃湖产羔地建立微气候观测仪收集当地气象数据的同时,收集新鲜藏羚粪便在当地室外分别放置0 d、10 d、15 d、20 d、25 d、30 d、35 d和约300 d,应用漂浮法检测35 d内不同时间段虫卵发育状况和放置近一年的存活幼虫数量。初步研究了卓乃湖区域内集群藏羚粪便中的优势寄生虫卵的发育及其越冬存活,探讨藏羚产羔地是否会增加藏羚胃肠道寄生虫传播和感染的风险。结果表明:(1) 6月9日至7月14日,藏羚产羔地平均温度为5℃,平均相对湿度81%;(2) 藏羚在卓乃湖产羔地集群期间,其粪便中的优势寄生虫卵不能发育到感染期 (第三期幼虫),如粪便中的优势线虫卵毛园属线虫 (Trichostrongylus sp.)、马歇尔属线虫 (Marshallagia sp.) 和细颈属线虫 (Nematodirus sp.) 在30 d内发育仅停留在第一期幼虫;优势种藏羚艾美耳球虫 (Eimeria pantholopensis) 和五道梁艾美耳球虫 (E.wudaoliangensis) 卵在25 d、30 d、35 d的孢子化率分别是0、18.9%、54.0%和0、13.5%、30.4%;(3) 很少有寄生虫卵能够越冬存活至第二年,在卓乃湖产羔地放置近一年的粪便中仅发现极少的马歇尔属线虫和细颈属线虫幼虫。研究认为藏羚在卓乃湖集群时发生胃肠道寄生虫传播和感染的风险较低,藏羚对产羔地的短时利用和迅速回迁是其避免增加胃肠道寄生虫病感染风险的重要行为策略,且产羔地的低温等气候环境利于对寄生虫的自然净化。

    低氧暴露下高原鼠兔肺组织间隙连接蛋白40表达分析
    张湑泽, 付林, 邹小艳, 都玉蓉
    2022, 42(5):  572-578.  DOI: 10.16829/j.slxb.150686
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    低氧性肺血管收缩反应钝化是高原鼠兔适应低氧环境的重要策略,但参与该生理代偿反应的功能基因尚不明确。间隙连接蛋白40 (Connexin40, Cx40) 在哺乳动物肺血管内皮表达。本研究对生活在海拔3 200 m的高原鼠兔进行28 d模拟海拔5 000 m低氧处理,以Sprague Dawley (SD) 大鼠为对照,采用免疫组化法分析模拟低氧处理后高原鼠兔和SD大鼠肺组织形态结构,qPCR和蛋白印记法检测Cx40基因和蛋白表达量变化,探究Cx40在高原鼠兔低氧性肺血管收缩反应钝化中的潜在作用。结果显示,低氧处理后,高原鼠兔肺泡呈空泡囊状,Cx40蛋白在支气管和肺血管中均表达,Cx40 基因mRNA水平随着低氧暴露而升高,但其蛋白质水平呈下降趋势,肺支气管Cx40蛋白无明显变化。SD大鼠肺血管和肺支气管表达的Cx40蛋白均无明显变化。暗示生活在高海拔低氧环境中的高原鼠兔,Cx40蛋白下调可抑制血管收缩信号,减弱低氧性肺血管收缩反应,使低氧性肺血管收缩反应钝化,以适应高原缺氧环境。研究结果可为高原土著动物适应高寒缺氧环境提供基础理论数据。

    低压低氧对小鼠精子发生及其小RNA表达的影响
    李双, 贾功雪, 陶海萍, 王玉军, 李斌业, 杨其恩
    2022, 42(5):  579-589.  DOI: 10.16829/j.slxb.150649
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    作为青藏高原最为关键的环境因子,低压低氧对高原非习服动物繁殖和生殖系统功能有不利影响。已有的研究表明,低氧环境会导致雄性生殖细胞凋亡、精子畸形率升高、精子质量下降,进而影响受精和早期胚胎发育,但目前缺乏低氧损伤精子功能的机理研究。小RNA (small RNA) 是在转录后及翻译水平上调控基因表达的重要功能分子,不同类型的small RNA通过诱导基因沉默或调控翻译等方式参与调节精子发生。本研究通过低压氧舱模拟海拔5 000 m处理4周建立缺氧小鼠模型,发现低氧处理导致小鼠曲精细管中生精细胞排列紊乱,精子数量未发生显著变化但畸形率增加17.5倍 (P < 0.001)。通过small RNA测序发现,低氧组小鼠精子中的small RNA碱基偏好性与对照组一致,第一碱基对尿嘧啶 (U) 有很强的偏好性。低氧组小鼠精子中21 nt长度的small RNA比例显著减少4.4% (P < 0.05)。低氧组小鼠精子中piRNA、tsRNA表达无差异,但miRNA表达上调21个,下调58个。对差异miRNAs靶基因与相同低氧处理小鼠睾丸组织差异基因比对,共比对到831个差异表达基因,其中上调miRNAs的靶基因中有429个差异表达基因;下调miRNAs的靶基因中有813个差异表达基因。此外,上调miRNAs的靶基因富集在FoxO信号通路、甲状腺激素信号通路、类固醇生物合成和HIF?1信号等通路,而下调miRNAs的靶基因富集在脂肪酸代谢等通路。本研究获得了缺氧小鼠精子small RNA变化图谱,对人类和其他动物在缺氧环境下精子表观遗传修饰变化的研究具有参考价值。

    高原低氧胁迫对小鼠肝脏功能及基因表达的影响
    陶海萍, 李双, 贾功雪, 张璐瑶, 方有贵, 陈永伟, 杨其恩
    2022, 42(5):  590-600.  DOI: 10.16829/j.slxb.150697
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    低氧作为青藏高原最为特殊的环境因素之一,对高原动物的适应进化产生了深刻的影响。持续的低氧暴露会损伤肝脏功能,引起动物机体代谢紊乱,但连续低氧处理对子代肝脏的影响仍缺乏相关研究。本研究将成年小鼠转移至高原低氧环境 (海拔3 220 m) 饲养并繁殖,以常氧条件下饲养小鼠为对照,统计低氧处理小鼠 (低氧第0代) 及其子代 (低氧第1 ~ 5代) 生长数据,发现长期低氧暴露导致小鼠肝脏比重增加,肝细胞肿胀,肝索间红细胞浸润,并且子一代小鼠肝小叶出现脂肪变性。血液生化指标显示,相比于对照组 (常氧第0代),低氧第0代和低氧第1代的谷丙转氨酶和谷草转氨酶水平显著上升 (P < 0.05);血清白蛋白、球蛋白、总胆红素和总胆固醇水平在低氧第0代中下降,低氧第1代中上升 (P < 0.05)。空腹注射葡萄糖和胰岛素后低氧组小鼠的葡萄糖耐受能力和胰岛素敏感性显著减弱 (P < 0.05)。常氧第0代、低氧第0代及低氧第1代肝脏RNA-seq分析发现,低氧第0代和低氧第1代共有的459个差异基因显著富集在MAPK、细胞凋亡、脂质代谢和内质网等信号通路。本研究发现低氧胁迫对子代小鼠肝脏具有重要影响,此结果对肝脏低氧生理和高原肝脏疾病的研究具有重要的借鉴意义。

    研究简报
    三江源国家公园迁徙藏羚对野生动物通道的利用
    赛青高娃, 李宏奇, 王东, 王子涵, 连新明
    2022, 42(5):  601-608.  DOI: 10.16829/j.slxb.150670
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    藏羚Y染色体雄性特异区遗传多样性
    成若通, 陈一博, 孟祥琼, 陈家瑞, 魏青
    2022, 42(5):  609-614.  DOI: 10.16829/j.slxb.150688
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