基于PAE编码系统构建的半自然条件下长江江豚行为谱

识别和编制动物行为谱是深入研究动物行为及其与环境复杂关系的基础和前提。本研究于2013年8月至2014年4月以栖息在铜陵淡水豚国家级自然保护区半自然水域的8头长江江豚为研究对象,采用焦点动物取样法和随机动物取样法观察记录了动物行为发生的过程、内容和环境,并以"姿势—动作—环境"(posture-act-environment,PAE)为轴心,以行为的功能为依据,构建了长江江豚的PAE行为谱。共分辨记录了半自然水域长江江豚的8种姿势、33种动作和46种行为,并定性描述了不同行为出现频率与年龄组、性别的关系。该行为谱综合了姿势和环境信息,有助于进一步研究长江江豚的生态与行为、促进长江江豚的保护。     

半散养东北虎繁殖期PAE编码行为谱的构建

2006—2007年,采用全事件记录法、目标动物取样法和行为取样法对泰山东北虎园半散养东北虎繁殖期的各种行为进行了观察。基于以"姿势-动作-环境"(posture-act-environment,PAE)为轴心,以行为生态功能为依据的PAE编码系统,对半散养东北虎的行为进行分类和系统编码并构建PAE行为谱。研究结果区分和定义了14种姿势、47种动作和98种行为型;并将所区分、命名和编码的所有行为型归类于摄食、排遗、调温、发情、交配、分娩、冲突、育幼、通讯、聚群、休息、运动和杂类等13类;由此构建了基于PAE编码系统的半散养东北虎首个繁殖期行为谱。     

利用红外相机建立野生水鹿行为谱及PAE编码系统

动物行为谱是动物行为学研究的基础。2015年1月至2016年6月,在四川卧龙自然保护区,利用PAE编码分类系统并结合红外相机所获得的照片和视频数据开展水鹿(Rusa unicolor)行为谱的研究,建立了野生水鹿行为谱及其PAE编码系统。本研究共分辨并记录了野生水鹿的7种姿势,63种动作和74种行为,基本涵盖了水鹿的主要行为,并区别了各种行为在成年雄性、成年雌性和亚成体之间的相对发生频次,分析水鹿的具体行为与环境之间的关联。通过建立野生水鹿的行为谱,能为更深入地开展水鹿行为生态学研究提供基础信息,也为水鹿的保护与管理提供依据。该研究可以推广到其他不易直接观测的野生动物的行为学研究中。     

黔金丝猴的行为谱及PAE编码系统

2009年10月~2014年4月,在贵州梵净山国家级自然保护区和北京动物园,采用焦点动物取样法和随意取样法,观察记录了野外和圈养黔金丝猴Rhinopithecus brelichi行为发生的过程及环境特征。按照以"姿势-动作-环境"(posture-act-environment,PAE)为轴心,以行为的生态功能为依据的PAE编码系统,对黔金丝猴的行为进行分类和系统编码并构建PAE行为谱。分辨并记录了黔金丝猴的16种姿势,107种动作及163种行为,将记录到的行为分别划归于摄食、排遗、调温、交配、分娩、育幼、亲密、作威、冲突、通讯、聚群、休息、运动和杂类等14个类别中;区别了各种行为在雄性、雌性、亚成体、幼猴和婴猴之间的相对发生频次以及发生季节。与川金丝猴R.roxellana和滇金丝猴R.bieti相比,黔金丝猴在个体行为和社会行为方面均有所不同,这可能与三者生活环境差异有关。     

滇金丝猴的行为谱及PAE编码系统

2012年6月到2013年3月,在云南白马雪山国家级自然保护区响古箐区域,依据以"姿势-动作-环境"(Posture-act-environment,PAE)为轴心、以行为生态功能为依据的PAE编码系统,对滇金丝猴的行为进行分类和系统编码并构建PAE行为谱。分辨并记录了滇金丝猴的14种姿势、82种动作及143种行为,描述了各种行为的相对发生频次与性别、年龄的关系。与川金丝猴相比,滇金丝猴的行为有些不同,这可能与两者生活环境的差异有关。     

基于PAE 编码系统的太行山猕猴行为谱

2009 年2 月至2010 年3 月,在河南太行山猕猴国家级自然保护区济源管理局愚公管理分局所辖的天坛山
管护区,利用焦点动物取样法,观察并记录了野生太行山猕猴行为的发生过程、内容和环境。基于以“姿势-
动作- 环境”(Posture-act-environment,PAE)为轴心、以行为生态功能为依据的PAE 编码系统,对野生太行山
猕猴的行为进行分类和系统编码并构建PAE 行为谱。结果:1)研究中分辨并记录到猕猴的14 种姿势,93 种动
作,121 种行为;2)将所记录到的行为分别划归于摄食、排遗、调温、配对、交配、育幼、竞争、亲密、聚群、
通讯、休息、运动和其他等13 个类别中;3)得到了基于PAE 编码系统的野生太行山猕猴行为谱。     

基于PAE编码系统的半放养阿拉伯狒狒的行为多样性

动物行为多样性作为生物多样性的重要组成部分,与珍稀动物的迁地保护以及行为管理密切相关。2015年12月至2016年8月,我们在广州长隆野生动物世界园区内的狒狒岛,利用焦点取样法和瞬时扫描取样法,观察并记录了半放养条件下阿拉伯狒狒(Papio hamadryas)行为的发生过程、内容和环境。基于以"姿势–动作–环境"(posture-act-environment,PAE)为轴心、以行为生态功能为依据的PAE编码系统,对该环境下阿拉伯狒狒的行为进行分类和系统编码,构建并利用PAE行为谱表征其行为多样性。结果如下:(1)研究中分辨并记录到阿拉伯狒狒的18种姿势,120种动作,208种行为;(2)记录到的行为可分别归入摄食、排遗、调温、配对、交配、育幼、亲密、高序位、威胁、攻击、屈服、通讯、聚群、休息、运动、玩耍、讨食和杂类18个类别中;(3)编制基于PAE编码系统的人工饲养阿拉伯狒狒行为谱,描述了各种行为的相对发生频次与性别、年龄的关系;(4)在前人工作的基础上为非人灵长类PAE行为编码系统丰富了两类行为(玩耍行为和讨食行为),描述了半放养环境下阿拉伯狒狒这两类行为的特点,并探讨了其生态功能和适应意义;(5)基于PAE行为谱求得阿拉伯狒狒各年龄–性别组的行为多样性指数。本研究发现,阿拉伯狒狒各年龄–性别组的行为多样性在总体层面上很接近,在细分的行为层面上则有着渐进明显的差别。这表明,利用PAE行为编码分类系统对动物的行为进行归类细分以及编码标准化,对于行为多样性的研究是有帮助的。     

镜面环境下吐鲁番沙虎行为谱及PAE编码系统

基于“姿势-动作-环境（PAE）”编码系统对吐鲁番沙虎Teratoscincus roborowskii记录并构建其在独立个体环境、镜像环境及同类个体存在3种情境下的行为谱和PAE编码系统。在3种情境下共描述了吐鲁番沙虎7种姿势、50种动作、8种环境和29种行为,按照功能分为运动行为、警戒行为、冲突行为、展示行为和杂类行为5大类。研究结果显示,吐鲁番沙虎在面对镜子和同类时具有类似的反应,即引起相同的警戒行为,如翘尾、拱腰、抖尾、压头俯身和压头拱尾接近等,但对镜像的反应更强烈（频繁在镜前徘徊、长时间盯着镜子等）。实验结果中的行为谱及PAE编码系统为下一步的镜面测试实验奠定了基础,并有助于了解吐鲁番沙虎的行为功能。     

矮岩羊(Pseudois schaeferi)行为谱及PAE编码系统

2007年3～12月,对四川竹巴笼自然保护区的矮岩羊（Pseudois schaeferi）进行了行为谱工作的研究,建立了矮岩羊行为谱及其PAE（posture,act and environment）编码系统。研究分辨和记录了矮岩羊的11种姿势,83种动作和118种行为,还区别了各种行为在雄性、雌性和幼体之间的相对发生频次以及发生季节。     

行为的结构、刚性和多样性

有关动物行为的定义、结构和多样性是一个被长期忽视的研究领域。然而,动物行为多样性不仅是一个生物多样性基础理论问题,也与濒危动物的成功保护有关。本文定义了动物行为以及行为的刚性与弹性,探讨了行为表达的空间条件以及生境因素与行为多样性之间的关系。我们发现雌雄大熊猫个体在较大的活动空间里的发情行为表现的频次及活动频率显著地高于那些在较小的空间里的雌雄个体,说明活动空间对雄性或雌性大熊猫的发情行为有显著影响。圈养空间影响麋鹿的社会行为、通讯行为和聚群行为。圈养在小圈中的麋鹿没有出现同性聚群现象,当圈养麋鹿野放后即表现出这种现象。圈养环境中长大的动物个体由于缺乏行为的表达空间,仅仅表现出刚性大的行为,丧失了许多弹性大的行为,从而导致动物行为的多样性下降。对那些生活在开阔草原和荒漠上的野生有蹄类动物实施迁地保护时,必须考虑其逃逸空间,为那些动物建立自然保护区时,则必须考虑其迁移空间。此外,动物行为的多样性与生境元素有关。我们应当给圈养动物提供复杂而多样的环境,以增加圈养野生动物表达寻找食物、建立领域、筑巢和避开不利环境等行为的可能性,维持濒危个体的行为多样性。     

苏北滨海湿地麋鹿恢复种群的研究

1986年至2004年,在苏北滨海湿地开展恢复麋鹿野生种群的研究。从每年的2月份开始,在麋鹿的产仔期按照每旬记录产仔数,直至产仔结束。逐年统计半散养和野生麋鹿种群结构。选择不同年龄阶段和不同性别的麋鹿进行称重,分析个体的身体发育程度。半散养麋鹿种群由1986年引进的39 头,发展到2004年的706 头,年均出生率21.7%,鹿群年均增长率为17.5%,现已繁殖了子四代;野生放养麋鹿由31 头增加到2004年的41头,年均出生率16.3%,年均增长率为9.0% ,且于2003年、2004年各产1 头完全属野生的子二代。产仔季节相由引进时的紊乱已调整至目前的规律性产仔。研究表明大丰麋鹿种群繁殖很成功,其寿命、行为、生理发育、繁殖周期等都较引进时发生了显著的变化,已完全适应了黄海湿地生态环境。人类活动干扰仍是影响麋鹿种群恢复的一个重要因素。     

四川梅花鹿的行为谱及PAE编码系统

2007年3-11月每月定期5 d,每天06:00-18:00在四川省铁布自然保护区的冻列乡、崇尔乡、热尔乡观察记录四川梅花鹿行为发生过程、内容、结果及其周围生境.建立了四川梅花鹿的行为谱、警戒行为谱及其PAE编码系统,填补了有蹄类警戒行为PAE编码的空白.分辨并记录了四川梅花鹿的11种姿势、83种动作及136种行为,描述了各种行为的相对发生频次与性别、年龄、季节的关系.与其他有蹄类相比,梅花鹿的行为与鹿科其他动物有相似之处.     

麋鹿血液cDNA 文库的构建

为分离出MHCⅠ、Ⅱ基因,利用TRIzol 试剂从麋鹿血液组织中提取总RNA,经mRNA 纯化试剂盒纯化后,根据Stratagene 公司的cDNA 文库构建系统构建了麋鹿血液组织的cDNA 文库。初始文库滴度为1.96 ×106 pfu/ ml,总库容为1.96 ×106 个独立克隆;cDNA 插入片段平均长度约为1.0 kb;重组率为95.6 % 。文库各项指标均达标准经典cDNA 文库的基本要求。利用本实验室设计的可扩增MHCⅡ类DQA 基因第二外显子的引物检测扩增后的文库,得到了特异性非常好的目标条带,说明本文所建文库可以用于麋鹿MHC 相关基因的分离。     

A novel HURRAH protocol reveals high numbers of monomorphic MHC class II loci and two asymmetric multi-locus haplotypes in the Père David's deer

The Père David's deer is a highly inbred, but recovered, species, making it interesting to consider their adaptive molecular evolution from an immunological perspective. Prior to this study, genomic sequencing was the only method for isolating all functional MHC genes within a certain species. Here, we report a novel protocol for isolating MHC class II loci from a species, and its use to investigate the adaptive evolution of this endangered deer at the level of multi-locus haplotypes. This protocol was designated "HURRAH" based on its various steps and used to estimate the total number of MHC class II loci. We confirmed the validity of this novel protocol in the giant panda and then used it to examine the Père David's deer. Our results revealed that the Père David's deer possesses nine MHC class II loci and therefore has more functional MHC class II loci than the eight genome-sequenced mammals for which full MHC data are currently available. This could potentially account at least in part for the strong survival ability of this species in the face of severe bottlenecking. The results from the HURRAH protocol also revealed that: (1) All of the identified MHC class II loci were monomorphic at their antigen-binding regions, although DRA was dimorphic at its cytoplasmic tail; and (2) these genes constituted two asymmetric functional MHC class II multi-locus haplotypes: DRA1*01 ～ DRB1 ～ DRB3 ～ DQA1 ～ DQB2 (H1) and DRA1*02 ～ DRB2 ～ DRB4 ～ DQA2 ～ DQB1 (H2). The latter finding indicates that the current members of the deer species have lost the powerful ancestral MHC class II haplotypes of nine or more loci, and have instead fixed two relatively weak haplotypes containing five genes. As a result, the Père David's deer are currently at risk for increased susceptibility to infectious pathogens.     

cDNA cloning, recombinant expression and bioactivity of Père David's deer BAFF

B cell activating factor (BAFF), a member of the TNF family, is a critical cytokine for the survival, proliferation, maturation, and differentiation of B cells. In the present study, Père David's deer BAFF (miBAFF) was amplified from Elaphurus davidianus using RT-PCR. This is the first BAFF cloned from a member of Cervidae family. The open reading frame (ORF) of the miBAFF cDNA consists of 843 bases that encode a 280-amino acid protein bearing typical TNF homology domain. Sequence alignment shows that miBAFF shares 39.3%-97% sequence homology with the BAFF sequences of other mammals. Comparative protein modeling predicted that the 3D structure of the soluble mature portion of miBAFF (misBAFF) is very similar to that of human BAFF (hsBAFF). Recombinant misBAFF fused to a SUMO-tag was efficiently expressed in Escherichia coli BL21 (DE3) cells. The protein molecular weight of ~36 KDa was determined using sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE) and Western blotting. In vitro, purified misBAFF was shown to promote the survival and proliferation of Père David's deer peripheral blood lymphocytes and mouse B cells. These results indicate that miBAFF plays an important role in the survival/proliferation of mouse B cells and, shows highly conserved evolutionarily, leading to functional cross-reactivity that exists between mouse and Père David's deer BAFF.     

中华鬣羚行为谱及PAE编码系统的建立

栖息地破碎化、人为干扰等因素影响着中华鬣羚(Capricornis sumatraensis)的生存。目前, 中华鬣羚的行为研究还比较匮乏, 因此有必要构建中华鬣羚的行为谱及PAE (posture-act-environment)编码系统, 以期促进其基础行为资料的完善, 为深入开展科学研究和保护工作奠定基础。本文旨在: (1)参照国内常用的动物行为编码方法, 以“姿势-动作-环境”为轴心, 建立中华鬣羚的行为谱及PAE编码系统, 并随机抽取20%的中华鬣羚视频作为检测样本, 对行为谱的实际使用效果进行测试。(2)对中华鬣羚的行为数据进行统计并通过计算行为多样性指数, 分析各特定年龄组间的行为多样性差异, 检验特定年龄组与行为多样性指数间的相关性。结果显示: (1)通过区别和归类中华鬣羚的10种姿势、80种动作、9种环境、78种行为, 首次建立了中华鬣羚的行为谱及PAE编码系统。经测试, 该行为谱能够客观地对中华鬣羚行为进行识别和归类。(2)与亚成体和幼体相比, 中华鬣羚成体特定行为类型的行为多样性指数(A_variable)、绝对行为多样性指数(A)、相对行为多样性指数(r)和校正行为多样性指数(r-variable)均为最高; 中华鬣羚亚成体特定行为类型的行为多样性指数(A_variable)、绝对行为多样性指数(A)、相对行为多样性指数(r)介于成体和幼体之间; 中华鬣羚幼体的特定行为类型的行为多样性指数(A_variable)、绝对行为多样性指数(A)和相对行为多样性指数(r)最低, 校正行为多样性指数(r-variable)高于亚成体。(3)中华鬣羚行为谱可用于其行为学研究, 今后应获取繁殖行为的图像数据, 更新行为谱及PAE编码系统。(4) 3个特定年龄组中华鬣羚的各行为多样性指数之间差异不显著(F = 0.013, P = 0.987), 从幼体到成体, 中华鬣羚的特定行为类型的行为多样性指数(A_variable)、绝对行为多样性指数(A)和相对行为多样性指数(r)随年龄的增大呈递增趋势。综上所述, 我们应深入研究中华鬣羚行为学, 为其保护工作提供科学支撑。     

云南小麦高分子量麦谷蛋白亚基基因1Dy12*的分离

通过SDS-PAGE分析,从云南小麦中鉴定出一个电泳迁移率比高分子量麦谷蛋白亚基1Dy12稍快的亚基1Dy12^*。利用Glu-Dy位点特异引物对1Dy12^*基因编码区进行了克隆和序列测定。1Dy12^*基因全长为1980bp,编码658个氨基酸。氨基酸序列比较结果表明:与亚基1Dy12相比有3个氨基酸的差异和1个二肽(GQ)的缺失,与亚基1Dy10相比有15个氨基酸的差异、2个六肽(IGQGQQ)的插入以及1个二肽(GQ)的缺失。这表明1Dy12^*亚基是一个新型高分子麦谷蛋白亚基,其对小麦加工品质的影响正在评价中。     

The Père David's deer MHC class I genes show unexpected diversity patterns, with monomorphic classical genes but polymorphic nonclassical genes and pseudogenes

Père David's deer (Elaphurus davidianus) is a highly inbred species that arose from 11 founders but now comprises a population of about 3,000 individuals, making it interesting to investigate the adaptive variation of this species from the major histocompatibility complex (MHC) perspective. In this study, we isolated Elda-MHC class I loci using magnetic bead-based cDNA hybridization, and examined the molecular variations of these loci using single-strand conformation polymorphism (SSCP) and sequence analysis. We obtained seven MHC class I genes, which we designated F1, F12, G2, I7, AF, I8, and C1. Our analyses of stop codons, phylogenetic trees, amino acid conservation, and G+C content revealed that F1, F12, G2, and I7 were classical genes, AF was a nonclassical gene, and I8 and C1 were pseudogenes. Our subsequent molecular examinations showed that the diversity pattern in the Père David's deer was unusual. Most mammals have more polymorphic classical class I loci vs. the nonclassical and neutral genes. In contrast, the Père David's deer was found to be monomorphic at classical genes F1, F12, G2, and I7, dimorphic at the nonclassical AF gene, dimorphic at pseudogene I8, and tetramorphic at pseudogene C1. The adverse polymorphism patterns of Elda-I genes might provide evidence for selection too faster deplete MHC variation than drift in the bottlenecked populations, while the postbottleneck tetramorphism of the C1 pseudogene appears to be evidence of strong historical balancing selection.     

麋鹿幼仔的活动同步性与同性聚群倾向

哺乳动物幼体从出生到性成熟这段时间存在生理和行为上的巨大变化.麋鹿幼仔出生1周内,与成鹿和其它仔鹿呈隔离状态,且藏卧于隐蔽处,母鹿哺乳是引起幼仔活动的主要因素.