高原鼠兔四个地理种群的遗传多样性与遗传分化

采用7 个多态微卫星DNA 标记分析了4 个高原鼠兔地理种群(海晏种群、西大滩东种群、西大滩西种群和昆仑山种群)的遗传多样性和遗传分化。采用多态信息含量(PIC)、期望杂合度(H_e )、观测杂合度(H_o)、基因流(N_m )和基因分化系数(F_st )对种群及物种的遗传多样性水平进行分析;计算各种群间的遗传距离(GD)、遗传相似度(GI)以及遗传距离与地理距离的相关系数,并进行UPGMA 聚类分析。研究结果显示,高原鼠兔的遗传多样性在小哺乳动物中处于较高水平, 其H_e 和H_o 的平均值分别为0. 5332 和0. 6003, 其F_st 为0. 0975,即有9. 75% 的变异存在于种群之间,即变异主要存在于种群内部。4 个种群间的杂合度与多态信息含量均无显著差异,说明它们的遗传多样性水平基本相当。海晏种群与其余3 个种群的遗传分化均达到了中度分化水平(F_st = 0.1043),而另3 个种群间几乎没有分化(F_st = 0. 0253)。Mantel test 结果表明地理距离与遗传距离间没有显著的相关性。     

高原鼠兔个性特征的地理变异及其对环境的适应

个性特征是指动物稳定且可遗传的综合行为特征,反映出其对特定环境的适应。限制性假说认为个性特征主要受遗传因素制约,个体间行为的表达差异不以环境条件而发生随意性改变;然而,适应性假说则认为个性特征主要由环境因素决定,生活于相同环境中的物种,其个性特征将产生趋同现象。本研究通过比较2个高原鼠兔地理种群的个性特征,检验适应性假说和限制性假说的相关预测。结果表明,刚察县高原鼠兔野外种群个体的行为特征聚为3类,玛沁县则为2类。实验室内驯化2-3个月后,两个地理种群个体行为特征聚为1类。两地理种群个体的观察、攀爬行为及边缘区域活动、移动累计时间均无显著差异,但静止累计时间存在明显地理差异。个体的中心区域活动累计时间在野外和驯化后均存在明显差异,且与地理空间的交互作用不显著。两地理种群之间个体的温顺性无明显差异;心率亦无显著差异。高原鼠兔个性特征中主要行为参数无显著的地理差异,主要由遗传因素决定,验证了限制性假说的相关预测。     

种群密度对高原鼠兔类固醇激素水平的影响

本研究于2003 年在野外条件下,通过比较不同密度种群间高原鼠兔的种群增长、4 种类固醇激素水平和肾上腺重量的变化,探讨种群密度与其内分泌水平间的相互关系。结果表明,在最高密度的种群内高原鼠兔种群密度增长最大,在最低密度种群内种群密度增长最小。繁殖盛期时高密度种群内雄性高原鼠兔血浆皮质酮水平显著高于低密度种群内个体,肾上腺重量在不同密度种群间也有显著差异,而血浆雌二醇、睾酮、皮质醇水平均未表现出种群密度间的显著变化。整个繁殖期内,高密度和低密度种群间高原鼠兔的皮质酮水平和肾上腺重量呈现不一致的季节变化模式,高密度种群内繁殖盛期和中期显著高于其它繁殖时期,低密度种群内则无明显变化。不同密度种群内高原鼠兔的雌二醇、睾酮、皮质醇水平的季节性变化具有相似的模式。本研究结果表明,在当前种群密度相对较低的自然情况下,高种群密度不能使高原鼠兔产生强烈的社群应激,从而限制其种群增长。     

不同种群密度下高原鼠兔的行为模式

在2003年高原鼠兔(Ochotonacurzoniae)的繁殖初期、繁殖盛期、繁殖中期和繁殖末期,采用目标动物取样法对其不同种群密度条件下的行为模式进行研究,探讨高原鼠兔的行为变化和种群密度的相互关系。结果表明:在繁殖盛期和繁殖中期,低密度种群内雌性高原鼠兔的观望时间均显著高于高密度种群内,而在其它两个时期内无明显不同;雄性高原鼠兔的观望时间在不同密度间比较均无显著差异;同一密度条件下,雄性高原鼠兔的观望行为持续时间和发生频次均表现显著的季节性变化,而雌性高原鼠兔无明显差异。高原鼠兔的地面活动时间在不同种群密度间比较无显著差异。低密度种群内,雄性高原鼠兔的地面移动距离和频次均呈显著的季节性差异,而雌性高原鼠兔的差异不显著;高密度种群内,雌、雄个体的地面移动距离和频次都具有显著的季节性差异。在高原鼠兔的社会行为中,亲昵行为和攻击行为强度在不同种群密度间比较均无显著差异;在同一密度条件下,亲昵行为和攻击行为强度也没有表现出明显的季节性变化。以上结果说明高原鼠兔的行为变化与其繁殖期和性别有明显的关系,而在密度间无明显的差异,其主要原因是在不同的繁殖期,动物的繁殖投入不同,导致行为模式产生差异     

一种醇类雄性不育剂对高原鼠兔精子的影响

高原鼠兔(Ochotona curzoniae),隶属于兔形目(Lagomorpha),鼠兔科(Ochotonidae),又名黑唇鼠兔,主要分布于青藏高原及其边缘地带,栖息于海拔4 000 m左右的宽谷草原草甸区(王酉之和胡锦矗,1999),在食物链中扮演着重要的角色,是青藏高原草原生态系统中的关键物种.近年来随着全球变暖、若尔盖湿地水位下降等因素,高原鼠兔在若尔盖湿地繁殖加快,高原鼠兔成了危害草原生态系统的主要害兽(刘少英,2005).1997年,若尔盖湿地高原鼠兔平均种群密度为6 400只/km2(刘少英和冉江洪,1999),据我们2007年的调查显示,平均种群数量上升到25 000只/km2,控制鼠兔数量迫在眉睫.     

食物及洞道密度对高原鼠兔冬季死亡率的影响

本研究在野外围栏条件下采用2×2 析因实验设计,通过最小存活数法分别统计冬季前后种群数量,测定附加食物及洞道密度对高原鼠兔冬季死亡率的影响,旨在检验栖息地质量对降低高原鼠兔冬季死亡率的效应。4种野外实验处理2 个重复的研究结果表明,夏季无附加食物与低密度洞道处理组高原鼠兔冬季死亡率为71% ;而附加食物和高密度洞道处理冬季死亡率仅为47% ;添加食物和低密度洞道及无附加食物和高密度洞道处理组种群死亡率分别为60% 和53% 。每一处理组雌性死亡率均显著低于雄性。夏季添加食物和增加洞道密度均能明显地降低高原鼠兔种群冬季死亡率,但无显著的交互作用。     

高原鼠兔对高寒草甸植物群落生物量的影响

2010 年和2011 年8 月在青海省果洛州矮嵩草草甸,采用样方法测定了不同密度高原鼠兔栖息地内杂草斑和秃斑植物群落特征及地上生物量的变化。结果表明:2010 年与2011 年相比,相同高原鼠兔密度的栖息地内杂草斑和秃斑植物总盖度、平均高度和总地上生物量差异不显著,但同一年份不同密度栖息地间差异显著。高原鼠兔低、中、高密度栖息地植物总盖度、平均高度和总地上生物量显著低于无鼠兔对照组(P < 0.05),不同密度间无明显变化规律。低、中、高密度栖息地的莎草、禾草和豆科植物盖度、平均高度和地上生物量显著低于无鼠兔对照组(P <0.05),秃斑上豆科植物消失;杂类草平均高度在低密度栖息地和无鼠兔对照组显著高于中、高密度栖息地(P < 0. 05),盖度和地上生物量对照组最小,随高原鼠兔密度增加呈增加趋势。2010 年和2011 年,高原鼠兔低、中、高密度栖息地内杂草斑面积分别占样地面积的4. 0% 、4.3% 、13. 3% 和3.8% 、4. 3% 、11. 0% ,秃斑面积分别占样地面积的0 2% 、2 6% 、4 0% 和0 2% 、2 2% 、3 4% ;植物损失地上生物量分别为110.84 kg/ hm² 、203. 18 kg/ hm² 、431.58 kg / hm² 和107.67 kg / hm² 、189. 46 kg / hm² 、365. 72 kg/ hm² 。高原鼠兔
的密度(x)与植物损失地上生物量(y)之间存在对数曲线关系,说明高原鼠兔的活动显著降低了植物总盖度、平均高度和总地上生物量,同时也改变了植物功能群组成。随高原鼠兔密度增加,栖息地内杂草斑、秃斑的面积和植物损失地上生物量呈增加趋势。     

艾美耳混合球虫对高原鼠兔致死毒力的初步研究

球虫是专一性地寄生于宿主体内且对宿主有很强致死性的一种原生动物。艾美耳球虫是高原鼠兔的主要寄生物。利用艾美耳球虫防治高原鼠兔将具有重要的生态学意义和应用价值。本研究通过人工感染不同剂量的艾美耳混合球虫研究了对高原鼠兔的致死毒力。高原鼠兔的成体死亡率与球虫的感染剂量呈正相关关系,感染600 × 10⁴ 个/ mL 剂量的球虫可导致大部分高原鼠兔成体死亡,而感染60 ×10⁴ 个/mL 剂量的球虫可导致全部亚成体死亡;成体和亚成体的死亡率无性别间的差异,其死亡时间分别为第4 d和第8 d。感染60 × 10⁴ 个/ mL 剂量球虫的高原鼠兔随粪便排出的卵囊数量最大。本研究结果表明,艾美耳球虫对高原鼠兔的非急性致死效应类似于慢性杀鼠剂的作用。如果野外大剂量投放艾美耳球虫制剂后,不仅有望短期内有效降低高原鼠兔种群数量,而且其控制效果可具长效性的潜在优点。     

繁殖期高原鼠兔的行为时间分配与后代存活率的关系

2002年4-8月份,在中国科学院海北高寒草甸生态系统定位站附近,采用标志流放、直接观察法和解剖法对青藏高原特有的植食性小哺乳动物———高原鼠兔(Ochotonacurzoniae)的行为时间分配、繁殖特征和后代存活率等方面进行了研究。结果表明,雌、雄成体平均地面活动时间占总时间的比例分别为88.67%和89.88%,在不同的繁殖时段,成体的各种行为时间分配存在显著的变化,并影响后代的存活率。幼体从出生到15d的存活率和雌、雄性成体的每次移动距离以及雌性成体的地面活动强度都显著的正相关;从15d到45d的存活率和雄性成体的地面活动强度、观望强度显著的正相关。在相同的观察时期,高原鼠兔雌、雄成体的一些行为时间分配存在显著差异,如雄性成体地面移动距离、频次在繁殖前期显著的高于雌性成体;雄性成体的观望强度在6、7月份显著高于雌性成体。说明雄性成体在领域防卫中较雌性成体承担更多的责任,雌、雄成体在育幼活动中的繁殖投入存在互补性。     

Social and ecological influences on dispersal and philopatry in the plateau pika (Ochotona curzoniae)

Benefits and costs of dispersal and philopatry of the socialplateau pika (Ochotona curzoniae) were studied on the Tibetanplateau for 3 years. Although short-lived, plateau pikas livein cohesive family groups that occupy burrow systems in sedgemeadow habitat Most (57.8%) plateau pikas were philopatric,and dispersal movements were extremely restricted. No juvenilefemales or adult pikas moved more than two family ranges betweenyears; the greatest observed dispersal distances were by twojuvenile males that moved five family ranges from the familyof their birth. Traversing unfamiliar habitat was not a costof pika dispersal because most dispersers settled in familiesthat they could easily visit before dispersal. Dispersal movementsappeared to result in equalization of density among pika families,an expected result if competition for environmental resourcesinfluenced dispersal. Males did not disperse to gain advantagesin competition for mates, as evidenced by their moving to familieswith significantly fewer females. Females, however, moved tofamilies with significantly more males. Males provide abundantpaternal care, and significantly more offspring per female survivedto become adults from families with more adult males per adultfemale. Evidence concerning the influence of inbreeding avoidanceon natal dispersal was indirect. Some males exhibited natalphilopatry; thus some families had opportunity for dose inbreeding.Males and females that dispersed had no opposite-sex relativesin their new families. Philopatric pikas may have benefitedby remaining in families that exhibited low local densities,and philopatric females might have benefited from social cooperationwith relatives.     

高原鼠兔干扰下高寒草甸植物功能群分布与土壤因子的关系

为阐明高原鼠兔干扰下高寒草甸植物功能群分布及其与土壤因子的关系,以高原鼠兔有效洞口密度代表其干扰强度,在青藏高原东缘高寒草甸选择3个不同干扰强度的高原鼠兔栖息区,调查植物群落结构和土壤理化性质,并分析高原鼠兔干扰下二者之间的关系.结果表明:(1)随高原鼠兔干扰强度增加,植物群落平均高度增加、盖度下降;(2)植物功能群多样性指数下降,其中莎草科和杂类草功能群多样性指数下降显著;(3)土壤有机质和全磷含量显著增加,土壤pH和土壤紧实度显著下降(P<0.05);(4)通过冗余分析和偏冗余分析,土壤化学因子(土壤全磷和全钾)的总效应和净效应达到极显著水平,表明高原鼠兔干扰下高寒草甸植物功能群分布与土壤全磷和全钾含量显著相关(P<0.05).     

高原鼠兔脑红蛋白基因的克隆与组织表达

克隆高原鼠兔脑红蛋白(Neuroglobin,NGB)基因编码区并检测其在成年高原鼠兔脑组织和其他组织中的表达,同时探讨高原鼠兔低氧适应的分子生物学机制。从高原鼠兔脑组织中提取总RNA,通过RT - PCR 获得高原鼠兔NGB cDNA,将其与pGEM - T Easy 载体连接,构建重组质粒,蓝白斑筛选阳性克隆并进行鉴定和测序;制备地高辛标记的RNA 探针并采用原位杂交法(In suit hybridization,ISH) 分析脑红蛋白基因在高原鼠兔脑组织中的分布;采用RT - PCR 和蛋白印记(Western blot)检测高原鼠兔不同组织中脑红蛋白的表达含量。将含有目的片段的阳性克隆经测序和Blast 分析,显示其部分编码序列与GenBank 中绵羊、大鼠等同源性很高(大于84% ),表明本实验所克隆的序列为脑红蛋白基因;原位杂交结果显示NGB 在青藏高原土著动物高原鼠兔脑部分布较为广泛;高原鼠兔不同组织中都有NGB mRNA 表达,NGB 基因并不是中枢神经系统所特有的,睾丸和肾上腺也有较高的表达。NGB 基因在高原鼠兔脑组织和其他组织中分布较为广泛,推测NGB mRNA 可能在高原鼠兔机体较为广泛的区域中发挥着作用,同时为高原低氧适应相关基因的研究提供了实验依据。     

高原鼠兔挖掘活动对土壤中氮素含量的影响

本文通过测定不同类型高原鼠兔鼠丘和鼠丘下0 ～ 10 cm 土壤中总氮、铵态氮和硝态氮的含量变化,分析了高原鼠兔挖掘活动对土壤中无机氮含量的影响,并通过测定高原鼠兔鼠丘密度,计算了每只高原鼠兔对氮素循环的贡献。研究结果表明:不同类型鼠丘土壤中总氮含量无明显变化,铵态氮、硝态氮和无机氮含量处理间变化趋势为当年鼠丘>两年鼠丘> 多年鼠丘> 对照。方差分析结果表明,硝态氮含量在5 月时差异显著,当年鼠丘和两年鼠丘显著大于多年鼠丘和对照,无机氮含量在5 月和9 月表现为当年鼠丘显著高于对照。在不同月份,铵态氮含量月间变化趋势为5 ～ 8 月逐渐降低,至9 月略有增加,硝态氮和无机氮含量呈现“高- 低- 高-低- 高”的“W”变化趋势。方差分析结果显示,铵态氮、硝态氮和无机氮含量月间变化显著。不同类型鼠丘下0 ～ 10 cm 土壤中铵态氮、硝态氮和无机氮含量处理间和月份间变化趋势与鼠丘土壤中变化趋势基本一致,但硝态氮和无机氮含量在当年鼠丘中均显著高于对照,且不同月份间铵态氮、硝态氮和无机氮的含量差异显著(P
< 0.05)。每只高原鼠兔挖掘活动所形成的鼠丘土壤中的铵态氮、硝态氮和无机氮分别增加了162.6 mg/ kg、355.1 mg/kg 和497.7 mg/ kg。     

高原鼠兔种群恢复过程中的洞穴分布动态

高原鼠兔洞穴系统的恢复是其种群恢复的关键指标之一,洞穴分布的变化可以反映种群的动态。本研究于2014-2016年在青海省祁连县对2.79 hm2高寒草甸内高原鼠兔(Ochotona curzoniae)种群密度、洞穴密度和洞穴的相对位置进行跟踪观测。其中包括6个50m×50m 的灭鼠堵洞处理、6个30m×30m 的灭鼠处理和3个50m×50m的对照处理。分别采用平均最近邻指数和平均拥挤度指数分析洞穴系统中有效洞、弃洞、粪坑和嬉戏坑的分布模式及洞系表现面积,并对各参数进行描述性和相关性分析。结果显示：高原鼠兔种群密度恢复过程中（1）有效洞的空间格局由随机向离散分布转变,弃洞由随机向聚集分布转变,粪坑和嬉戏坑无明显变化趋势;有效洞和弃洞分布格局的恢复都朝向灭鼠前状态,但恢复的都不充分;（2）有效洞最近邻指数与其自身密度正相关;弃洞最邻近指数与其自身密度负相关;粪坑、嬉戏坑最近邻指数与其自身密度无显著相关性;其中,仅粪坑的分布最近邻指数与高原鼠兔种群密度呈显著负相关;（3）有效洞与粪坑、嬉戏坑表现面积的变化情况较为一致,与弃洞呈互补态势;洞系表现面积的变异性远小于洞穴密度。结果说明：（1）高原鼠兔洞穴分布格局和洞穴密度的恢复具有滞后性;（2）有效洞、弃洞的分布格局主要受洞穴密度的影响;（3）高原鼠兔种群的恢复过程中对洞系面积的需求优先于洞口数量。     

Isolation and characterization of eleven microsatellite loci in small abalone, Haliotis diversicolor Reeve

Eleven novel microsatellite markers were isolated from small abalone, Haliotis diversicolor Reeve. These loci were tested on 22 individuals from two different geographic populations. We identified a total of 162 alleles from the 11 microsatellite loci. All of the loci were highly polymorphic. Polymorphism information content (PIC) is ranging from 0.7276 to 0.9163. Observed and expected heterozygosities ranged from 0.2727 to 1.0000 and from 0.7738 to 0.9429, respectively. Three loci deviated significantly from Hardy–Weinberg equilibrium. No pairs of loci displayed linkage disequilibrium. These polymorphic markers will be used to analyze population structure, genetic diversity and construct a genetic linkage map. Xin Zhan and Hai-Yan Hu contribute equally to this study.     

Effects of temperature and photoperiod on thermogenesis in plateau pikas (Ochotona curzoniae) and root voles (Microtus oeconomus)

We examined the effects of temperature and photoperiod on metabolic thermogenesis and the thermogenic characteristics of brown adipose tissue in plateau pikas (Ochotona curzoniae) and root voles (Microtus oeconomus), the dominant species of small mammals in the alpine meadow ecosystems on the Qinghai-Tibetan Plateau. Pikas and voles were acclimated in the following groups: (1) Long day – warm temperature (16L:8D, 23 °C), (2) Long day – cold temperature (16L:8D, 5 °C), (3) short day – warm temperature (8L:16D, 23 °C), and (4) short day – cold temperature (8L:16D, 5 °C). Both temperature and photoperiod were important environmental cues for changes in thermogenesis for both species. Low temperature and short photoperiod induced increases in metabolic rate, nonshivering thermogenesis (NST), mitochondrial protein contents of brown adipose tissue, and cytochrome C oxidase activity of brown adipose tissue mitochondria in both species. Plateau pikas were more sensitive to cold (79% of the total NST response) than to short photoperiod (21%), while root voles were more sensitive to short photoperiod (60% of the total NST response) than to cold (40%), although cold clearly enhanced thermogenesis. Their thermogenic characteristics correlated with their preferred habitats: plateau pikas are found mainly in more exposed microhabitats in open sunny meadow, while root voles live in more sheltered microhabitats in relatively closed shrub. Our results also showed that temperature and photoperiod combined induce thermogenic adjustments in both species in seasonal acclimatization in their alpine meadow macrohabitat. Accepted: 10 November 1998     

高原鼢鼠和高原鼠兔肺细叶的结构特征

高原鼢鼠和高原鼠兔是青藏高原土著动物,对低氧具有很好的适应性.为了探讨在低氧环境中两者肺细叶结构的适应特征,应用体视学方法测量了肺细叶相关指标.结果发现 :高原鼢鼠和高原鼠兔肺单位面积肺泡数显著高于SD大鼠,单个肺泡面积和弹性纤维/肺实质比显著低于SD大鼠;高原鼢鼠肺泡隔厚度最厚,高原鼠兔最薄,且三种动物具显著差异; 高原鼢鼠和高原鼠兔气-血屏障的算术平均厚度(Ta)和调和平均厚度(Th) 均显著低于SD 大鼠;在三个级别的微血管中,高原鼠兔中膜肌层厚度显著低于高原鼢鼠,两种高原动物均显著低于SD大鼠;高原鼢鼠和高原鼠兔的微血管密度(MVD)显著高于SD大鼠.以上结果表明,高原鼢鼠和高原鼠兔肺细叶结构特征表现出一定趋同,这些特征有利于在低氧条件下提高肺气体扩散容量;但是,肺泡隔厚度和微血管中膜肌层厚度/血管外径比又表现出明显的差异,可能是不同生境造成的[动物学报 54(3):531-539,2008].     

高原鼠兔繁殖期攻击行为的动态格局

为探讨高原鼠兔繁殖期攻击行为强度的变化、检验进化博弈理论有关预测,本研究于2009 年5 ～8 月采用标志重捕和中立竞技场法测定了高原鼠兔自然种群斗殴及进攻等行为的发生频率及持续时间。结果表明:5 月下旬及6 月上旬高原鼠兔雄性斗殴行为发生频率及持续时间显著高于7 月下旬和8 月中旬;而雌性差异不显著。5月下旬和6 月上旬,高原鼠兔雄性个体间的斗殴行为发生频率及持续时间显著高于雌性,其余时期两性间无显著差异。进攻发起者通常是该次殴斗的获胜者;自繁殖高峰期至末期,种群中雄性高原鼠兔鹰对策者比例逐渐下降,与进化博弈论的预测一致。