【摘要】：黑線倉鼠(Cricetulus barabensis)是中國北方地區(qū)農田害鼠的優(yōu)勢種之一,因為其繁殖能力強,種群數量大,嚴重危害了農業(yè)生產活動,并且它還是流行病的傳染源,因此對其加強防控治理已是迫在眉睫。黑線倉鼠還是典型的獨居型鼠種,是研究動物行為的良好動物模型。探究黑線倉鼠的行為調控機制對研究黑線倉鼠社群結構、種群密度波動以及種群擴散機制的影響提供資料,對制定合理高效的農業(yè)鼠害治理措施具有十分重要的意義。攻擊行為是直接影響動物領域、繁殖和取食等行為的重要因素,也是影響動物個性特征的因素之一。動物攻擊行為受到機體神經調節(jié)和體液調節(jié)的復雜調控,尤其是其腦內調控的分子機制尚不清楚。五羥色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT),又名血清素(Serotonin)是一種重要的信號分子和神經遞質,參與調解多種精神活動及動物的行為活動。Htr1a(五羥色胺1a受體)和Htr1b(五羥色胺1b受體)是5-HT調控動物攻擊行為作用的主要受體。為了從受體層面探究5-HT對不同性格的動物攻擊行為的影響及其腦內調控機制,本研究以雄性黑線倉鼠為動物材料,在克隆測序Htr1a和Htr1b序列的基礎上,主要探究不同性格的雄性黑線倉鼠攻擊行為的變化及其大腦內Htr1a和Htr1b mRNA的差異表達的關系,目的在于更好的理解Htr1a和Htr1b受體調控行為的腦內機制。首先,以在山東省曲阜市農田中捕獲的野生黑線倉鼠為動物材料。用RT-PCR技術分別克隆了黑線倉鼠Htr1a和Htr1b的CDS區(qū)序列,運用生物信息學方法對Htr1a和Htr1b核酸序列以及編碼氨基酸序列進行功能分析。結果表明:實驗成功克隆到黑線倉鼠Htr1a序列1486bp(GenBank登錄號:MH169583),Htr1b序列1414bp(GenBank登錄號:MH169584),分別編碼422個和386個氨基酸。密碼子偏性分析顯示,Htr1a、Htr1b的同義密碼子有非均衡使用現象,但非均衡使用現象并不顯著,表明Htr1a、Htr1b進化過程的保守性和功能的穩(wěn)定性。理化性質及功能位點分析表明,Htr1a和Htr1b屬于G蛋白偶聯受體家族,均符合膜受體蛋白的特性且都是疏水性蛋白質,都具有多個蛋白質結合位點和多個功能位點。二級結構和三級結構預測表明它們都有一個高度保守的功能結構域,且Htr1a的結構穩(wěn)定,而Htr1b的結構相對不穩(wěn)定。同源性比對和聚類分析顯示,Htr1a和Htr1b序列均相對保守。預測分析Htr1a、Htr1b之間的相互作用表明,兩種受體結構之間的相互作用可能參與五羥色胺釋放,從而起到對5-HT系統功能的調節(jié)。其次,以購自山西醫(yī)科大學實驗動物中心的雄性黑線倉鼠為材料(許可證編號:scxk(晉)2015-0001),通過Handling-bag實驗根據其掙扎撕咬的時間長短對雄性黑線倉鼠進行性格分組,篩選出溫柔組和暴躁組個體各12只;通過Panlab的紅外曠場實驗系統檢測動物在面臨陌生環(huán)境時的開場行為,通過中立競技場實驗視頻分析檢測相同性格兩個體之間的攻擊行為的變化特征。結果表明:溫柔組和暴躁組個體的總運動距離(P=0.603)、最大運動速度(P=0.326)、休息時間占總時間的百分比(P=0.603)、緩慢移動時間與總時間的百分比(P=0.488)、快速移動時間與總時間的百分比(P=0.977)、后肢站立次數(P=0.644)、中央區(qū)域停留時間(P=0.885)、修飾次數(P=0.953)均無顯著性差異,說明不同性格的黑線倉鼠在面臨陌生環(huán)境時的開場行為無差異。溫柔組的基礎攻擊行為與暴躁組無顯著差異(P=0.106),但溫柔組的激烈攻擊行為極顯著低于與暴躁組(P=0.001),溫柔組的防御行為顯著低于暴躁組(P=0.021),兩組的社會行為無顯著性差異(P=0.194),說明不同性格的黑線倉鼠在攻擊行為上有顯著性差異。Spearman相關分析表明,Handling-bag實驗中動物掙扎時間與中立競技場實驗中的激烈攻擊行為頻次(r=0.686,P=0)、防御行為頻次(r=0.482,P=0.017)均呈顯著正相關。最后,利用克隆得到的Htr1a、Htr1b序列設計引物,通過熒光定量PCR法檢測不同性格組黑線倉鼠大腦中Htr1a、Htr1b mRNA的相對表達量。結果表明:Handling-bag實驗中動物掙扎時間與大腦內Htr1a mRNA相對表達量(r=0.772,P=0.003)均呈顯著正相關。同時,Htr1a mRNA相對表達量與激烈攻擊行為頻次(r=0.720,P=0.008)呈顯著正相關。Htr1b mRNA相對表達量則無此相關關系。以上結果提示:(1)本研究成功克隆到黑線倉鼠Htr1a、Htr1b的CDS區(qū)序列,初步預測兩種受體之間的相互關系,為進一步探究黑線倉鼠5-HT系統功能及作用機制奠定了分子生物學基礎;(2)Htr1a mRNA的表達量與不同性格的雄性黑線倉鼠攻擊行為相關,可能參與雄性動物攻擊行為的腦內調控,而Htr1b mRNA的表達量與不同性格的雄性黑線倉鼠攻擊行為相關性不顯著。研究結果有助于更好的認識黑線倉鼠生活規(guī)律,為深入探究動物攻擊行為的腦內調控分子機制提供了新的靶點,增加了對黑線倉鼠的行為學機制和生活史的了解,對制定并實施合理有效的治理農業(yè)鼠害的措施具有非常深遠的意義,并且對研究黑線倉鼠社群結構、種群密度波動以及種群擴散機制的影響積累了寶貴的資料。同時,還可以為黑線倉鼠實驗動物化的過程提供基礎資料,有助于更好地認識人類性格、行為的調控機制。
【圖文】：

圖 1 5-HT 代謝通路Fig.1 5-HT metabolic pathway究了在人類和多種動物中 5-HT 的功能及 5-HT 與攻擊行為攻擊行為與血小板的 5-HIAA 水平呈負相關[27-28]。Brown研究支持上述結論[29]，該結論提示中樞 5-H 可能是攻擊行動物的研究表明，腦中 5-HT 及 5-HT 代謝物水平如果下降

倉鼠大腦組織 RNA 瓊脂糖凝l electrophoresis of Cricetulus泳圖和測序峰圖A 反轉錄得到的 cDNA 為序。電泳圖和測序峰圖
【學位授予單位】：曲阜師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：S443

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本文編號：2663693