食物質(zhì)量對橫斷山區(qū)高山姬鼠肥滿度的影響*

高文榮， 朱萬龍， 張浩， 王政昆

(1.云南省高校西南山地生態(tài)系統(tǒng)動植物生態(tài)適應(yīng)進化及保護重點實驗室 云南師范大學(xué)，云南 昆明 650500；2.云南師范大學(xué) 能源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，云南 昆明 650500)

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食物質(zhì)量對橫斷山區(qū)高山姬鼠肥滿度的影響*

高文榮1,2， 朱萬龍1， 張浩1， 王政昆1

(1.云南省高校西南山地生態(tài)系統(tǒng)動植物生態(tài)適應(yīng)進化及保護重點實驗室 云南師范大學(xué)，云南 昆明 650500；2.云南師范大學(xué) 能源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，云南 昆明 650500)

為了研究食物質(zhì)量對橫斷山區(qū)高山姬鼠肥滿度的影響，將成年雄性高山姬鼠分別馴化于高、低脂肪及高、低纖維和高、低蛋白食物條件下，馴化結(jié)束后測定動物的體重和體長.采用體重與體長立方的比值(K=100×W/L3)作為測定肥滿度的指標.結(jié)果發(fā)現(xiàn)：高、低脂食物對高山姬鼠的肥滿度無顯著影響；與低纖維或低蛋白食物飼養(yǎng)組相比，高纖維或高蛋白食物飼養(yǎng)高山姬鼠后，其肥滿度逐漸減小，4周后達到顯著水平，轉(zhuǎn)喂低纖維或低蛋白食物1周后，恢復(fù)到對照組水平.高山姬鼠的肥滿度在不同食物質(zhì)量條件下的變化模式與其生存的低緯度、高海拔、年平均溫度較低、食物波動大的橫斷山區(qū)密切相關(guān).

肥滿度；高山姬鼠；食物質(zhì)量；橫斷山區(qū)

肥滿度(relative fatness)是判斷動物生理狀態(tài)和營養(yǎng)狀況的一個重要指標，由Fulton首先提出，此后，越來越多的學(xué)者關(guān)注并研究肥滿度[1].食物的質(zhì)量和數(shù)量、季節(jié)、溫度、光照以及動物的性別、年齡和種群密度都與肥滿度有密切的關(guān)系[1].肥滿度常用于魚類研究，但自夏武平等[2]研究了紅背鼠平(Clethrionomysrutilus)的肥滿度后，很多屬種動物的肥滿度也相繼被研究，如大林姬鼠(Apodemuspeninsulae)[3]、黃毛鼠(Rattusrattoides)[4]、小家鼠(Musmusculus)[5]、灰倉鼠(Cricetulusmigratorius)[6]、達烏爾黃鼠(Spermophilusdauricus)[7]、中華鼢鼠(Myospalaxfontanieri)[8]、黑線倉鼠(Cricetulusbarabensis)[9]、大倉鼠(Cricetulustriton)[10]、布氏田鼠(Microtusbrandti)[11]、黑線姬鼠(Apodemusagrarius)[12]、褐家鼠(Rattusnorvegicus)[13]、社鼠(Rattusniviventer)[14]、東北鼢鼠(Myospalaxpislurus)[15]、大沙鼠(Rhombomysopimus)[16]、大絨鼠(Eothenomysmiletus)[17]和中緬樹鼩(Tupaiabelangeri)[18]等.

橫斷山地區(qū)處于東亞、東南亞和西藏高原生物地理界的交匯處，分布著許多特有和古老的哺乳動物[19].該地區(qū)特殊的地形地貌構(gòu)成了復(fù)雜多樣的生態(tài)系統(tǒng)及生境分化中心，是公認的生物多樣性重要類群分布最為集中、具有全球意義的25個熱點地區(qū)之一[20].境內(nèi)群山與河谷縱橫交錯，高原湖泊星羅棋布，濕地類型豐富多樣，食物資源及其可利用性波動大[21].

高山姬鼠(Apodemuschevrieri)是典型的古北界種類，屬于鼠亞科，主要分布于橫斷山及其附近地區(qū)[22].在云南省境內(nèi)，多分布于怒江和瀾滄江流域，以及大理、昆明、麗江和昭通等地區(qū)[23].夜晚活動頻繁，是橫斷山地區(qū)農(nóng)業(yè)鼠害和鼠疫的宿主之一[24].關(guān)于高山姬鼠的研究報道已有很多，特別是生理生態(tài)方面的研究，例如產(chǎn)熱和體溫調(diào)節(jié)關(guān)系[25]，蒸發(fā)失水[26]，冷馴化對產(chǎn)熱、能量代謝和體重的影響[27]，高脂食物對產(chǎn)熱和能量代謝影響[28]等.本文以生活在橫斷山區(qū)的高山姬鼠為實驗對象，研究了食物質(zhì)量(高、低脂肪、高、低纖維和高、低蛋白)對高山姬鼠肥滿度的影響，為探討小型哺乳動物適應(yīng)不同自然環(huán)境的策略提供一些理論依據(jù).

1 研究方法

1.1 材料和方法

實驗高山姬鼠捕自云南省劍川縣石龍村的農(nóng)田和灌叢(26°22′N，99°48′E)，海拔2 550～2 615m.該地區(qū)四季分明，為明顯的溫帶季風(fēng)氣候特征，食物資源波動性和可利用性大.對捕獲的樣本分別進行性別和年齡鑒定，然后將動物帶回云南師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院(昆明)實驗動物房，單籠飼養(yǎng)(長×寬×高：260mm×160mm×150mm)，無巢材，昆明醫(yī)科大學(xué)生產(chǎn)標準雛雞飼料喂養(yǎng)，自由飲水.飼養(yǎng)溫度為(25±1)℃，光照為12L：12D，單籠適應(yīng)4周后進行實驗.

高、低脂肪食物馴化實驗：(1)40只高山姬鼠隨機分為4組：低脂食物飼養(yǎng)4周組；高脂食物飼養(yǎng)4周組；高脂食物飼養(yǎng)7周組；高脂食物飼養(yǎng)10周組；(2)50只高山姬鼠隨機分為5組：對照組(低脂食物飼養(yǎng))；高脂食物飼養(yǎng)1周組；高脂食物飼養(yǎng)4周組；高脂食物飼養(yǎng)4周后，低脂食物飼養(yǎng)1周組；高脂食物飼養(yǎng)4周后，低脂肪食物飼養(yǎng)4周組.

高、低纖維食物馴化實驗：(1)40只高山姬鼠隨機分為4組：低纖維食物飼養(yǎng)4周組；高纖維食物飼養(yǎng)4周組；高纖維食物飼養(yǎng)7周組；高纖維食物飼養(yǎng)10周組；(2)50只高山姬鼠隨機分為5組：對照組(低纖維食物飼養(yǎng))；高纖維食物飼養(yǎng)1周組；高纖維食物飼養(yǎng)4周組；高纖維食物飼養(yǎng)4周后，低纖維食物飼養(yǎng)1周組；高纖維食物飼養(yǎng)4周后，低纖維食物飼養(yǎng)4周組.

高、低蛋白食物馴化實驗：(1)40只高山姬鼠隨機分為4組：低蛋白食物飼養(yǎng)4周組；高蛋白食物飼養(yǎng)4周組；高蛋白食物飼養(yǎng)7周組；高蛋白食物飼養(yǎng)10周組；(2)50只高山姬鼠隨機分為5組：對照組(低蛋白食物飼養(yǎng))；高蛋白食物飼養(yǎng)1周組；高蛋白食物飼養(yǎng)4周組；高蛋白食物飼養(yǎng)4周后，低蛋白食物飼養(yǎng)1周組；高蛋白食物飼養(yǎng)4周后，低蛋白食物飼養(yǎng)4周組.

高、低脂食物主要成分見表1，高、低纖維食物主要成分見表2，高、低蛋白食物主要成分見表3，所有飼料的硬度、大小和形狀一致.實驗開始前測定動物的體重，實驗結(jié)束后測定動物的體長和體重.肥滿度計算方法采用公式K=100×W/L3，其中，K為肥滿度(g·cm-3)；W為體重(g)；L為體長(cm).一般肥滿度值越大，表明鼠類身體狀況越好，反之亦然.

表1 高、低脂肪食物組成成分(所占干物質(zhì)重量的百分比)

表2 高、低纖維食物組成成分(所占干物質(zhì)重量的百分比)

表3 高、低蛋白食物組成成分(所占干物質(zhì)重量的百分比)

1.2 數(shù)據(jù)分析

用SPSS16.0軟件進行數(shù)據(jù)處理.采用單因素方差分析(two-wayANOVA)，數(shù)據(jù)全部表示為平均值±標準誤(Mean±SE)，P<0.05為差異顯著，P<0.01為差異極顯著.

2 結(jié)果

2.1 高、低脂肪食物對高山姬鼠肥滿度的影響

對90只高山姬鼠的肥滿度統(tǒng)計結(jié)果顯示：與低脂食物飼養(yǎng)組相比，高脂食物飼養(yǎng)4周后，其肥滿度有所增大，但差異不顯著(F3,36=0.094，P>0.05)(表4)；轉(zhuǎn)喂低脂食物后，肥滿度又有所減小，差異也不顯著(F4,45=0.129，P>0.05)(表5).

表4 高脂食物對高山姬鼠肥滿度的影響

表5 高、低脂食物轉(zhuǎn)換對高山姬鼠肥滿度的影響

2.2 高、低纖維食物對高山姬鼠肥滿度的影響

高纖維食物飼養(yǎng)4周組高山姬鼠的肥滿度顯著小于低纖維食物飼養(yǎng)4周組(F3,36=4.183，P<0.05)，而高纖維食物飼養(yǎng)7周和10周組與低纖維食物飼養(yǎng)4周組差異不顯著(P>0.05)(如圖1所示).

與對照組(低纖維食物飼養(yǎng))相比，高纖維食物飼養(yǎng)高山姬鼠后，其肥滿度逐漸減小，4周后達到顯著水平(F4,45=2.817，P<0.05)，轉(zhuǎn)喂低纖維食物1周后，恢復(fù)到對照組水平(如圖2所示).

2.3 高、低蛋白食物對高山姬鼠肥滿度的影響

高蛋白食物飼養(yǎng)4周組高山姬鼠的肥滿度顯著小于低蛋白食物飼養(yǎng)4周組(F3,36=2.878，P<0.05)，而高蛋白食物飼養(yǎng)7周和10周組與低蛋白食物飼養(yǎng)4周組差異不顯著(P>0.05)(如圖3所示).

與對照組(低蛋白食物飼養(yǎng))相比，高蛋白食物飼養(yǎng)高山姬鼠后，其肥滿度逐漸減小，4周后達到顯著水平(F4,45=3.119，P<0.05)，轉(zhuǎn)喂低蛋白食物1周后，恢復(fù)到對照組水平(如圖4所示).

圖1 高纖維食物對高山姬鼠肥滿度的影響.LF-W4：低纖維食物飼養(yǎng)4周組；HF-W4：高纖維食物飼養(yǎng)4周組；HF-W7：高纖維食物飼養(yǎng)7周組；HF-W10:高纖維食物飼養(yǎng)10周組.數(shù)值用平均值±標準誤差表示，條形柱上的不同字母表示組間差異顯著(P<0.05).

圖2 高、低纖維食物轉(zhuǎn)換對高山姬鼠肥滿度的影響.Control：對照組；HF-W1：高纖維食物飼養(yǎng)1周組；HF-W4：高纖維食物飼養(yǎng)4周組；RLF-W1：高纖維食物飼養(yǎng)4周后，低纖維食物飼養(yǎng)1周組；RLF-W4:高纖維食物飼養(yǎng)4周后，低纖維食物飼養(yǎng)4周組.數(shù)值用平均值±標準誤差表示，條形柱上的不同字母表示組間差異顯著(P<0.05).

圖3 高蛋白食物對高山姬鼠肥滿度的影響.LP-W4：低蛋白食物飼養(yǎng)4周組；HP-W4：高蛋白食物飼養(yǎng)4周組；HP-W7：高蛋白食物飼養(yǎng)7周組；HP-W10:高蛋白食物飼養(yǎng)10周組.數(shù)值用平均值±標準誤差表示，條形柱上的不同字母表示組間差異顯著(P<0.05).

圖4 高、低蛋白食物轉(zhuǎn)換對高山姬鼠肥滿度的影響.Control：對照組；HP-W1：高蛋白食物飼養(yǎng)1周組；HP-W4：高蛋白食物飼養(yǎng)4周組；RLP-W1：高蛋白食物飼養(yǎng)4周后，低蛋白食物飼養(yǎng)1周組；RLP-W4:高蛋白食物飼養(yǎng)4周后，低蛋白食物飼養(yǎng)4周組.數(shù)值用平均值±標準誤差表示，條形柱上的不同字母表示組間差異顯著(P<0.05).

3 討論

食物質(zhì)量是影響小型哺乳動物體重和能量代謝的重要環(huán)境因子[29-30].食物的質(zhì)量、數(shù)量及其可利用性對動物的繁殖、進化及生存等方面起著十分重要的作用[31-32].橫斷山地區(qū)食物質(zhì)量、食物資源的可獲得性和可利用性波動大.能量攝取和消耗平衡的變化會影響體重的適應(yīng)性調(diào)節(jié)，并且會進一步影響動物的肥滿度.食物中脂肪、纖維和蛋白含量的變化誘導(dǎo)許多小型哺乳動物體重變化，如高低脂食物未顯著影響高山姬鼠的體重變化[28]，但顯著增加大鼠和小鼠的體重[33-34]；高纖維和高蛋白食物降低布氏田鼠(Lasiopodomysbrandtii)[35]和長爪沙鼠(Merionesunguiculatus)[36]的體重等.

對90只高山姬鼠的肥滿度統(tǒng)計結(jié)果顯示：與低脂食物飼養(yǎng)組相比，高脂食物飼養(yǎng)4周后，其肥滿度有所增大，但差異不顯著；轉(zhuǎn)喂低脂食物后，肥滿度又有所減小，差異也不顯著.食物脂肪含量對高山姬鼠肥滿度沒有顯著影響可能是高脂食物導(dǎo)致高山姬鼠能量攝入減少而消化率提高，體重沒有顯著變化所致.

研究發(fā)現(xiàn)，與對照組(低纖維或低蛋白食物飼養(yǎng)組)相比，高纖維或高蛋白食物飼養(yǎng)高山姬鼠后，其肥滿度逐漸減小，4周后達到顯著水平；轉(zhuǎn)喂低纖維或低蛋白食物1周后，恢復(fù)到對照組水平；但高纖維或高蛋白食物飼養(yǎng)7周和10周組與低纖維或低蛋白食物飼養(yǎng)4周組差異不顯著.高纖維或高蛋白食物飼養(yǎng)高山姬鼠4周后，其肥滿度減小可能是高纖維或高蛋白食物降低了高山姬鼠的體重，而體長變化不大所致；轉(zhuǎn)喂低纖維或低蛋白食物1周后，高山姬鼠的肥滿度又能恢復(fù)到對照組水平，這與高山姬鼠體重的恢復(fù)是一致的.而高纖維或高蛋白食物飼養(yǎng)7周和10周組與低纖維或低蛋白食物飼養(yǎng)4周組高山姬鼠肥滿度的差異不顯著，可能是因為高山姬鼠在長時間飼喂高纖維或高蛋白食物后，比短時間飼喂高纖維或高蛋白食物有所適應(yīng)，從而導(dǎo)致體重也有所恢復(fù)所致.另外，高山姬鼠屬于夜行性動物，在夜晚的活動多于白天，其取食的種類和質(zhì)量也有所不同.基于以上分析，高山姬鼠肥滿度在不同食物質(zhì)量條件下的變化，可能與其生活的橫斷山區(qū)的環(huán)境條件密切相關(guān).

4 結(jié)論

高、低脂食物對高山姬鼠的肥滿度無顯著影響；與對照組(低纖維或低蛋白食物飼養(yǎng)組)相比，高纖維或高蛋白食物飼養(yǎng)高山姬鼠后，其肥滿度逐漸減小，4周后達到顯著水平，轉(zhuǎn)喂低纖維或低蛋白食物1周后，恢復(fù)到對照組水平；但高纖維或高蛋白食物飼養(yǎng)7周和10周組與低纖維或低蛋白食物飼養(yǎng)4周組差異不顯著.總之，高山姬鼠肥滿度應(yīng)對不同食物質(zhì)量的變化模式，可能與其生活的橫斷山區(qū)的環(huán)境條件密切相關(guān).因此，可以用肥滿度這項指標來預(yù)測橫斷山地區(qū)高山姬鼠的種群數(shù)量.

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Effects of Diet Quality on Relative Fatness inApodemusChevrieriin Hengduan Mountain Region

GAO Wen-rong1,2, ZHU Wan-long1, ZHANG Hao1, WANG Zheng-kun1

(1.Key Laboratory of Ecological Adaptive Evolution and Conservation on Animals-Plants in Southwest Mountain Ecosystem of University in Yunnan Province,Yunnan Normal University,Kunming 650500,China;2.School of Energy and Environmental Science,Yunnan Normal University,Kunming 650500,China)

To investigate food quality on relative fatness inApodemuschevrieriinHengduanMountainregion,adultmalesApodemuschevrieriwereacclimatizedtohigh-andlow-fatdiet,high-andlow-fiberdiet,high-andlow-proteindietcondition.Afteracclimationperiod,wedeterminedbodymassandbodysize.TherelativefatnessinApodemuschevrieriwascalculatebyempiricalformula(K=100W/L3).Theresultsshowedthathigh-andlow-fatdiethadnosignificantdifferencesonrelativefatnessinApodemuschevrieri.High-fiberorhigh-proteindietinducedreductiononrelativefatnessinApodemuschevriericomparedwiththecontrolgroup(feedinglow-fiberorlow-proteindietgroup),anditreachedsignificantlevelafter4weeks.TherelativefatnessofApodemuschevriericanberestoredtothecontrollevelinrefeedinglow-fiberorlow-proteindietfor1week.ThechangespatternonrelativefatnessofApodemuschevrieriindifferentdietqualitywererelatedtotheirmicroenvironmentsuchaslowlatitude,highelevation,loweraverageambienttemperatureandthebigchangeoffoodresourcesinHengduanmountainregion.

Relative fatness；ApodemusChevrieri；Dietquality；Hengduanmountainregion

2015-03-16

國家自然科學(xué)基金資助項目(31360096)；云南省應(yīng)用基礎(chǔ)研究計劃重點資助項目(2013FA014)；云南省博士學(xué)術(shù)新人獎資助項目.

高文榮(1987- )，男，云南曲靖人，博士研究生，主要從事動物生理生態(tài)學(xué)方面研究.

王政昆，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事動物生理生態(tài)學(xué)方面研究.

S865.1

A

1007-9793(2015)04-0063-06