楊果課題組寒區綿羊冷適應機制解析研究新進展

　　北方高寒牧區是中國生態草牧業和高寒草地生態系統中的核心地區，也是綿羊的主要產區。這些區域冷季漫長嚴寒，降雪時間長且降雪量大。漫長而寒冷的冬季常導致綿羊掉膘嚴重、大量凍亡，給牧區經濟造成損失。目前，針對綿羊響應冷應激的分子機制尚不明晰，發掘綿羊耐寒性狀形成的遺傳機制，提升綿羊耐寒性，是中國生態草牧業發展亟待解決的科學問題。

　　基于上述問題，中國科學院西北生態環境資源研究院楊果課題組利用飼養試驗、血清學鑒定、轉錄組測序、細胞培養與代謝分析等技術手段，剖析了慢性冷應激（Chronic Cold-Stress）下綿羊生理代謝和分子調控層面的調節機制及湖羊、阿勒泰羊品種間的響應差異。研究發現，慢性冷應激引起自由采食條件下綿羊采食量、日增重、營養物質消化率和體質量增重比發生顯著變化；慢性冷應激通過改變綿羊血液血氧運輸能力以增強脂質代謝，從而提高冷應激下的代謝效率和能量轉換；慢性冷應激引起綿羊通過多組織、多通路共同調節產熱以維持體溫，阿勒泰羊下丘腦和瘤胃組織主要以Ca2+介導非UCP1依賴性途徑產熱（UCP1-undependent thermogenesis）調控能量代謝維持機體能量平衡，而同種程度的冷應激下湖羊多組織則主要通過UCP1依賴性途徑調控產熱（UCP1-dependent thermogenesis）。

　　此外，細胞驗證實驗首次發現并證實綿羊脂肪細胞中存在UCP1依賴性和UCP1非依賴性兩條產熱途徑，并驗證了新發現的冷應激相關基因SERCA主要以脂肪酸為底物參與UCP1非依賴性產熱途徑并發揮重要作用。

　　該研究為進一步解析我國寒區綿羊群體耐寒性差異及綿羊在慢性冷刺激下的抗寒能量調控提供了重要信息，為進一步提高高寒地區引進綿羊群體的耐寒性提供了基礎數據。相關研究成果分別以Effect of air temperature on growth performance, apparent digestibilities, rumen fermentation and serum metabolites in Altay and Hu lambs、Transcriptome analysis reveals genes involved in thermogenesis in two cold-exposed sheep breeds、Transcriptome profiles of the liver in two cold-exposed sheep breeds revealed different mechanisms and candidate genes for thermogenesis為題，發表在Journal of Animal Physiology and Animal Nutrition、Genes、Genetics Research上。研究工作得到中科院戰略性先導科技專項（A類）“創建生態草牧業科技體系”、新疆農墾科學院柔性引進人才等的資助。相關試驗依托西北研究院逆境生理生態學重點實驗室、甘肅省生態與農業綜合試驗野外科學觀測研究站完成。