棕色田鼠尿液在社會(huì)識(shí)別中的作用及其誘導(dǎo)的嗅球和副嗅球神經(jīng)元活動(dòng).pdf

1、化學(xué)通訊對(duì)于動(dòng)物尤其是嚙齒類動(dòng)物有著十分重要的作用，因此本論文以室內(nèi)繁殖的F1-3代棕色田鼠為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，通過(guò)行為觀察的方法，研究了棕色田鼠尿液在性別識(shí)別、個(gè)體識(shí)別、親緣識(shí)別中的功能；應(yīng)用氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀初步分析了尿液中化學(xué)信號(hào)物質(zhì)的性質(zhì)和組成；以Fos作為神經(jīng)元活動(dòng)的標(biāo)志，通過(guò)免疫化學(xué)方法探討了不同氣味刺激后棕色田鼠嗅球和副嗅球神經(jīng)元活動(dòng)，從而初步探討了兩大嗅覺(jué)系統(tǒng)的功能。 本論文的主要研究結(jié)論如下：1.在直接接觸和非直接接觸

2、尿液的條件下，通過(guò)研究棕色田鼠(Microtusmandarinus)在同性及異性尿液氣味源刺激下的行為及尿標(biāo)記數(shù)量差異，探討了棕色田鼠尿液在個(gè)體性別識(shí)別中的作用和尿液中揮發(fā)性成分及非揮發(fā)性成分(如主要尿蛋白等)在個(gè)體性別識(shí)別中的作用。研究發(fā)現(xiàn)：棕色田鼠在直接接觸條件下對(duì)于異性尿液的探究時(shí)間及頻次顯著多于對(duì)同性尿液的探究時(shí)間及頻次，在異性尿液側(cè)的尿標(biāo)記行為顯著多于在同性尿液側(cè)；而在非直接接觸條件下，棕色田鼠對(duì)同性及異性尿液的探究時(shí)間及頻

3、次，尿標(biāo)記行為都沒(méi)有顯著性差異。結(jié)果表明：棕色田鼠能夠通過(guò)尿液進(jìn)行性別辨識(shí)，棕色田鼠尿液中吸引異性的化學(xué)信號(hào)物質(zhì)可能是尿液中的低揮發(fā)性物質(zhì)，或者非揮發(fā)性與揮發(fā)性分子結(jié)合形成的復(fù)合物。雌雄棕色田鼠通過(guò)尿液進(jìn)行性別識(shí)別中存在性二型。 2.應(yīng)用行為學(xué)方法，通過(guò)研究棕色田鼠在直接接觸和非直接接觸熟悉異性和陌生異性尿液條件下的行為差異，探討了棕色田鼠尿液中揮發(fā)性和非揮發(fā)性成分在個(gè)體識(shí)別中的作用。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在直接接觸的條件下，棕色田鼠對(duì)熟悉

4、異性鼠的尿液表現(xiàn)出明顯的選擇傾向；而在非接觸情況下這種傾向卻不明顯；雌雄棕色田鼠在非接觸情況下共處15天后，在直接接觸尿液時(shí)，雌雄鼠都對(duì)熟悉異性鼠的尿液表現(xiàn)出明顯的選擇傾向。結(jié)果表明：棕色田鼠不但能夠在直接接觸的情況下識(shí)別熟悉和陌生異性鼠尿液，而且能夠通過(guò)感知個(gè)體產(chǎn)生的揮發(fā)性化學(xué)物質(zhì)從而對(duì)陌生的異性個(gè)體形成記憶，在以后通過(guò)其尿液對(duì)其進(jìn)行識(shí)別，而在此過(guò)程中尿液中非揮發(fā)性成分可能也起著一定作用。 3.以尿液為氣味源，通過(guò)研究同胞同巢

5、、非同巢同胞、單親撫養(yǎng)幼仔的親緣識(shí)別行為，探討了尿液在親緣識(shí)別中的作用及棕色田鼠親緣識(shí)別的機(jī)制。(1)同巢同胞：棕色田鼠在同胞鼠尿液側(cè)訪問(wèn)的時(shí)間顯著多于其對(duì)非同胞尿液的訪問(wèn)頻次。而訪問(wèn)時(shí)間則根據(jù)訪問(wèn)者的性別不同有所不同：雌性對(duì)于同胞鼠的訪問(wèn)時(shí)間顯著多于對(duì)非同胞鼠的尿液的訪問(wèn)時(shí)間(P＜0.05)；而雄性對(duì)于同性同胞鼠的訪問(wèn)時(shí)間雖然多于對(duì)非同胞鼠的尿液的訪問(wèn)時(shí)間，但是兩者之間沒(méi)有顯著差異。不論雌鼠或者雄鼠都傾向于靜待在同胞鼠尿液側(cè)，而在非同

6、胞鼠尿液一側(cè)表現(xiàn)出明顯較多的訪問(wèn)頻次、跑動(dòng)行為、嗅聞尿液行為，這說(shuō)明棕色田鼠對(duì)于同胞鼠和非同胞鼠尿液之間的差異能夠做出辨識(shí)，即同巢飼養(yǎng)的棕色田鼠通過(guò)尿液可以識(shí)別其同胞。在這一過(guò)程中尿液作為信號(hào)源在其中起著重要作用。尿液中的揮發(fā)性和非揮發(fā)性物質(zhì)在其中都起著重要的作用。(2)非同巢同胞：棕色田鼠非同巢同胞無(wú)論雌雄對(duì)于非同胞鼠尿液的訪問(wèn)頻次顯著多于對(duì)同胞鼠的訪問(wèn)頻次，在非同胞鼠尿液側(cè)嗅聞底物、嗅聞氣味源的頻次和時(shí)間顯著多于對(duì)同胞鼠尿液氣味側(cè)的

7、頻次和時(shí)間。對(duì)于同胞鼠和非同胞鼠尿液氣味的訪問(wèn)時(shí)間和頻次及其它行為變量在頻次和時(shí)間上沒(méi)有顯著性差異。雌雄鼠對(duì)于非同胞鼠尿液表現(xiàn)出較多的探究行為。這說(shuō)明表型匹配可能是棕色田鼠親緣識(shí)別的一種模式。(3)雌性單親撫養(yǎng)的幼仔對(duì)雄性親本尿液的識(shí)別：雌性單親哺育的棕色田鼠幼仔在雄性親本尿液一側(cè)出現(xiàn)的頻次、嗅底物的時(shí)間及頻次極顯著的多于在非親緣鼠尿液一側(cè)出現(xiàn)的頻次、嗅底物的時(shí)間及頻次。而在非親本雄鼠尿液一側(cè)靜止和挖掘行為的頻次及時(shí)間顯著多于在親本雄鼠

8、尿液一側(cè)的頻次及時(shí)間。即單親哺育幼仔在親緣鼠尿液一側(cè)的所花費(fèi)的探究時(shí)間極其顯著多于在非親本雄鼠尿液一側(cè)的頻次和時(shí)間。這說(shuō)明雌性單親撫養(yǎng)的幼仔對(duì)雄性親本鼠尿液表現(xiàn)出明顯偏好，幼仔可以通過(guò)尿液識(shí)別從未遭遇過(guò)的雄性親本，進(jìn)一步說(shuō)明表型匹配模式可能是棕色田鼠親緣識(shí)別的一種內(nèi)在機(jī)制。 綜上所述，棕色田鼠親緣識(shí)別中除了共生熟悉模式外，表型匹配模式也是進(jìn)行親緣識(shí)別的一種內(nèi)在機(jī)制。在實(shí)際社會(huì)生活中親緣識(shí)別中可能是遺傳因素和后天社會(huì)經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合的結(jié)

9、果，先天的遺傳因素是親緣識(shí)別的基礎(chǔ)，而后天的社會(huì)經(jīng)驗(yàn)對(duì)親緣識(shí)別有十分重要的影響。尿液中的揮發(fā)性和非揮發(fā)性物質(zhì)在其中都在其一定的作用，推測(cè)棕色田鼠可以通過(guò)尿液中化合物質(zhì)和量上的不同反映不同個(gè)體間的親緣關(guān)系。 4.棕色田鼠尿液中化學(xué)信號(hào)物質(zhì)分析：以有機(jī)溶劑二氯甲烷為萃取劑，濃縮萃取棕色田鼠雌雄個(gè)體尿液中的化學(xué)物質(zhì)，通過(guò)氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用的方法對(duì)雌雄成年棕色田鼠的尿液進(jìn)行分析，通過(guò)比較雌雄棕色田鼠尿液的色譜圖發(fā)現(xiàn)雌雄棕色田鼠尿液的色譜峰

10、值及保留時(shí)間有著較大的差異。將所得質(zhì)譜結(jié)果通過(guò)氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀(GCMS-QP2010)上的NIST27數(shù)據(jù)庫(kù)檢索發(fā)現(xiàn)：雌雄尿液揮發(fā)性成分的組成成分存在明顯的差異，在雌性棕色田鼠尿液中含硫化合物有三種：C24H50S2(Disulfide，di-tert-dodecyl)，C18H30O2S(2-Thiopheneaceticacid，dodecylester)，C16H26O2S(2-Thiopheneaceticacid，decy

11、lester)。雄性棕色田鼠尿液中含硫化合物有C4H8O3S(Thiophene-3-ol，tetrahydro-，1，1-dioxide)。通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)雌性棕色田鼠尿液中有38種化合物為雌性特有，而雄性尿液中有34種為雄性棕色田鼠所特有。以上這些雌雄棕色田鼠尿液中化學(xué)物質(zhì)成分差異可能是棕色田鼠進(jìn)行性別辨識(shí)的信號(hào)基礎(chǔ)。 5.棕色田鼠嗅球及副嗅球神經(jīng)元活動(dòng)研究.以Fos作為神經(jīng)元活動(dòng)的標(biāo)志，用蒸餾水、甲醛及尿液非接觸或接觸刺激棕色

12、田鼠，觀察其嗅球和副嗅球神經(jīng)元活動(dòng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：甲醛刺激后棕色田鼠嗅球中小球?qū)?、僧帽?xì)胞層、顆粒細(xì)胞層中的Fos陽(yáng)性神經(jīng)元數(shù)量與對(duì)照水刺激相比顯著增加，副嗅球中僧帽細(xì)胞層、顆粒細(xì)胞層中的Fos陽(yáng)性神經(jīng)元數(shù)量顯著增加，而小球?qū)又械腇os陽(yáng)性神經(jīng)元數(shù)量沒(méi)有顯著增加。同種尿液非直接接觸條件下刺激后，棕色田鼠副嗅球中各細(xì)胞層中Fos陽(yáng)性神經(jīng)元數(shù)量與對(duì)照水刺激相比無(wú)顯著差異，而主嗅球中各細(xì)胞層中Fos陽(yáng)性神經(jīng)元數(shù)量與對(duì)照水刺激相比顯著增加。同種尿液

13、直接接觸條件下刺激后，與對(duì)照水刺激相比棕色田鼠嗅球中各細(xì)胞層中Fos陽(yáng)性神經(jīng)元數(shù)量顯著增加，副嗅球中各細(xì)胞層中Fos陽(yáng)性神經(jīng)元數(shù)量也顯著增加。通過(guò)對(duì)尿液直接刺激和非直接刺激后嗅球和副嗅球中Fos陽(yáng)性神經(jīng)元數(shù)量比較發(fā)現(xiàn)，兩者副嗅球中各細(xì)胞層中Fos陽(yáng)性神經(jīng)元數(shù)量有顯著差異，而嗅球中各細(xì)胞層中Fos陽(yáng)性神經(jīng)元數(shù)量無(wú)顯著差異。尿液直接刺激和甲醛刺激后嗅球和副嗅球中Fos陽(yáng)性神經(jīng)元數(shù)量均無(wú)顯著差異。 因此推測(cè)：棕色田鼠嗅覺(jué)系統(tǒng)對(duì)于外部非