西北研究院寒区绵羊冷适应机制解析研究获进展

北方高寒牧区是中国生态草牧业和高寒草地生态系统中的核心地区，也是绵羊的主要产区。这些区域冷季漫长严寒，降雪时间长且降雪量大。漫长而寒冷的冬季常导致绵羊掉膘严重、大量冻亡，给牧区经济造成损失。目前，针对绵羊响应冷应激的分子机制尚不明晰，发掘绵羊耐寒性状形成的遗传机制，提升绵羊耐寒性，是中国生态草牧业发展亟待解决的科学问题。

基于上述问题，中国科学院西北生态环境资源研究院杨果课题组利用饲养试验、血清学鉴定、转录组测序、细胞培养与代谢分析等技术手段，剖析了慢性冷应激（Chronic Cold-Stress）下绵羊生理代谢和分子调控层面的调节机制及湖羊、阿勒泰羊品种间的响应差异。研究发现，慢性冷应激引起自由采食条件下绵羊采食量、日增重、营养物质消化率和体质量增重比发生显著变化；慢性冷应激通过改变绵羊血液血氧运输能力以增强脂质代谢，从而提高冷应激下的代谢效率和能量转换；慢性冷应激引起绵羊通过多组织、多通路共同调节产热以维持体温，阿勒泰羊下丘脑和瘤胃组织主要以Ca2+介导非UCP1依赖性途径产热（UCP1-undependent thermogenesis）调控能量代谢维持机体能量平衡，而同种程度的冷应激下湖羊多组织则主要通过UCP1依赖性途径调控产热（UCP1-dependent thermogenesis）。

此外，细胞验证实验首次发现并证实绵羊脂肪细胞中存在UCP1依赖性和UCP1非依赖性两条产热途径，并验证了新发现的冷应激相关基因SERCA主要以脂肪酸为底物参与UCP1非依赖性产热途径并发挥重要作用。

该研究为进一步解析我国寒区绵羊群体耐寒性差异及绵羊在慢性冷刺激下的抗寒能量调控提供了重要信息，为进一步提高高寒地区引进绵羊群体的耐寒性提供了基础数据。相关研究成果分别以Effect of air temperature on growth per⁃formance,apparent digestibilities,rumen fermenta⁃tion 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-ex⁃posed sheep breeds revealed different mechanisms and candidate genes for thermogenesis为题，发表在Journal of Animal Physiology and Animal Nutrition、Genes、Genetics Research上。研究工作得到中科院战略性先导科技专项（A类）“创建生态草牧业科技体系”、新疆农垦科学院柔性引进人才等的资助。相关试验依托西北研究院逆境生理生态学重点实验室、甘肃省生态与农业综合试验野外科学观测研究站完成。