急性冷热应激对肉羊生理生化指标和HSP70家族基因表达的影响

发布时间：2020-06-16 02:01

【摘要】：我国四季温度变化幅度较大,容易出现温度骤然升高或骤然下降现象。目前有关肉羊冷热应激的研究主要集中在慢性应激方面,而急性冷热应激对肉羊的影响鲜有报道。本试验研究急性冷热应激对肉羊生理、抗氧化、免疫和HSP70家族基因表达的影响,旨在探究肉羊冷热应激早期的响应机制,为肉羊冷热应激的早期监测和防治提供理论依据。试验一急性热应激对肉羊生理生化指标和HSP70家族基因表达的影响试验选取5只健康、体况接近的(12±0.5)月龄波尔山羊×关中奶山羊杂交F_1母羊,单笼饲养于同一环控舱内(温度维持20℃,相对湿度60%),适应5 d。设置30℃、34℃和38℃三个高温处理,每个处理5只羊,分别采取自身对照。利用环控舱对每组试验羊急性热应激处理12 h,然后恢复适宜环境(20℃),过渡3.5 d,进行下一个处理。采集每组热应激各时间点血样,分别利用比色法测定血清抗氧化指标,ELISA法测定血清免疫指标,RT-PCR法测定血淋巴细胞HSP70家族基因(HSPA1A、HSPA6和HSPA8)mRNA的表达量。结果表明:(1)与应激前相比,肉羊呼吸频率(RR)和直肠温度(RT)在不同温度热应激2～12h时均显著升高(P0.05),且38℃热应激时变化最明显。心率(HR)无显著变化(P0.05)。恢复适宜温度(20℃)后,RR和RT能在短时间(8 h和4 h)内恢复到正常水平(P0.05)。(2)血清SOD、GSH-Px活性在30℃热应激2 h时、T-AOC含量在34℃热应激4h时显著升高(P0.05)。SOD、GSH-Px活性和T-AOC含量在30℃和38℃热应激8～12h时均显著下降(P0.05),MDA含量均显著升高(P0.05)。(3)不同温度热应激能显著增加TNF-α、IL-1β和IL-2含量(P0.05)。此外,30℃热应激8～12 h时显著增加IgG含量(P0.05);38℃热应激4～12 h时显著降低IgG、IgM和IgA含量(P0.05),12 h时显著降低IL-4含量(P0.05)。(4)HSPA1A mRNA表达量在30℃和34℃热应激2～8 h时(P0.05),38℃热应激2～12 h时(P0.05)显著升高,且都呈先升高后下降的趋势;HSPA6 mRNA表达量在30℃和38℃热应激2 h时(P0.05),34℃热应激2～4 h时(P0.05)显著升高,之后恢复到正常水平(P0.05)。HSPA8 mRNA表达量在不同温度热应激4～8 h时都显著升高(P0.05)。试验二急性冷应激对肉羊生理生化指标和HSP70家族基因表达的影响试验选取8只健康、体况接近的(12±0.5)月龄小尾寒羊×湖羊杂交F_1母羊,单笼饲养于同一保温舍内(风寒温度-7.14±2.53℃),适应7 d。第8天移置舍外(风寒温度-27.40±3.12℃)急性冷应激12 h。采集冷应激各时间点血样和冷应激前后组织样,RT-PCR法测定不同组织(肝脏、肾脏、脾脏、心脏、背最长肌和十二指肠)HSP70家族基因(HSPA1A、HSPA6和HSPA8)mRNA的表达量,其他试验方法同试验一。结果表明:(1)肉羊RR在冷应激4～12 h时显著下降(P0.05)。HR随冷应激时间的延长呈先升高后下降的趋势,在冷应激2～12 h时都显著升高(P0.05)。RT在冷应激12 h时显著下降(P0.05)。(2)急性冷应激能显著降低血清SOD、GSH-Px活性和T-AOC含量(P0.05),增加MDA含量(P0.05);增加TNF-α、IL-1β、IFN-γ和IL-2含量(P0.05),降低IL-4、IgG、IgM和IgA含量(P0.05)。(3)冷应激12 h时,HSPA1A mRNA表达量在肝脏、肾脏、心脏和背最长肌中显著升高(P0.05)。HSPA6 mRNA表达量在心脏和背最长肌中显著升高(P0.05)。HSPA8mRNA表达量在背最长肌中显著升高(P0.05),在脾脏和十二指肠中显著下降(P0.05)。试验结论:(1)急性冷热应激温度及时间对肉羊影响不同。适当高温(30℃和34℃)及其短时间热应激,肉羊可以通过调节生理参数、提高抗氧化酶活性、调节免疫因子活动和HSP70家族基因的表达量来抵抗热应激以适应高温环境;但长时间或极端高温(38℃)热应激或极端低温(-27℃)冷应激仍会破坏肉羊体温平衡,降低抗氧化和免疫功能,损害机体健康。(2)在HSP70家族基因中HSPA1A对冷热应激温度和时间更敏感,宜作为肉羊冷热应激早期的生物标记物。
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S826
【图文】：

图 1-1 应激时热休克蛋白的表达机制（Gupta et al. 2013）Fig.1-1 The mechanism of heat shock protein expression in stressHSP70 的生物学功能P70 作为主要的分子伴侣蛋白，在新生肽链合成、正确折叠、跨膜运清除、细胞骨架的形成与修复等方面发挥着重要作用（Multhoff et et al. 2003）。此外，HSP70 可以通过介入细胞凋亡信号转导通路而参与控（Qin et al. 2010; Sharma et al. 2013; Singh et al. 2017）P70 在机体抗氧化过程中起重要作用（Yamamoto et al. 1998）。有研究表过促进内源性抗氧化酶（如 SOD）的产生并抑制氧自由基关键酶（NA）的表达，来减少自由基的产生（Yamamoto et al. 1998）。后来也有研的过表达可以增加机体 SOD 活性，表明 HSP70 可增加抗氧化酶活性来能力（Wang et al. 2003）。但也有研究表明 HSP70 的过表达可以使人肺氧化应激的损伤，但并没有增加细胞内 SOD 和 GSH-Px 活性，推测 HS氧化酶活性没有直接联系（Gaubin et al. 2000）。

西北农林科技大学硕士学位论文的选择，培育耐热动物也是改善动物福利的可能方法（Garne学工具，探究环境与基因型的互作效应，正用于动物热应（Archana et al. 2017）。Sejian 等（2019）归纳可作为反刍图 1-2。反刍动物冷应激相关基因筛查研究报道比热应激要 在寒冷条件下对绵羊机体有保护作用，可为抗寒育种工作5）。

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本文编号：2715350