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全球气候变暖导致极端天气频发,特别是极端热浪频发使全球生物面对更为严峻的生存挑战,而外温动物中的爬行动物是受气候变暖影响最为严重的类群之一。目前,关于爬行动物受急性高温胁迫的研究相对较多,但是爬行动物对热浪的生理生化响应相关研究较少。本研究以我国浙江嘉兴(“北方种群”)和海南海口(“南方种群”)两个种群的乌龟(Mauremys reevesii)为研究对象,从氧化应激、抗氧化酶活性及相关基因表达和先天免疫的角度来分析热浪如何影响南北种群乌龟生理生化指标,探究不同地理种群爬行动物对热浪的响应。首先,受全球气候变暖和人类活动的影响,我国乌龟自然栖息地遭到严重侵占和破坏,虽然国内各地养殖场兴起,给龟类提供了一定的保护,但也造成地方种群基因杂交。为了比较嘉兴和海口种群间的遗传分化程度,本实验采用乌龟线粒体细胞色素b(Cyt B)基因分析南北种群的遗传距离,结果发现两种群并没有发生明显的种群分化。其次,为了解不同种群乌龟先天免疫对热浪刺激的响应模式,本研究对比对照、热浪及恢复处理后两种群乌龟血浆中C3、C4、溶菌酶浓度和肝脏及脾脏的免疫器官指数。结果发现,北方种群乌龟对照及热浪处理组血浆C3浓度显著高于南方种群,北方种群不同处理组之间无显著差异,南方种群乌龟经热浪处理后有上升趋势,经恢复处理后C3浓度显著高于对照组。这可能是因为热浪导致南方种群乌龟抵抗力下降,更易受到细菌及真菌感染,恢复处理后更高的C3浓度有助于抵抗病原微生物,恢复身体状态。所以,南方种群较北方种群先天免疫力更容易受到热浪天气的影响。最后,为了解热浪对南北种群乌龟氧化应激指标、抗氧化酶活力及基因表达的影响,检测不同处理组南北种群乌龟肝脏和肌肉组织的丙二醛(MDA)含量,过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)活性,总抗氧化能力(T-AOC)和还原型谷胱甘肽/氧化型谷胱甘肽(GSH/GSSG)。对比南北种群乌龟氧化应激和抗氧化水平受热浪影响的差异。利用荧光定量PCR技术检测乌龟肝脏、肌肉和脑组织抗氧化基因(Nrf2、CAT、Mn SOD、Cu SOD)和热休克蛋白70(HSP70)基因表达量,对比南北种群乌龟经热浪和恢复处理后的抗氧化能力和恢复能力。结果发现,南方种群乌龟肝脏组织MDA含量显著增加,SOD活力、T-AOC和GSH/GSSG显著下降,肌肉组织CAT活力显著上升。北方种群肝脏组织CAT活力、T-AOC显著上升,GSH/GSSG显著下降,肌肉组织T-AOC显著上升,GSH/GSSG显著下降。热浪处理后,南方种群乌龟肝脏、脑和肌肉组织中Nrf2、HSP70和Mn SOD基因和脑、肌肉组织中Cu SOD和CAT基因表达量均有不同程度的上调,且普遍高于北方种群。恢复处理后南北方种群各组织中部分基因表达量出现上升,可能与热浪刺激下产生的氧化损伤有关。本研究表明,热浪刺激会导致南方种群产生更多氧化产物MDA,更低的抗氧化酶活力和更高的抗氧化基因表达量。综上,海口(南方种群)和嘉兴(北方种群)种群乌龟没有明显的遗传分化。热浪处理后南方种群乌龟血浆中C3浓度和肝脏组织中MDA含量均显著高于北方种群。热浪处理后南方种群抗氧化酶活性较低于北方种群,且抗氧化酶基因表达较北方种群更高。所以,南方种群乌龟较北方种群可能更容易受到热浪天气的影响。