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长爪沙鼠（Meriones unguiculatus）广泛分布于俄罗斯外贝加尔、蒙古和中国北部的荒漠、荒漠草原、典型草原及其毗邻的农牧交错地带。其分布区环境及气候条件季相变化明显，且年降水总量自东向西显著减少。因此，水分可利用性在时间和空间上的局限性对长爪沙鼠生存和繁殖是很大的挑战。然而，动物在水代谢生理方面应对环境气候时空变化的机理（如肾脏的节水机理等）尚乏研究。本论文整合形态学、生理学以及分子学的方法，通过比较不同季节、不同地理分布区以及室内禁水操控条件下长爪沙鼠水代谢响应特征，旨在揭示长爪沙鼠的水代谢表型可塑性和分子适应机理。主要结果和结论如下: 1.为探明长爪沙鼠水代谢生理特征的季节变化模式，检测了野外春、夏和秋季长爪沙鼠水代谢生理指标的变化以及相应季节植物水、氮和脂肪含量的变化。结果发现长爪沙鼠成体体重没有明显的季节差异，长爪沙鼠的肾脏重量春季显著大于夏秋季，肾脏相对髓质厚度（Relative medullary thickness;RMT）和尿液渗透压则春季显著小于夏秋季。血清抗利尿激素浓度春夏季显著低于秋季。肾脏AQP1、AQP2和AQP3的分布和已报导的其他啮齿类相似。三个季节中肾脏AQPs和V2受体的表达量没有差异。夏秋季植物的水、氮和脂肪含量相对较高。结果表明长爪沙鼠利用肾脏形态和渗透调节的弹性变化适应不同季节环境的差异。 2.为了解不同栖息地的长爪沙鼠是否存在水代谢生理的变化，比较了内蒙古地区典型草原、荒漠草原和荒漠3种生境内长爪沙鼠的水代谢生理指标以及相应生境内植物水分、氮和脂肪含量的变化。结果发现3种生境内长爪沙鼠的体重、肾脏重量、肾脏相对髓质厚度、血清渗透压、血清抗利尿激素以及肾脏AQPs和V2受体的表达量均没有显著差异。不同栖息地植物水含量没有显著差异，氮含量荒漠和荒漠草原显著高于典型草原，脂肪含量荒漠显著低于典型草原。结果表明，沿不同地理梯度，长爪沙鼠保持稳定的水代谢生理特征。 3.为进一步理解长爪沙鼠对极端干旱条件的耐受能力，在实验室条件下检测了禁水7天的长爪沙鼠尿液渗透压和肾脏AQPs分布和表达。发现长爪沙鼠禁水7天的平均尿液渗透压为7503mOsm kg-1，比基础状态(4222mOsm kg-1)高77.7％。禁水7天后，肾脏AQP2表达显著增多，静止代谢率和总蒸发失水分别降低了43％和36％。结果表明长爪沙鼠能够运用较强的尿液浓缩能力、肾脏AQPs表达的调节和体水节约策略应对极端缺水环境。 我们的研究结果表明面临不同季节环境的变化时，长爪沙鼠在肾脏形态和渗透调节方面具有弹性的水代谢生理特征。不同地理分布区的长爪沙鼠肾脏形态和生理特征没有显著差异，显示出稳定的肾脏节水特点。而实验室极端缺水条件下，长爪沙鼠肾脏重量和RMT没有改变，在粪尿失水和蒸发失水方面表现出了高效的节水效率，同时肾脏AQP2表达的蛋白水平也显著增加。综上所述，长爪沙鼠针对不同环境表现出不同的水代谢适应策略，可能是长期进化和短期适应调节综合作用的结果，水代谢适应策略的改变可能对其野外生存和繁殖很关键。