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高温和热浪对倭蛙热生物学、运动性能、氧化应激和抗氧化防御的影响

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高温和热浪对倭蛙热生物学、运动性能、氧化应激和抗氧化防御的影...

作者：何婕兰州大学

学位级别：硕士

在外温动物中,温度会影响个体的各种活动,而可逆的热适应被认为是一种可缓冲温度影响的重要机制。这种适应性使得个体能够通过行为上或生理上的调节来应对环境变化。近年来,青藏高原气温呈明显的上升趋势,同时伴随着极端天气频率的增加... 详细信息

在外温动物中,温度会影响个体的各种活动,而可逆的热适应被认为是一种可缓冲温度影响的重要机制。这种适应性使得个体能够通过行为上或生理上的调节来应对环境变化。近年来,青藏高原气温呈明显的上升趋势,同时伴随着极端天气频率的增加。倭蛙(Nanorana pleskei)是青藏高原特有的两栖类,在青藏高原上广泛分布,可以作为代表性物种来研究两栖动物对高原环境变化的适应性。本文以倭蛙为研究对象,在野外近五年(2015-2019年)8月份昼夜平均气温(12.1±0.5℃)的基础上将驯化温度升高至20.5℃和25.0℃,同时设置热浪条件,以野外组为对照组,温度升高至20.5℃(ETem20组,Elevated temperature to 20.5℃)、温度升高至25.0℃(ETem25组,Elevated temperature to 25.0℃)和热浪组(昼夜温度波动范围为15.0-26.6℃)为实验组,测定在这些温度模式下驯化倭蛙的热生物学、运动性能以及肝脏和肌肉组织的氧化应激、抗氧化防御系统和热休克蛋白Hsp70、Hsp90 mRNA表达的情况,探究倭蛙在全球气候变暖背景下对高温及热浪的适应性及其机制。热生物学和运动性能的测定结果表明,相比于野外组,ETem20组、ETem25组和热浪组倭蛙的偏好温度(T)、耐受高温(CT)和温度耐受区间(ΔCT)都显著增加,而耐受低温(CT)显著减小。此外,与野外组相比,不同温度和热浪下倭蛙的跳跃总距离没有表现出显著差异,但最长时间显著减少,爆发游泳速度显著增大。本研究发现,与野外组相比,不同温度和热浪驯化下倭蛙的偏好温度改变,温度耐受范围变得更宽,爆发游泳速度增强,但耐力却下降。氧化损伤水平和抗氧化保护系统中关键酶活性的测定结果表明,与野外组相比,ETem20组肝脏和ETem25组肌肉中的脂质过氧化物(MDA)水平以及ETem20组肝脏和ETem25组肝脏、肌肉中HO水平均显著增加。此外,相比于野外组,ETem2组倭蛙肝脏中谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)、谷胱甘肽还原酶(GR)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)活性和总抗氧化能力(T-AOC)都显著增强,而肌肉中这些酶活性显著降低。与野外组相比,ETem25组倭蛙的肝脏中GPX和SOD活性以及T-AOC都显著增强;肌肉中GPX和GR活性都显著增强。相比于野外组,热浪驯化下的倭蛙肌肉和肝脏中GPX,GR和SOD活性显著降低,CAT活性在肝脏中显著增强而在肌肉中显著降低。同时,与野外组相比,不同温度及热浪下倭蛙肝脏或肌肉中Hsp70、Hsp90 mRNA的表达水平都显著升高。这些结果表明,相比于野外组,不同温度模式驯化对倭蛙都造成了不同程度的胁迫,表现为不同组织的氧化损伤和抗氧化酶活性的变化以及Hsp70、Hsp90mRNA表达的增加,在高温条件下尤其显著。大多数两栖动物热生物学和运动性能都表现出可塑性,可能是其适应环境温度变化的主要策略。研究高温和热浪驯化下倭蛙热生物学和运动性能的适应性对其命运预测和有效保护具有重要的意义。我们的结果提示倭蛙能够通过改变自身的偏好温度、增强自身的热耐受范围和运动能力来适应高原气候变暖和热浪强度增加。而生物化学和分子生物学层面的研究结果则表明倭蛙通过增强抗氧化酶活性和Hsp70、Hsp90 mRNA表达量的方式来应对温度升高和热浪所带来氧化应激。本文的研究结果能够为其他高原两栖类的适应性以及青藏高原生态系统的保护提供参考。

关键词：倭蛙热生物学运动性能氧化应激抗氧化防御

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中华鳖的热生物学研究进展概述

生物学教学 2017年第4期42卷 4-5页

作者：张利双邵伟伟广西师范大学生命科学学院桂林541004 浙江省丽水学院生态学院 323000

变温动物的热生物学研究一直是热生态学领域研究的热点。中华鳖是我国特种经济水产养殖变温动物，具有重要的热生物学研究价值。本文概述中华鳖卵孵化和生理与行为的热生物学研究进展。

关键词：中华鳖热生物学物质能量动态卵孵化表型特征行为调温

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热生物学:测量细胞温度

世界科学 2016年第4期 15-18页

作者：李升伟

荧光技术和纳米技术的发展,使得测量细胞的温度成为可能,它被称为"热生物学(Thermal Biology)",本文介绍了最近这方面的进展。即使是最早的科学家们也知道,温度是一种重要的生命体征,指示着人体的健康与疾病状况。17世纪,意大利生理学... 详细信息

荧光技术和纳米技术的发展,使得测量细胞的温度成为可能,它被称为"热生物学(Thermal Biology)",本文介绍了最近这方面的进展。即使是最早的科学家们也知道,温度是一种重要的生命体征,指示着人体的健康与疾病状况。17世纪,意大利生理学家桑克托利沃·桑克托利乌斯(Sanctorio Sanctorius)发明了口腔温度计来测量病人的体温。现在,21世纪的科学家们面临着一项新的、更具挑战性的任务:测量单个细胞的温度。

关键词：细胞米兰意大利纳米粒子热生物学分子温度计纳米晶体纳米技术荧光技术宝石金刚石卡洛斯发光粉荧光体杰克加热器铃木大分子化合物聚合物细胞内

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荒漠沙蜥活动期间的体温节律

动物学杂志 2022年第2期57卷 310-315页

作者：蒋怡锦屈彦福江苏省生物多样性与生物技术重点实验室南京师范大学生命科学学院南京310023

爬行动物的体温依赖于外界热环境的变化,本研究以荒漠沙蜥(Phrynocephalus przewalskii)为对象,收集其冬眠前活动期间的体温与地面和离地10 cm的空气温度,研究爬行动物体温节律性变化与环境温度的关系。研究结果表明,荒漠沙蜥在环境温... 详细信息

爬行动物的体温依赖于外界热环境的变化,本研究以荒漠沙蜥(Phrynocephalus przewalskii)为对象,收集其冬眠前活动期间的体温与地面和离地10 cm的空气温度,研究爬行动物体温节律性变化与环境温度的关系。研究结果表明,荒漠沙蜥在环境温度高于20℃后开始外出活动,其体温随着地面温度和空气温度的上升而逐步上升,但在中午12:00时后体温会低于环境温度且维持在较高的水平,荒漠沙蜥活动期间的体温与地面温度和空气温度具有显著相关性。爬行动物在较短的时间内和较低的环境温度下能够迅速将体温调节至较高的水平,对于保障其充足的捕食时间、有效的逃避天敌和高效的消化功能具有重要意义。

关键词：荒漠沙蜥活动体温热生物学温度节律

紫外辐射与温度对高原林蛙蝌蚪生长发育的交互影响

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紫外辐射与温度对高原林蛙蝌蚪生长发育的交互影响

作者：席璐兰州大学

学位级别：硕士

高原林蛙（Rana kukunoris）属于两栖纲、无尾目、蛙科、蛙属,是我国特有的两栖类物种,主要生活于高原地区的水域及其附近的沼泽湿地中,其发育过程通常受到低温、强紫外辐射和缺氧等环境压力的影响。气候变暖和平流层臭氧消耗所导致的... 详细信息

高原林蛙（Rana kukunoris）属于两栖纲、无尾目、蛙科、蛙属,是我国特有的两栖类物种,主要生活于高原地区的水域及其附近的沼泽湿地中,其发育过程通常受到低温、强紫外辐射和缺氧等环境压力的影响。气候变暖和平流层臭氧消耗所导致的紫外辐射增加是目前两个突出的环境问题,对许多物种的生存构成了严重威胁,也是导致两栖动物种群数量下降或灭绝的主要驱动因素。这两个环境因子通常在高海拔地区的变化更为显著,温度升高和UVBR水平增加可能会改变生物机体的热适应性,产生更多的活性氧（ROS）,并造成不同程度的生物分子损伤,对高原两栖动物的生命活动产生不利影响。本研究以我国特有且分布较广的无尾两栖类动物高原林蛙蝌蚪为研究对象,通过实验室人为控制温度与UVBR照射的驯化实验,将蝌蚪分别置于14℃和22℃的驯化温度下,并设置有无UVBR照射条件驯化三周,探究温度与UVBR的交互处理对高原林蛙蝌蚪在生长发育速率、存活率、热生物学特征、运动能力、代谢率等热敏感性生理指标以及氧化应激生化分子层面的综合影响。在紫外辐射感知实验中发现,高原林蛙蝌蚪具有光保护机制,可以感应不同强度UVBR,且表现出UVBR回避行为,游向阴影环境下躲避。生长发育测定结果表明,UVBR照射和温度变化对高原林蛙蝌蚪的生长发育与存活率有显著的交互作用。14℃组高原林蛙蝌蚪的生长发育速率最慢,UVBR照射对于其生长发育也存在不利影响。另外,UVBR照射组高原林蛙蝌蚪的存活率显著低于无UVBR照射组,且在14℃下,致死效应更为明显。热生物学特征结果表明,高原林蛙蝌蚪的各项热生物学特征具有显著的热适应性,22℃组高原林蛙蝌蚪的最大临界温度和热耐受范围显著大于14℃组蝌蚪,而UVBR照射则使蝌蚪的最大临界温度显著降低,热耐受范围减小;22℃组蝌蚪的热偏好温度、逃避温度和热致死温度均显著高于14℃组蝌蚪。且与22℃相比,14℃驯化条件下,蝌蚪的各项热生物学特征对于UVBR的响应更为敏感,因此推测在温度调节方面,高原林蛙蝌蚪可能更多地受益于升高的温度所带来积极影响。运动能力结果表明,不同温度驯化后,蝌蚪的爆发游泳速度会表现出一定的热适应性,即蝌蚪分别在其驯化温度下会表现出更快的爆发游泳速度。此外,UVBR照射可以显著降低蝌蚪的爆发游泳速度和运动能力。氧化应激结果表明,随着驯化温度从14℃增加到22℃,UVBR照射引起生物机体的氧化损伤减少,这表明22℃驯化组的蝌蚪可能会通过改变机体的氧化还原平衡来补偿UVBR所带来的不利影响。另外,在22℃驯化组中,有无UVBR照射对于蝌蚪T-AOC和GSH:GSSG比值没有显著影响,这表明高原林蛙蝌蚪可能利用其抗氧化系统的热敏性,特别是抗氧化酶的热敏性来清除UVBR照射所诱导的大量ROS,而不需要增加非酶性抗氧化物的含量。综上所述,与22℃相比,在14℃驯化条件下,高原林蛙蝌蚪对于UVBR的响应更为敏感,且在14℃-22℃温度范围内,温度升高和UVBR照射对高原林蛙蝌蚪的几种表型分别有着相反的影响,例如存活率、发育率、体型、热偏好温度、热耐受范围、氧化损伤程度、抗氧化系统等。UVBR照射对蝌蚪存在不利影响可能是UVBR诱导的生物分子损伤、能量可利用性降低的结果,但在一定范围内升高的温度可以通过提高蝌蚪的热耐受范围、热偏好温度、运动能力及抗氧化酶的热敏感性来补偿UVBR照射所带来的不利影响。由此,我们推测在一定范围内温度升高可能会增加机体对环境变化的适应能力,从而对生活在高海拔地区的两栖动物产生一定的积极影响。

关键词：高原林蛙蝌蚪气候变暖 UVBR 生长发育热生物学运动能力氧化应激

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肿瘤局部热疗与抗肿瘤免疫

中国免疫学杂志 2006年第7期22卷 684-687页

作者：胡润磊刘轩唐劲天杨鸿生昆明医学院第一附属医院胸外科昆明650031 中日友好医院临床医学研究所肿瘤-分子生物学研究室北京100029

近年来,随着热生物学和热物理学的不断发展以及加温、测温、控温等方法的不断改进,热疗有了较快的发展,有望成为继手术、放疗、化疗和生物治疗后又一重要的肿瘤治疗手段.研究表明,局部的热疗不仅通过加温杀死肿瘤细胞,而且还能诱导机体... 详细信息

近年来,随着热生物学和热物理学的不断发展以及加温、测温、控温等方法的不断改进,热疗有了较快的发展,有望成为继手术、放疗、化疗和生物治疗后又一重要的肿瘤治疗手段.研究表明,局部的热疗不仅通过加温杀死肿瘤细胞,而且还能诱导机体产生抗肿瘤免疫,本文就局部热疗与抗肿瘤免疫的机理及其应用加以综述.

关键词：肿瘤局部热疗抗肿瘤免疫热生物学肿瘤治疗肿瘤细胞物理学治疗后加温

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交变磁场感应肿瘤热疗设备的研究

中国微创外科杂志 2007年第11期7卷 1027-1030页

作者：唐露新刘伟学何爱军陈辉唐劲天广东工业大学信息工程学院广州510006 清华大学工程物理系医学物理与工程研究所北京100084

随着热生物学、热生理学与电子技术的综合发展,肿瘤局部热疗成为近年国际肿瘤治疗的研究热点.肿瘤局部热疗(hyperthermia)希望能适形把癌瘤组织加热到46～70℃有效治疗温度范围,并维持一段时间,使癌细胞受到毁灭性的打击,并刺激机体免... 详细信息

随着热生物学、热生理学与电子技术的综合发展,肿瘤局部热疗成为近年国际肿瘤治疗的研究热点.肿瘤局部热疗(hyperthermia)希望能适形把癌瘤组织加热到46～70℃有效治疗温度范围,并维持一段时间,使癌细胞受到毁灭性的打击,并刺激机体免疫系统,增强机体对肿瘤的免疫力;同时要避免正常组织的过热损伤,减少患者不能忍受的各种创伤和威胁患者生命的并发症.

关键词：肿瘤治疗热疗设备交变磁场肿瘤局部热疗机体免疫系统感应热生物学电子技术

不同水温对吉富罗非鱼的饲料蛋白质需要量、生理代谢及肠道微生物的影响

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不同水温对吉富罗非鱼的饲料蛋白质需要量、生理代谢及肠道微生物...

作者：曾楠楠上海海洋大学

学位级别：硕士

水温是影响鱼类生存的重要环境因素之一。因此,本实验以吉富罗非鱼为研究对象,探究水温对吉富罗非鱼对饲料的蛋白质需要量、生理代谢以及肠道微生物的影响。设置了三个实验:1.不同温度和饲料蛋白质水平及其交互作用对吉富罗非鱼生长的影... 详细信息

水温是影响鱼类生存的重要环境因素之一。因此,本实验以吉富罗非鱼为研究对象,探究水温对吉富罗非鱼对饲料的蛋白质需要量、生理代谢以及肠道微生物的影响。设置了三个实验:1.不同温度和饲料蛋白质水平及其交互作用对吉富罗非鱼生长的影响;2.不同温度对吉富罗非鱼血清和肝脏中H NMR代谢组的影响;3.不同温度对吉富罗非鱼肠道微生物的影响。主要研究结果如下:实验一,本实验采用双因素试验(3x6),研究了水温、饲料蛋白质水平及其相互作用对吉富罗非鱼(初始体重为:38.75±0.61g)生长性能、体成分和血液指标的影响。在22℃、28℃和34℃三个温度条件下,分别饲喂蛋白质含量为209.6、251.0、302.4、354.3、401.9和456.8 g/kg的6种等能半纯化饲料8周。结果如下:实验鱼的生长、饲料利用和蛋白质转化率受饲粮蛋白质水平和水温的影响显著,二者之间的相互作用仅对增重率、饲料效率和蛋白质效率有显著影响。蛋白质水平对鱼体内粗脂肪和粗蛋白含量有显著作用,灰分含量随水温显著变化,而它们之间的相互作用只对粗脂肪含量有显著影响(P学方法研究饲养水温对罗非鱼的肝脏和血清代谢特征的影响。选用初始体重为(38.75±0.61g)的罗非鱼在不同温度(22,28和34℃)条件下饲养8周。在血清中,代谢物的变化包括乳酸、脯氨酸、葡萄糖、柠檬酸、反式-4-羟基、乙醇、肌酸、亮氨酸、甜菜碱、缬氨酸、谷氨酰胺、三甲胺、甘露糖、酪氨酸和肌酐,主要参与糖酵解、胆碱代谢和脂质代谢。差异代谢物中LT组乳酸、反式-4-羟基、肌酸、葡萄糖、脯氨酸、亮氨酸和缬氨酸的含量高于MT组,HT组除葡萄糖、谷氨酰胺及甘露糖外均高于MT组。对于肝脏组织,代谢物的变化包括麦芽糖、谷氨酸、亮氨酸、赖氨酸、精氨酸、缬氨酸、丝氨酸、谷氨酰胺、异亮氨酸、牛磺酸、酪氨酸、丙氨酸、苏氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸,主要参与糖代谢和氨基酸代谢。LT组15种差异代谢物含量均高于MT组和HT组,MT组麦芽糖、谷氨酸盐、赖氨酸、丝氨酸、谷氨酰胺、牛磺酸和苏氨酸浓度高于HT组。以上结果显示:低温条件下养殖显著影响罗非鱼的氨基酸代谢和糖代谢,降低其对氨基酸及氨基酸衍生物的利用率,进而影响罗非鱼的生长速度和饲料利用率;高温组实验鱼的生长表现与适温组无显著差异,但代谢组结果显示高温饲养显著影响了罗非鱼的胆碱代谢和脂质代谢。实验三,为了研究不用养殖温度对吉富罗非鱼肠道微生物的影响,本研究利用16s r RNA高通量测序技术对不同温度下养殖罗非鱼的肠道微生物进行测序,分析了吉富罗非鱼肠道菌群在温度变化时的多样性变化情况。研究分别采集了22℃、28℃、34℃温度下养殖的吉富罗非鱼肠道样品(分别标记为LT、MT、HT),提取其肠道总DNA,经PCR扩增后进行了Illumina Mi Seq高通量测序,然后利用生物信息学方法分析吉富罗非鱼在不同养殖温度下的肠道微生物组成的多样性变化。结果:从LT、MT和HT样品中获得的有效序列均在60000条左右,且三组共同的OTU占比较大,可以反映群落的相似性较高;分析比较LT、MT和HT样品微生物种群Ace指数、Chao1指数、Shannon指数和Simpson指数,其中三组的Ace指数、Chao1指数、Simpson指数均无显著性差异(P>0.05),其中LT和MT的Shannon指数有显著差异(P生物种群的丰度最高。

关键词：蛋白质需求量热生物学水温相互作用生理代谢肠道微生物

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生物物理学为农业生产服务

物理通报 1961年第6期 233-239页

作者：靳乃琳贾士荣唐掌雄

生物体和細胞并不是一些化合物的簡单聚合体,它是一个复杂而有条理的物质体系,不停的和外界环境进行着能量和物貭的交換,来維持它的生命和一定的特性。从遺传的角度来看,它能把某些特性传給后代,而同时又因环境因子的影响可以改变固有... 详细信息

生物体和細胞并不是一些化合物的簡单聚合体,它是一个复杂而有条理的物质体系,不停的和外界环境进行着能量和物貭的交換,来維持它的生命和一定的特性。从遺传的角度来看,它能把某些特性传給后代,而同时又因环境因子的影响可以改变固有的特性而形成新的遺传性。这种复杂的物貭体系是物貭发展的高級

关键词：农业幅射人工光照超声波电磁波电位差热生物学电生物学生物电学化学反应生物电外界环境生物学家电学性质长日照电位波