植保所揭示野生布氏田鼠季节性繁殖分子机制

6月24日，中国农业科学院植物保护研究所鼠害研究课题组揭示布氏田鼠（Lasiopodomys brandtii）繁殖调控分子机制。该研究结果是目前关于季节性繁殖调控分子机制的第一份来自野生啮齿动物种群的证据，首次验证了下丘脑中关键基因在野生啮齿动物季节性繁殖中的调控作用，阐明了布氏田鼠年龄依赖的繁殖策略及分子调控机制，并为布氏田鼠不育控制的进一步研究提供了思路。相关研究成果在线发表在《分子生态（Molecular Ecology）》上。

据科研人员介绍，短孕期、多胎仔、快成熟是鼠类暴发成灾的基础，因此对于鼠类繁殖调控的研究一直是鼠害控制领域的热点问题。布氏田鼠是我国内蒙草原地区主要害鼠之一，主要分布于锡林郭勒和呼伦贝尔两大草原区。上世纪80年代至本世纪初，布氏田鼠曾经大面积暴发，严重破坏了草原植被。有趣的是，野生布氏田鼠具有极规律的季节性繁殖特点，即每年在冬末春初集体同步进入繁殖状态，而夏末秋初繁殖活动完全停止。那么，环境因子是否可以调控布氏田鼠繁殖行为的季节性启动和停止呢？如果可以，又是通过什么内在机制在作用呢？

该团队通过连续监测雄鼠性腺活性，发现成年雄鼠睾丸在夏至点前后最大，此时白昼最长；同时，下丘脑中二型脱碘酶基因（Dio2）的表达量也最高，而三型脱碘酶基因（Dio3）的表达量最低。另外，2个繁殖调控关键基因（Rfrp-3、Kiss-1）也表现出了明显的季节变化、年龄差异，以及与白昼时长的显著相关。根据这些结果，该研究认为布氏田鼠通过眼睛感知白昼信息，再转换为下丘脑中的Dio2/3基因的表达量，从而解析季节信号，再通过关键基因的协同作用而控制着性腺的季节与年龄特征。不同年龄的雄鼠也受这些基因调控而呈现出不同的繁殖策略：越冬雄鼠可以在繁殖期内保持繁殖活性，几乎垄断了绝大部分繁殖权；而生于春季的雄鼠性腺发育后又快速萎缩，可能小概率繁殖后代；而生于夏秋季的雄鼠性腺发育一出生就被完全抑制，只能等来年繁殖。

该研究得到国家自然科学基金面上项目和国家“973”项目的资助。

原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/mec.15161