骨骼肌通过肌纤维的收缩和舒张实现机体的运动机能,该过程高度依赖物质氧化所产生的能量。低氧环境会导致肌细胞内氧化能力降低,能量供应不足,进而影响动物的运动机能和生存。长期生活在低氧环境的动物的骨骼肌在形态结构和生理功能等方面形成了明显的低氧适应性进化特征。青海田鼠（Neodon fuscus）和布氏田鼠（Lasiopodomys brandtii）隶属于田鼠亚科（Arvicolinae）,亲缘关系较近,具有相似的外部形态和生活习性。两种田鼠的分布海拔相差较大,青海田鼠栖息海拔3700米至4800米,布氏田鼠则通常生活在海拔1000米以下,是比较研究骨骼肌低氧适应的良好动物模型。本论文以青海田鼠和布氏田鼠为研究对象,以昆明小鼠为对照,采用比较生理学、转录组学和代谢组学等方法,从宏观与微观相结合、转录组和代谢组相结合角度探讨青海田鼠和布氏田鼠骨骼肌低氧适应的分子机制。主要研究结果如下:1.低氧暴露对3种动物骨骼肌组织形态的影响青海田鼠、布氏田鼠和昆明小鼠骨骼肌对慢性低氧（10%O2,48h）的适应存在明显差异。低氧暴露对昆明小鼠骨骼肌组织的影响较大,呈现炎性细胞浸润、肌细胞核内移和胶原纤维含量显著增多（P＜0.05）等现象;相同处理条件下,青海田鼠和布氏田鼠则表现出良好的低氧适应能力,处理前后骨骼肌形态未出现明显差异。2.低氧暴露对3种动物骨骼肌转录水平的影响基于严格的RNA提取及Illumina二代测序数据质控,在青海田鼠（n=6）、布氏田鼠（n=6）和昆明小鼠（n=6）中分别获得了55.17 Gbp、45.21 Gbp以及49.57 Gbp的高质量转录组数据。采用从头组装、去冗余、功能注释等无参转录组学分析手段,在青海田鼠、布氏田鼠和昆明小鼠中各获得了120,819、91,127和94,980条完整性较高的Unigenes,且分别有41,913、34,364和40,019条Unigenes至少被注释到Nr、Swissprot、KOG、Egg NOG、GO和KEGG数据库之一。差异表达基因筛选与功能富集分析结果表明,青海田鼠骨骼肌组织中221个差异表达基因主要与刺激响应、稳态过程、免疫功能等相关;布氏田鼠骨骼肌组织中243个差异表达基因主要与胞外成分、代谢、神经系统过程、发育过程等相关;昆明小鼠骨骼肌组织中326个差异表达基因主要与细胞结构、细胞周期、细胞粘附等相关。3.低氧暴露对3种动物骨骼肌代谢水平的影响基于严格的代谢物提取与HPLC-MS/MS系统检测,在青海田鼠、布氏田鼠和昆明小鼠骨骼肌中共鉴定出721种代谢物。代谢物注释结果显示,分别有343、483和74个代谢物被注释到KEGG、HMDB和LIPID MAPS数据库。差异代谢物筛选与KEGG富集分析结果表明,青海田鼠骨骼肌组织中66个差异代谢物显著富集到泛酸与辅酶A生物合成、碳水化合物消化与吸收两个通路;布氏田鼠骨骼肌组织中86个差异代谢物显著富集到碳水化合物消化吸收、磷酸肌醇代谢、胰岛素抵抗三个通路;昆明小鼠骨骼肌组织中87个差异代谢物显著富集到色氨酸代谢通路。此外,基于转录组与代谢组的关联分析,分别构建了低氧环境下青海田鼠、布氏田鼠以及昆明小鼠骨骼肌的转录-代谢调控网络。主要结论:青海田鼠和布氏田鼠的骨骼肌比昆明小鼠骨骼肌具有更好的低氧适应能力,但低氧适应分子机制有所不同,主要体现在氧气运输、能量代谢等方面。青海田鼠能够促进血红蛋白合成、降低血液粘稠度、舒张血管以提高骨骼肌的氧气运输能力,并通过调控脂质代谢、氧化磷酸化等多种能量代谢模式为骨骼肌提供能量。布氏田鼠骨骼肌能够直接或间接促进血红蛋白合成和血管生成,同时表现出显著的抗氧化防御能力,并通过调控糖酵解途径和氧化磷酸化途径为骨骼肌提供能量。