高原鼠兔是青藏高原特有且具贮草习性的植食性小哺乳动物,棘豆属植物是其夏季主要食物项目和贮草堆的主要成分。棘豆属植物营养丰富,蛋白质含量高(含量达10%~20%),是草地畜牧业一种潜在的优质牧草资源。但棘豆属植物也是危害草原畜牧业的一类毒草,可造成动物神经性损伤及生殖功能障碍,其毒性主要来源于次级代谢物苦马豆素。生长在青藏高原极端气候条件下的高原鼠兔不仅要应对严酷的环境,保持营养的摄入以维持自身的生长发育繁殖所需,还需要克服植物为抵御草食作用而进化出的各种化学防卫障碍。因此,在长期的自然选择过程中,高原鼠兔在行为及生理上进化出多种适应对策,并形成植食性动物-植物协同进化格局。本研究从生理学、营养生态学及觅食生态学的角度,通过饲喂黄花棘豆和灌服苦马豆素,分析高原鼠兔对黄花棘豆的消化对策,探讨高原鼠兔肝脏细胞色素P450(CYP450)对苦马豆素毒性的生理响应。根据高原鼠兔野外采食棘豆的觅食习性,我们提出并验证以下两个假设:黄花棘豆粗蛋白含量大,基于最佳觅食理论,高原鼠兔为实现养分和能量最大化,补偿因解毒耗损的能量,可能会增加摄食量和提高消化率;若将高原鼠兔暴露于黄花棘豆生态浓度范围之内,由于高原鼠兔对棘豆苦马豆素具有一定的耐受性,其肝脏CYP450含量也会随着接触的苦马豆素剂量和时间发生补偿性变化。此外,我们还研究了高原鼠兔贮草堆营养成分的动态变化。高原鼠兔具有贮草行为,基于高原鼠兔选择棘豆作为干草堆的贮食行为方式,以及Dearing提出的关于次级代谢物(plant secondary metabolites,PSMs)改善植物质量保存情况的假说(enhanced preservation hypothesis),我们预测,高原鼠兔贮草堆里中的棘豆,因含有毒苦马豆素和/或其他PSMs,可以减缓草堆植物的降解速率,有利于干草堆营养价值的保存,这有助于高原鼠兔度过食物匮乏、营养价值低的冬季,增大其适合度。本研究结果如下:(1)黄花棘豆对高原鼠兔消化率影响的结果表明,高原鼠兔采取提高摄食量,及中性洗涤纤维吸收量、消化率的消化策略。这一结果符合我们关于黄花棘豆对高原鼠兔摄食量和消化率具有促进作用的假设。(2)黄花棘豆对高原鼠兔肝脏CYP450含量的影响结果表明,高原鼠兔经黄花棘豆短期摄入和苦马豆素粗提物短时间暴露,其CYP450含量下降;而长时间处理后,其CYP450含量恢复到对照组水平或出现诱导性增加的趋势,表明苦马豆素可调控CYP450的表达水平,从而增加CYP450的合成,但苦马豆素的诱导作用存在着时间的滞后性。说明高原鼠兔可针对食物苦马豆素水平和暴露时间对自身CYP450含量做出适应性改变,进而提高对苦马豆素的解毒能力。(3)贮草期间高原鼠兔贮草堆植物营养成分动态变化的研究结果表明,含有黄花棘豆的草堆中生物量、蛋白质、中性洗涤纤维保存地更好;在贮藏末期,实验组生物量、蛋白质比对照组分别高出15.20%、35.86%。说明贮草堆中的棘豆,可以降低营养成分降解的速度,为高原鼠兔产生更多的营养回报,降低由于冬季食物匮乏、植物质量差以及繁殖需求等原因造成的能量胁迫。