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化学通讯对于动物尤其是啮齿类动物有着十分重要的作用，因此本论文以室内繁殖的F1-3代棕色田鼠为实验动物，通过行为观察的方法，研究了棕色田鼠尿液在性别识别、个体识别、亲缘识别中的功能；应用气相色谱质谱联用仪初步分析了尿液中化学信号物质的性质和组成；以Fos作为神经元活动的标志，通过免疫化学方法探讨了不同气味刺激后棕色田鼠嗅球和副嗅球神经元活动，从而初步探讨了两大嗅觉系统的功能。
本论文的主要研究结论如下：1.在直接接触和非直接接触尿液的条件下，通过研究棕色田鼠(Microtusmandarinus)在同性及异性尿液气味源刺激下的行为及尿标记数量差异，探讨了棕色田鼠尿液在个体性别识别中的作用和尿液中挥发性成分及非挥发性成分(如主要尿蛋白等)在个体性别识别中的作用。研究发现：棕色田鼠在直接接触条件下对于异性尿液的探究时间及频次显著多于对同性尿液的探究时间及频次，在异性尿液侧的尿标记行为显著多于在同性尿液侧；而在非直接接触条件下，棕色田鼠对同性及异性尿液的探究时间及频次，尿标记行为都没有显著性差异。结果表明：棕色田鼠能够通过尿液进行性别辨识，棕色田鼠尿液中吸引异性的化学信号物质可能是尿液中的低挥发性物质，或者非挥发性与挥发性分子结合形成的复合物。雌雄棕色田鼠通过尿液进行性别识别中存在性二型。
2.应用行为学方法，通过研究棕色田鼠在直接接触和非直接接触熟悉异性和陌生异性尿液条件下的行为差异，探讨了棕色田鼠尿液中挥发性和非挥发性成分在个体识别中的作用。结果发现：在直接接触的条件下，棕色田鼠对熟悉异性鼠的尿液表现出明显的选择倾向；而在非接触情况下这种倾向却不明显；雌雄棕色田鼠在非接触情况下共处15天后，在直接接触尿液时，雌雄鼠都对熟悉异性鼠的尿液表现出明显的选择倾向。结果表明：棕色田鼠不但能够在直接接触的情况下识别熟悉和陌生异性鼠尿液，而且能够通过感知个体产生的挥发性化学物质从而对陌生的异性个体形成记忆，在以后通过其尿液对其进行识别，而在此过程中尿液中非挥发性成分可能也起着一定作用。
3.以尿液为气味源，通过研究同胞同巢、非同巢同胞、单亲抚养幼仔的亲缘识别行为，探讨了尿液在亲缘识别中的作用及棕色田鼠亲缘识别的机制。(1)同巢同胞：棕色田鼠在同胞鼠尿液侧访问的时间显著多于其对非同胞尿液的访问频次。而访问时间则根据访问者的性别不同有所不同：雌性对于同胞鼠的访问时间显著多于对非同胞鼠的尿液的访问时间(P＜0.05)；而雄性对于同性同胞鼠的访问时间虽然多于对非同胞鼠的尿液的访问时间，但是两者之间没有显著差异。不论雌鼠或者雄鼠都倾向于静待在同胞鼠尿液侧，而在非同胞鼠尿液一侧表现出明显较多的访问频次、跑动行为、嗅闻尿液行为，这说明棕色田鼠对于同胞鼠和非同胞鼠尿液之间的差异能够做出辨识，即同巢饲养的棕色田鼠通过尿液可以识别其同胞。在这一过程中尿液作为信号源在其中起着重要作用。尿液中的挥发性和非挥发性物质在其中都起着重要的作用。(2)非同巢同胞：棕色田鼠非同巢同胞无论雌雄对于非同胞鼠尿液的访问频次显著多于对同胞鼠的访问频次，在非同胞鼠尿液侧嗅闻底物、嗅闻气味源的频次和时间显著多于对同胞鼠尿液气味侧的频次和时间。对于同胞鼠和非同胞鼠尿液气味的访问时间和频次及其它行为变量在频次和时间上没有显著性差异。雌雄鼠对于非同胞鼠尿液表现出较多的探究行为。这说明表型匹配可能是棕色田鼠亲缘识别的一种模式。(3)雌性单亲抚养的幼仔对雄性亲本尿液的识别：雌性单亲哺育的棕色田鼠幼仔在雄性亲本尿液一侧出现的频次、嗅底物的时间及频次极显著的多于在非亲缘鼠尿液一侧出现的频次、嗅底物的时间及频次。而在非亲本雄鼠尿液一侧静止和挖掘行为的频次及时间显著多于在亲本雄鼠尿液一侧的频次及时间。即单亲哺育幼仔在亲缘鼠尿液一侧的所花费的探究时间极其显著多于在非亲本雄鼠尿液一侧的频次和时间。这说明雌性单亲抚养的幼仔对雄性亲本鼠尿液表现出明显偏好，幼仔可以通过尿液识别从未遭遇过的雄性亲本，进一步说明表型匹配模式可能是棕色田鼠亲缘识别的一种内在机制。
综上所述，棕色田鼠亲缘识别中除了共生熟悉模式外，表型匹配模式也是进行亲缘识别的一种内在机制。在实际社会生活中亲缘识别中可能是遗传因素和后天社会经验相结合的结果，先天的遗传因素是亲缘识别的基础，而后天的社会经验对亲缘识别有十分重要的影响。尿液中的挥发性和非挥发性物质在其中都在其一定的作用，推测棕色田鼠可以通过尿液中化合物质和量上的不同反映不同个体间的亲缘关系。
4.棕色田鼠尿液中化学信号物质分析：以有机溶剂二氯甲烷为萃取剂，浓缩萃取棕色田鼠雌雄个体尿液中的化学物质，通过气相色谱质谱联用的方法对雌雄成年棕色田鼠的尿液进行分析，通过比较雌雄棕色田鼠尿液的色谱图发现雌雄棕色田鼠尿液的色谱峰值及保留时间有着较大的差异。将所得质谱结果通过气相色谱质谱联用仪(GCMS-QP2010)上的NIST27数据库检索发现：雌雄尿液挥发性成分的组成成分存在明显的差异，在雌性棕色田鼠尿液中含硫化合物有三种：C24H50S2(Disulfide，di-tert-dodecyl)，C18H30O2S(2-Thiopheneaceticacid，dodecylester)，C16H26O2S(2-Thiopheneaceticacid，decylester)。雄性棕色田鼠尿液中含硫化合物有C4H8O3S(Thiophene-3-ol，tetrahydro-，1，1-dioxide)。通过对比发现雌性棕色田鼠尿液中有38种化合物为雌性特有，而雄性尿液中有34种为雄性棕色田鼠所特有。以上这些雌雄棕色田鼠尿液中化学物质成分差异可能是棕色田鼠进行性别辨识的信号基础。
5.棕色田鼠嗅球及副嗅球神经元活动研究.以Fos作为神经元活动的标志，用蒸馏水、甲醛及尿液非接触或接触刺激棕色田鼠，观察其嗅球和副嗅球神经元活动，结果发现：甲醛刺激后棕色田鼠嗅球中小球层、僧帽细胞层、颗粒细胞层中的Fos阳性神经元数量与对照水刺激相比显著增加，副嗅球中僧帽细胞层、颗粒细胞层中的Fos阳性神经元数量显著增加，而小球层中的Fos阳性神经元数量没有显著增加。同种尿液非直接接触条件下刺激后，棕色田鼠副嗅球中各细胞层中Fos阳性神经元数量与对照水刺激相比无显著差异，而主嗅球中各细胞层中Fos阳性神经元数量与对照水刺激相比显著增加。同种尿液直接接触条件下刺激后，与对照水刺激相比棕色田鼠嗅球中各细胞层中Fos阳性神经元数量显著增加，副嗅球中各细胞层中Fos阳性神经元数量也显著增加。通过对尿液直接刺激和非直接刺激后嗅球和副嗅球中Fos阳性神经元数量比较发现，两者副嗅球中各细胞层中Fos阳性神经元数量有显著差异，而嗅球中各细胞层中Fos阳性神经元数量无显著差异。尿液直接刺激和甲醛刺激后嗅球和副嗅球中Fos阳性神经元数量均无显著差异。
因此推测：棕色田鼠嗅觉系统对于外部非信息素类化学物质的感知是通过嗅粘膜来完成的，而对于信息素类化合物的感知则根据化合物化学性质的不同其感受途径不同，对于挥发性的化学信号物质可能主要通过嗅粘膜来完成，而对于非挥发性的化学信号物质则通过犁鼻器感知的，挥发性成分单独可能不能够被犁鼻器感知。