藏雞高原低氧環境適應機制的研究進展*

張琦，田慧麗，嘎瑪玉珍，拉普，趙滿達，郭瑞萍**

（1. 山東畜牧獸醫職業學院，山東 濰坊 201061；2. 日喀則市農牧業科學研究推廣中心，西藏 日喀則 857000）

藏雞抗病力強，肉質鮮美，營養價值高，主要分布于海拔2 200～4 100 m 的半農半牧區，是我國青藏高原地區特有的品種資源[1]。但目前藏雞的繁育仍然存在一些問題，其生產能力仍然有待提高。同時由于青藏高原低氧環境的影響，引入高產的低地雞品種仍具有挑戰性。 經過長期的自然篩選和人工馴化，藏雞的生理特點已經發生改變，從而能更好地適應高海拔、低含氧量和低氣壓的環境條件。相較于低地雞種，藏雞在高原低氧環境下的適應能力更強，對低氧環境的抑制程度也更小，這是由于藏雞擁有獨特的生理表型和潛在的分子機制[2]。因此，深入探究藏雞在高原環境下的適應機制，對于揭示其生存規律具有重要價值。本文綜述了藏雞在高原缺氧環境下的生理適應機制，深入探究了高原動物對缺氧環境的分子適應機制，也為高原引種和雜交選育提供有益參考。

1 藏雞低氧適應的生理表型

1.1 種蛋特征

胚胎期是藏雞能夠適應缺氧環境的關鍵時期[3]。在高原獨特的缺氧環境中，種蛋的孵化率直接受蛋殼通透性以及種蛋的營養水平等因素的影響。

在高原孵化過程中，蛋殼的通透性發揮著重要作用。由于受到高海拔地區低氣壓的影響，蛋內的氣體交換也會發生改變。降低蛋殼的通透性，可以有效避免高海拔低氣壓造成的蛋內水分和二氧化碳的過度流失，從而有助于胚胎的生長和孵化率的提高[4]。魏澤輝等[5]研究發現，相較于平原雞蛋殼，藏雞蛋殼的通透性顯著降低，從而有效降低水分和二氧化碳的流失。據分析，高原藏雞種蛋失水率低的主要原因之一就在于其蛋殼的有效孔隙表面積較小，且通透性低。

藏雞種蛋的適應能力也與其所含營養成分密切相關。作為能源來源，高含量的卵黃能夠使胚胎在缺氧環境中更好地生存，而卵黃含量較低會降低孵化率和胚胎發育速率。Jia 等[6]對藏雞和低地矮小雞的雞蛋進行比較后發現，藏雞蛋雖然重量較輕，但其卵黃干重顯著高于普通雞蛋，這種高含量的卵黃為機體提供了更豐富的能量，從而使胚胎更好地適應環境。此外，藏雞雞蛋中微量元素的組成也表現出了其對缺氧環境的適應性。巴桑等[7]通過測定發現，相較于普通雞蛋，藏雞雞蛋中銅、鐵、鋅和磷的含量顯著提高。微量元素能影響體內物質和能量的代謝，其中銅元素可以促進血液循環系統的發育；鐵元素具有促進體內血紅蛋白和肌紅蛋白含量的作用，從而確保體內氧的正常運輸；鋅元素有助于維持胚胎正常的代謝過程；磷元素具有刺激骨骼和軟組織發育、調節能量釋放和維持酸堿平衡的作用。因此，在孵化過程中，藏雞雞蛋中豐富的營養成分極大地增強了雛雞對缺氧環境的適應能力。

1.2 血液特征

藏雞在缺氧環境下的適應性離不開獨特的血液特征，包括紅細胞數量和體積的變化、血紅蛋白濃度以及親氧能力等指標。

當機體處于高原環境時，作為體內氧氣運輸的主要媒介，紅細胞數量也會增加[8]。Zhang 等[9]分別對藏雞和矮小隱性白羽雞的血液指標進行測定分析，結果表明在1 日齡以及2、6、10 周齡時，與白羽雞相比，藏雞血液中紅細胞數目增多，體積變小，紅細胞總表面積增加，這有利于紅細胞與氧氣結合，同時也不會引起血液粘稠度的增加，從而更好地適應低氧環境。

血紅蛋白是氧氣的載體，依靠分子中心的鐵原子在體內實現氧運輸功能，在攜氧能力、安全性和生物相容性方面具有獨特優勢[10]。高原動物對缺氧的耐受性與血紅蛋白的含量及對氧氣的親和力密切相關。張浩等[11]對藏雞和矮小隱性雞的血紅蛋白濃度進行了測定，結果表明，藏雞在適應高海拔低氧環境時，可以將血紅蛋白分散到更多更小的紅細胞內，使其更容易與氧氣接觸，從而提高氧氣運輸的效率。Wei 等[12]比較研究了藏雞和低地雞胚胎的血紅蛋白濃度、血氣和pH 值，結果表明，藏雞的靜脈血中二氧化碳分壓顯著升高，同時靜脈血pH 值降低，這進一步增強了血紅蛋白的親氧能力，從而有助于提高其對缺氧環境的抵抗力。

1.3 呼吸系統特征

為提高氧氣的吸收和利用效率，藏雞的呼吸系統也發生了一系列適應性變化。鮑海港等[13]研究發現，在同一生長期內，藏雞的肺臟所占體重比例高于平原雞，并且在藏雞與平原雞雜交的后代中也觀察到同樣的趨勢，這一特點顯著提高了肺通氣量，增強了肺的功能。藏雞的胸腔比低地雞發達，腹腔較小，因此呼吸頻率較高，氧氣吸入增加。此外，藏雞肺泡較多，體積較小，總表面積較大，有利于減緩肺動脈壓力的升高，同時也有利于氣體的排出。

1.4 能量代謝特征

在機體物質代謝的過程中，能量的釋放、轉移、儲存和利用構成了維持機體最基本的生命活動。Tang 等[14]比較了藏雞和低地雞的能量代謝，發現在缺氧條件下，藏雞的ATP 和耗氧量均呈現下降趨勢，同時細胞外酸化率則呈現上升趨勢，表明藏雞可以通過減少有氧代謝，增加糖酵解來更好地適應缺氧環境。

2 藏雞低氧適應的分子機制研究

2.1 基因組的低氧適應

為了適應高原缺氧的環境，藏雞的基因會發生突變，朝著更有利于生存的方向進化。

一氧化氮合酶（NOS）是一種能將L-精氨酸轉化為一氧化氮（NO）的酶。NO 能擴張血管、調節血壓、預防組織缺氧引起的肺動脈高壓，同時還具有抗氧化和抗炎特性，可有效減少缺氧引起的氧化應激和炎癥反應[15]。通過對藏雞、平原雞缺氧刺激誘導型一氧化氮合酶（iNOS）基因的序列測序，發現藏雞iNOS 基因5＇側翼區有一個高度突變的SNP 位點，此突變顯著提高了藏雞對環境的適應性[16]。

線粒體是細胞中制造能量的結構，是細胞進行氧化磷酸化、ATP 合成和有氧呼吸的主要場所，其功能的變化直接關系到線粒體對氧氣的有效利用。鮑海港等[17]發現藏雞線粒體ND5 基因中存在一處C1627A突變，該突變可以通過調節酶活性，提高線粒體的調節速率，減輕缺氧對機體的有害影響。此外，細胞色素氧化酶是一類調控機體能量代謝的酶，在低氧環境適應性中發揮著重要作用。在對藏雞和低地雞種的線粒體細胞色素氧化酶III 基因序列進行測定后，發現存在四個具有低氧適應優勢的基因突變。該基因突變會影響其蛋白質的疏水性，從而達到適應高原低氧環境的目的[18]。

Wang 等[19]利用二代測序技術構建了藏雞的基因組序列，并對藏雞、紅原雞、云南雞和西雙版納斗雞進行了測序，發現藏雞的基因組可分為兩類：第一類鑒定了203 個參與活性氧代謝和鈣離子信號轉導過程的候選基因，第二類鑒定了唯一一個適應高原的候選基因RYR2。這些結果表明，在這兩類藏雞中，一些潛在的鈣信號通路基因發生變異，從而刺激了缺氧誘導因子的轉錄和翻譯，進而參與了對缺氧環境的適應過程。

甲基化基因參與血管平滑肌收縮、VEGF 信號通路、鈣信號通路等缺氧相關通路。Zhang 等[20]在藏雞和平原雞兩個雞種中鑒定出1 049 個差異甲基化區域和695 個相關的差異甲基化基因，并發現這些低甲基化候選基因對藏雞的低氧適應起著重要的調控作用。

Liu 等[21]比較了71 個藏雞品種和113 個低地雞品種的基因組變異信息，通過選擇信號分析確定了89 個雞胚缺氧適應性候選基因，并且篩選出四個重要的候選基因，成為藏雞能適應高原低氧環境的重要因素。

2.2 轉錄組的低氧適應

Li 等[22]分別對藏雞、壽光雞和隱性矮小雞的雞胚心臟樣本轉錄組進行了測序，共鑒定出12 個藏雞特異表達的轉錄本，這些基因已被證實和血管內皮生長因子、血管生成和通透性密切相關，并調控心臟的生理代謝、ATP 的生成和線粒體的生成，從而進一步維持胚胎心臟形態的正常發育。

非編碼RNA 在與蛋白質、DNA 和RNA 相互作用的過程中，參與了多種細胞活動的復雜調控。Zhang 等[23]測定了低氧孵化的藏雞和茶花雞胚胎絨毛膜尿囊膜組織mRNAs、lncRNAs 和miRNAs表達譜，發現差異表達的幾種RNAs 參與了血管生成和能量代謝，并建立了內源性競爭RNA 調控網絡，提出了藏雞胚胎非編碼RNA 參與低氧適應的調控途徑。

此外，張增榮等[24]成功構建了ceRNAs 網絡，獲得了42 條與能量代謝相關的網絡通路。該研究表明，藏雞在缺氧條件下的適應性并非單一途徑所能實現，而是通過協調多個miRNAs 的表達變化，從而引發不同的靶基因和代謝途徑，這一發現為探究生物在缺氧條件下的適應性提供了全新的思路。

2.3 蛋白質組的低氧適應

茍文鈺等[25]采用差異蛋白質組學方法研究了藏雞胚和壽光雞胚血漿中的差異蛋白。結果表明，在缺氧條件下，藏雞胚血漿中轉鐵蛋白A 鏈、載脂蛋白A-I、免疫球蛋白重鏈的含量高于壽光雞胚，而視黃醛結合蛋白4 含量降低，從而表現出更強的低氧適應性。

Zhang 等[26]對藏雞和茶花雞胚胎的心臟組織進行了蛋白質組學研究，成功鑒定出4 210 個正表達蛋白，發現其中6 個差異蛋白與氧化應激、能量代謝和組織發育有關，并被確定為藏雞胚胎適應高海拔低氧環境的重要候選蛋白。

胚胎絨毛尿囊膜，也是藏雞在適應低氧環境時的重要器官組織。Zhang 等[27]分析了藏雞和茶花雞胚胎絨毛尿囊膜組織的蛋白質組，發現差異表達的蛋白主要集中在以下幾個區域：血管生成、血管發育、血液循環以及VEGF 信號通路中，這些差異蛋白維持了藏雞胚胎絨毛尿囊膜血管系統結構和功能的穩定性，從而更好地適應缺氧環境。

3 展望

藏雞是青藏地區的地方品種，肉質鮮美，口感極佳，且雞蛋營養豐富。然而，藏雞的生長速度緩慢，群體飼養難度大，產蛋率也相對較低，而引入高品質低地雞品種已成為主要措施。由于高原低氧環境對低地雞品種的不利影響，深入探究藏雞在缺氧環境下的適應機制顯得尤為緊迫。然而目前關于藏雞適應高原低氧環境的研究還不夠系統完善，未來應該進一步深入研究藏雞適應低氧環境的分子機制，從而為培育優良的新品種提供理論支持。