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爬行动物胚胎常暴露于极端高温下,热耐受能力是决定其存活的关键因子之一。然而,已有研究甚少涉及胚胎的热耐受能力及其内在机制。 本研究通过携带有hsp70基因的重组表达质粒诱导Hsp70在中华鳖(Pelodiscus sinensis)胚胎中过表达,检测Hsp70过表达对中华鳖胚胎发育和幼体特征的影响。主要结果如下:胚胎的致死高温不仅受孵化温度影响显著,而且受Hsp70过表达影响显著,此外,胚胎的致死高温受两种处理的相互作用影响显著。在高温孵化条件(34℃)下,Hsp70过表达处理组胚胎的致死高温明显高于空白对照组,但是在适宜温度(28℃)下,Hsp70过表达处理组和空白对照组的胚胎的致死高温没有显著差异。与胚胎的致死高温结果一致,Hsp70过表达能显著影响胚胎的孵化成功率。高温条件下,Hsp70过表达处理组胚胎孵化成功率(78%)明显高于空白对照组的孵化成功率(52%)。但是,在适宜温度下,Hsp70过表达处理组的孵化成功率(70%)与空白对照组的胚胎孵化成功率(75%)没有显著差异。初生幼体致死高温受孵化温度和胚胎发育阶段Hsp70过表达处理相互作用影响显著。在高温条件下,Hsp70过表达处理组初生幼体致死高温明显低于空白对照组,与此相反,在适宜温度下,Hsp70过表达处理组幼体的致死高温明显高于空白对照组。此外,孵化温度能够显著影响初生幼体的体重、泳速和生长速率。28℃孵出幼体比34℃孵出幼体更重,泳速更快,生长也更快,但是Hsp70过表达处理对幼体的体重、泳速和生长速率均无影响。 本项研究首次证实了Hsp70在爬行动物胚胎及其胚后个体的热适应中发挥着关键作用。人为操纵Hsp70过表达能够提高胚胎的热耐受性,提高个体适应性,但也存在着潜在的代价。而且Hsp70过表达的适应优势与代价之间的权衡不仅仅存在于特定生活史阶段中,而是可存在于生活史阶段之间。当胚胎在极端高温条件下孵化时,Hsp70过表达可以增强胚胎的热耐受性和孵化成功率,即胚胎受益。但是,在高温条件下孵出的幼体热耐受性却降低了,表明Hsp70过表达的代价是幼体适合度下降。