热应激与畜牧业
摘要 近年来,夏天持续高温天气所引发的热应激对畜牧业的影响越来越大,南方地区尤重,经济损失严重。因此,研究热应激的发生机制与机理、积极探索有效的预防措施,减缓热应激所产生的不利影响,对畜牧业生产具有重要意义。
关键词 热应激;畜牧业;预防措施
中图分类号 S852.2 文献标识码A文章编号 1007-5739(2008)22-0257-01
热应激反应(heat stress response)是指从原核生物细菌到人类在高温环境下均可发生的应激反应,在热应激状态下可产生的一组高度保守的蛋白质,称为热应激蛋白(heat shock protein,HSP),也称热休克蛋白。除热应激外,冷、热、缺氧、有机毒物、重金属(砷、镉)等应激条件,都能使HSPs表达明显增加,引发热应激反应。各种生物均会产生一系列的不适应或功能紊乱,在健康、生产性能和繁殖性能等诸多方面产生较大的负面影响,严重时还会导致死亡。
1热应激的发生机制
HSPs高度保守,在不同种类的细胞中转录调控结构相同,其基因构成也非常相似。在其基因启动子的上游有1个必需的特殊序列,称作热休克元件(heat shock element,HSE),是蛋白连接场所,含有热休克因子(heat shock factor,HSF)结合单位。对HSPs诱导生成的调控主要是转录水平上的调控。HSPs基因的转录需要细胞核中有与之呈高度亲和力与特异性结合的HSF存在。应激状态下、正常状态下以单体形式存在于胞浆和胞核,没有与DNA结合的活性HSF装配成三聚体并聚集于核内,HSF激活并与HSE结合,启动HSPs基因的转录。热休克基因还受HSPs的负反馈调节,同时,HSPs对热损伤蛋白也有较高的亲和力。因此,HSPs与异常损伤蛋白之间存在竞争结合。应激状态下,细胞内异常蛋白增多,其作为底物与HSPs结合增多。这种结合导致HSPs-HSF复合体解体,游离的HSPs增多,而HSPs与底物的分离依赖于三磷酸腺苷(ATP)。热应激时,细胞内ATP水平降低,使HSPs难以与底物分离,造成游离态HSPs减少,引起更多的HSPs-HSF复合体解体,释放HSPs并使之激活,HSPs与HSE结合即促进HSPs的转录。应激消除时,HSPs的作用底物减少以及新合成的HSPs增多,其游离态库增多,导致HSPs与HSF重新结合,从而关闭热休克基因的表达。
2热应激对畜牧业的影响
养殖业在畜牧业中占有重要地位,各种经济动物如牛、羊、猪等目前已广泛养殖。畜牧业所养殖的绝大部分经济动物都是恒温动物,皮肤...
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