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鱼类性腺褪黑素的产生机制尚不明确，为探究其奥秘，研究人员以野生和 F1 代塞内加尔鳎为对象，检测不同组织褪黑素水平、相关基因表达。结果发现其睾丸是褪黑素产生部位，且基因表达有昼夜和季节变化，F1 代存在调控异常。这为鱼类生殖调控研究提供新视角。
在神秘的海洋世界里，鱼类的繁殖一直是科学家们关注的焦点。褪黑素（Melatonin）作为一种重要的时钟激素，在调节生物的昼夜节律和生殖过程中发挥着关键作用。以往研究发现，在多种鱼类的外周组织中都能检测到褪黑素，比如欧洲鲈鱼的眼睛、斑马鱼的相关组织等，而且在胃肠道组织中的浓度甚至高于血液。然而，鱼类性腺中褪黑素的产生情况却一直未得到深入探究。对于像塞内加尔鳎（Solea senegalensis）这种在人工养殖条件下存在生殖障碍（如缺乏求偶行为、自然产卵困难、配子质量差和精子量低等）的鱼类来说，了解性腺褪黑素的产生机制，或许能为解决其生殖问题提供关键线索。于是，来自葡萄牙阿尔加维大学海洋科学中心、西班牙穆尔西亚大学等机构的研究人员，踏上了探索塞内加尔鳎性腺褪黑素奥秘的征程。他们的研究成果发表在《Fish Physiology and Biochemistry》上，为鱼类生殖调控的研究带来了新的曙光。
研究人员采用了放射免疫分析（Radioimmunoassay，RIA）和定量实时 PCR（Quantitative real-time PCR，qPCR）等关键技术。通过 RIA 测定血浆褪黑素浓度，利用 qPCR 评估大脑、眼睛和睾丸中参与褪黑素生物合成的基因（tph1a、tph2、hiomt1、aanat1a、aanat1b 和 aanat2）以及褪黑素受体（mel1、mel1c 和 mel2）的表达情况。实验对象为野生和 F1 代塞内加尔鳎雄性个体，在繁殖季节（Breeding Season，BS）和非繁殖季节（Out of Reproductive Season，OS）的中午光照（Mid-Light，ML）和中午黑暗（Mid-Dark，MD）时段进行采样。
血液褪黑素水平
研究结果显示，日间（ML、MD）对血液褪黑素浓度有显著影响，无论亲鱼来源如何，MD 时的褪黑素浓度均较高。在 F1 代雄性个体中，季节对褪黑素浓度影响显著，OS 时的浓度高于 BS。野生塞内加尔鳎在 OS 和 BS 均存在显著的昼夜差异；而 F1 代雄性仅在 OS 时出现这种差异。
基因表达
- 大脑：在大脑中，tph1a 和 mel2 基因的表达在野生和 F1 代塞内加尔鳎中均存在季节与日间的显著交互作用。BS 期间，野生雄性 tph1a 和 mel2 基因在 MD 时表达更高，F1 代雄性则相反。此外，hiomt1、aanat2 和 mel1 基因的表达在不同程度上也受日间或季节影响。
- 眼睛：在眼睛方面，野生雄性 hiomt1 基因的表达存在季节与日间的显著交互作用，F1 代雄性 tph1a、hiomt1、aanat1a 和 mel2 基因的表达受季节显著影响。aanat1a 基因在野生鱼中存在昼夜差异，F1 代雄性中则无。而且，aanat2 基因在塞内加尔鳎眼睛中不表达。
- 性腺：在性腺中，野生雄性除 hiomt1 外的其他基因表达受季节显著影响，且 tph1a 和 aanat2 基因在夜间（MD）表达更高。F1 代雄性 tph1a 和 aanat1a 基因表达也受季节影响。tph2、aanat1b 和 mel1c 基因在所有分析组织中均未检测到表达。
综合研究结果和讨论部分可知，该研究首次证实塞内加尔鳎雄性睾丸是褪黑素的产生部位。在大脑 - 性腺轴的所有组织（大脑、眼睛和性腺）中，参与褪黑素生物合成的酶和受体基因表达存在昼夜和 / 或季节变化。这表明褪黑素在塞内加尔鳎的生理过程中起着重要作用，且这种作用可能与生殖调控密切相关。与野生雄性相比，F1 代在基因表达模式上存在差异，暗示 F1 代可能存在下丘脑 - 垂体 - 性腺（Hypothalamus-Pituitary-Gonad，HPG）轴的调节异常，这或许与 F1 代的生殖障碍存在关联。此外，研究还发现 aanat1a 和 aanat2 等基因在组织分布上比以往认知更广泛，为深入研究鱼类褪黑素系统提供了新的方向。未来，研究人员可进一步探究不同细胞在褪黑素产生中的具体作用，以及 F1 代生殖障碍与褪黑素调控异常之间的内在联系，有望为解决塞内加尔鳎等鱼类的生殖问题提供更有效的策略。
