育成期与产蛋期光周期调控白羽王鸽雄性生殖轴与光感受器转录的机制研究

《Poultry Science》:Photoperiodic schedules during rearing and laying stages modulate photoreceptors transcription and the hypothalamic–pituitary–testicular axis in male White King pigeons

【字体: 时间:2026年01月02日 来源:Poultry Science 4.2

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  本研究针对肉鸽养殖中受精率低、繁殖效率不高的产业难题,系统探究了育成期与产蛋期不同光周期程序对白羽王鸽雄性生殖性能、睾丸形态、激素水平及下丘脑-垂体-睾丸轴基因表达的调控作用。研究发现,育成期短光照结合产蛋期14小时光照能显著提升受精率、促进睾丸发育并优化生殖激素分泌,其分子机制涉及深部脑光感受器转录激活与视网膜光感受器抑制的协同调控。该研究为家鸽高效繁殖的光照管理提供了重要实践指导。

  
在肉鸽养殖业快速发展的背景下,鸽子肉因低胆固醇、高蛋白的特性备受消费者青睐。然而与鸡鸭等家禽相比,鸽子的繁殖效率始终偏低:一对种鸽每个产蛋周期仅产两枚蛋,且受精率普遍低于90%,严重制约了产业经济效益的提升。除了母鸽的卵子质量,种鸽的繁殖能力更是决定受精成功率的关键。研究表明,光照作为家禽繁殖的主要环境调控因子,通过影响光感受器信号传导与神经内分泌轴,直接调控禽类的生殖活动。但目前针对雄性鸽子光周期管理的研究仍属空白,尤其缺乏从育成期到产蛋期的系统性光照调控方案。
为此,江苏省农业科学院动物科学研究团队在《Poultry Science》上发表了最新研究,系统探讨了不同光周期程序对白羽王鸽雄性个体生殖性能的调控机制。研究团队设计了三阶段光周期程序:在育成期采用8小时短光照抑制性早熟,产蛋期分别过渡至14小时、16小时和18小时长光照。通过测定繁殖指标、睾丸组织形态、血浆激素浓度及关键基因表达,全面解析了光周期对雄性鸽子生殖轴的作用路径。
本研究主要采用繁殖性能统计、睾丸组织切片分析、酶联免疫吸附试验检测血浆生殖激素浓度、实时定量PCR测定下丘脑-垂体-睾丸轴相关基因及光感受器基因表达等关键技术方法。实验选用400只60日龄白羽王鸽,随机分为4个光周期处理组,持续观测30周。
研究结果揭示,育成期光限制结合产蛋期14小时光照程序能最大程度提升繁殖性能。具体表现为:
光周期对繁殖活性与睾丸发育的影响
S-14L:10D组受精率显著优于对照组,睾丸器官指数、曲细精管直径和生精上皮厚度均显著增加,生精细胞数量明显提升。而18小时超长光照反而抑制睾丸发育,表明适度光周期对雄性生殖系统具有优化作用。
血浆生殖激素谱
S-14L:10D程序显著提升促卵泡激素、促黄体生成素和睾酮水平,同时降低催乳素浓度。这种激素谱变化有利于促进精子发生并抑制就巢行为。
HPT轴相关基因表达
在S-14L:10D光周期下,下丘脑促性腺激素释放激素基因表达上调,而垂体促性腺激素抑制激素、血管活性肠肽和催乳素基因转录被抑制。睾丸中促黄体生成素受体及类固醇合成关键酶基因表达增强,为睾酮合成提供分子基础。
深部脑与视网膜光感受器基因表达
短光照程序显著激活深部脑光感受器基因表达,包括下丘脑神经视蛋白、黑视蛋白、脊椎动物古视蛋白和松果体视蛋白。相反,视网膜光感受器基因转录被抑制,提示光照信号感知从视觉系统向非视觉生殖调控系统转移。
研究结论表明,育成期8小时短光照结合产蛋期14小时光照程序能通过激活深部脑光感受器-下丘脑-垂体-睾丸轴通路,优化生殖激素分泌,促进睾丸发育和精子发生,最终提升种鸽繁殖效率。该研究不仅阐明了光周期调控雄性鸽子生殖的神经内分泌机制,更为家禽光照管理提供了创新性方案,对促进鸽子养殖业可持续发展具有重要实践意义。
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