Clock和Cry1钟基因在单色光诱导鸡下丘脑分泌GnRH的作用途径

本课题组前期应用红（660 nm）、绿（540 nm）、蓝（480 nm）和白光（400～760 nm）饲养肉鸡和蛋鸡，发现蓝、绿光能显著促进鸡下丘脑分泌GnRH，使蛋鸡血清LH和FSH含量提高、肉鸡甲状腺激素和睾酮分泌增多，进而影响性腺发育和骨骼肌纤维的生长，促进蛋鸡和肉鸡的生长发育和提高生产性能，但对单色光如何影响GnRH分泌的作用机制尚不完全清楚。本项目拟进一步通过分子生物学、组织形态学与环境生理学的方法，从昼夜节律钟基因与视蛋白的表达入手，探讨光色信息诱导鸡下丘脑分泌GnRH的作用途径，即验证我们提出的假设：环境因子（光色信息）通过影响禽类光感受器Clock和Cry1基因的正负反馈调节作用，诱导下丘脑分泌GnRH。该研究对于揭示禽类昼夜节律生物钟的分子振荡机制有着重要的理论意义，也有助于合理利用光色信息提高禽类的生产性能、改变传统的饲养模式，为家禽饲养管理提供新的理论指导。

本课题组前期应用红（660 nm）、绿（540 nm）、蓝（480 nm）和白光（400-760 nm）饲养肉鸡和蛋鸡，发现蓝、绿光能显著促进鸡下丘脑分泌GnRH，使蛋鸡血清LH 和FSH 含量提高、肉鸡甲状腺激素和睾酮分泌增多，进而影响性腺发育和骨骼肌纤维的生长，促进蛋鸡和肉鸡的生长发育和提高生产性能，但对单色光如何影响下丘脑GnRH分泌的作用机制尚不完全清楚。本项目利用分子生物学、组织形态学与环境生理学的方法，从昼夜节律钟基因与视蛋白的表达入手，探讨光色信息诱导鸡下丘脑分泌GnRH的作用途径。研究发现，各光色通过下丘脑Clock 和Cry1 钟基因的正负反馈调节作用，作用于松果体诱导下丘脑分泌GnRH，但不同光色的作用途径各有其特点。如，红光通过促进下丘脑c-Fos蛋白表达，进而引起视网膜和松果体黑素视蛋白OPN4-2 mRNA的表达升高，使合成褪黑激素的限速酶AANAT mRNA水平升高，进而促进褪黑激素的分泌；蓝光通过促进视网膜c-Fos蛋白表达，进而引起视网膜和松果体和黑素视蛋白OPN4-1、视网膜蓝敏感锥体视蛋白CHK-2的表达升高，从而作用于AANAT酶，促进褪黑激素的合成；绿光通过作用于松果体c-Fos蛋白，引起视网膜绿敏感锥体视蛋白CHK-1表达升高，从而作用于AANAT酶，促进褪黑激素的合成。以上结果说明，Clock 和Cry1 钟基因在单色光诱导鸡下丘脑分泌GnRH 的作用途径主要是通过视网膜、松果体和下丘脑的视蛋白，进而影响视网膜和松果体褪黑激素AANAT酶的合成。该研究对于揭示禽类昼夜节律生物钟的分子振荡机制有着重要的理论意义，也有助于合理利用光色信息提高禽类的生产性能、改变传统的饲养模式，为家禽饲养管理提供新的理论指导。