前期研究发现不同波长的单色光能够影响鸡的生长发育和繁殖性能。下丘脑GnRH-Ⅰ和GHRH是调节鸡生殖和生长的重要因子,但是光色信息对鸡下丘脑GnRH-Ⅰ和GHRH分泌的影响及其作用途径尚不清楚。本研究选择刚出壳的雄性AA肉鸡分别饲养于LED灯照射下的白光(400～760 nm)、红光(660 nm)、绿光(560 nm)和蓝光(480 nm)下,第3天进行松果体摘除手术和假手术处理,14日龄取下丘脑。探索不同波长的单色光对鸡下丘脑GnRH-Ⅰ和GHRH表达的影响及其作用途径。主要研究结果如下:1.褪黑激素在单色光影响鸡下丘脑GnRH-Ⅰ表达中的作用免疫组化反应发现在鸡下丘脑的视前区、视前室周核、隔内侧核、隔外侧核和皮质联合床核有GnRH-Ⅰ的免疫反应阳性神经元,其中以皮质联合床核的阳性神经元最多。与白光和红光相比,单色绿光显著降低鸡下丘脑GnRH-ⅠmRNA、蛋白水平、皮质联合床核中阳性神经元面积百分比和平均光密度,且分别降低了 13.18%-34.46%(P=0.013-0.046)和19.59%-39.08%(P=0.002-0.018)。另外,与GnRH-Ⅰ的表达相似,绿光显著降低鸡血浆睾酮水平,且分别比白光、红光和蓝光降低了 19.04%(P=0.009)、21.66%(P=0.003)和 10.41%(P=0.183)。松果体摘除后,随着褪黑激素水平的下降,显著提高了鸡下丘脑GnRH-Ⅰ的表达和血浆睾酮水平,且四个光色组之间比较变为无显著差异(P=0.185-0.986)。同时体外试验表明褪黑激素(250 pg/mL)能显著降低下丘脑GnRH-ⅠmRNA的表达水平。这些试验结果表明褪黑激素介导单色光对鸡下丘脑GnRH-Ⅰ表达的影响。2.褪黑激素在单色光影响鸡下丘脑GnIH表达中的作用GnIH免疫反应阳性神经元主要出现在鸡下丘脑的室旁核。单色绿光显著提高了鸡下丘脑GnIH mRNA、蛋白、阳性神经元面积百分比和平均光密度,分别比白光、红光和蓝光提高了19.62%-34.46%(P=0.013-0.046)、23.12%-39.08%(P=0.006-0.018)和 9.81%-17.33%(P=0.006-0.400)。当摘除松果体后,与假手术组相比,显著降低了 GnIH/mRNA和蛋白表达水平;白光、红光、绿光和蓝光分别降低了 22.05%-24.25%(P=0.001-0.005)、22.58%-25.04%(P=0.005-0.007)、26.39%-26.94%(P=0.000)和 24.55%-24.99%(P=0.001),且松果体摘除组四种光色之间没有显著差异。体外试验表明褪黑激素(250Pg/mL)能显著提高下丘脑GnIH的表达水平。这些试验结果表明褪黑激素介导单色光对鸡下丘脑GnIH表达的影响。3.褪黑激素受体介导单色光影响鸡下丘脑GnIH的表达褪黑激素受体Mel1a分布在鸡下丘脑的视前区、视前室周核和视交叉上核,褪黑激素受体Mel1b分布在鸡下丘脑的视前区和视交叉上核,褪黑激素受体Mel1c分布在鸡下丘脑的室旁核。单色绿光提高了鸡下丘脑褪黑激素受体Mel1a、Mel1b和Mel1c的mRNA、蛋白表达水平和血浆褪黑激素水平,分别比白光、红光和蓝光提高了 10.72%-31.28%(P=0.000-0.008)、9.18%-36.91%(P=0.000-0.022)和 7.58%-25.25%(P=0.001-0.170)。此外,血浆褪黑激素水平与下丘脑中GnIH蛋白表达呈正相关。体外试验显示褪黑激素通过Mel1c影响下丘脑GnIH的表达。同时荧光双标染色发现鸡下丘脑室旁核GnIH神经元有Mel1c的共表达。这些试验结果表明褪黑激素受体Mel1c参与褪黑激素介导的单色光影响鸡下丘脑GnIH的表达。4.GnIH在褪黑激素介导单色光影响鸡下丘脑GnRH-Ⅰ表达中的作用单色绿光显著增强鸡下丘脑GnIHR的mRNA和蛋白表达水平,分别比白光、红光和蓝光提高了 21.61%-22.83%(P=0.005-0.032)、26.69%-26.79%(P=0.002-0.020)和 8.62%-12.12%(P=0.075-0.296)。另外,松果体摘除后显著降低了下丘脑GnIHR的表达水平,且四种光色间无显著差异。血浆褪黑激素浓度与下丘脑GnRH-Ⅰ蛋白水平呈负相关,与下丘脑GnIHR蛋白水平呈正相关。下丘脑GnIHR蛋白水平与下丘脑GnRH-Ⅰ蛋白水平呈负相关。体外试验说明褪黑激素通过Mel1c受体抑制下丘脑组织GnRH-Ⅰ的表达。同时荧光双标染色发现GnRH-Ⅰ神经元上存在GnIH阳性纤维的轴突末端,GnRH-Ⅰ阳性神经元有GnIHR的共表达。这些试验结果表明GnIH参与褪黑激素受体Mel1c途径介导单色光影响鸡下丘脑GnRH-Ⅰ的表达。5.褪黑激素在单色光影响鸡下丘脑GHRH表达中的作用免疫组织化学反应发现在鸡下丘脑的漏斗核出现了 GHRH的免疫反应阳性神经元。单色绿光显著提高了鸡下丘脑GHRH的mRNA、蛋白表达水平和血浆GH水平,分别比白光、红光和蓝光提高了 9.10%-21.75%(P=0.010-0.050)、9.19%-34.51%(P=0.002-0.013)和 6.76%-8.71%(P=0.051-0.473)。血浆褪黑激素水平与下丘脑GHRH蛋白表达和血浆GH水平呈正相关。另外,松摘后下丘脑GHRH蛋白表达和血浆GH水平显著降低,且松果体摘除后四种光色之间无显著差异。这些试验结果表明褪黑激素介导单色光影响鸡GHRH的表达和GH的分泌。结论:绿光直接作用于鸡松果体影响褪黑激素的分泌,褪黑激素通过其受体Mel1c作用于鸡下丘脑的GnIH神经元,提高了下丘脑GnIH的表达水平,同时GnIH通过其神经纤维或受体抑制下丘脑GnRH-Ⅰ的表达,降低血浆睾酮水平。另一方面绿光通过褪黑激素影响鸡下丘脑GHRH的表达水平,从而提高血浆GH水平。