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提高动物繁殖潜力,生产出更多优质肉、蛋和奶制品,以满足人们日益增长的物质生活需求是动物遗传育种与繁殖学领域人员不断追求的目标,其中动物繁殖效率的提高可以从根本上解决肉类供不应求的问题,极大的改善畜牧业的生产效益。畜禽集约化生产的趋势致使目前动物的营养主要来源于饲料与日常饮水,因此在饲料或日常饮水中合理地添加能提高畜禽繁殖性能的成分是优化动物繁殖效率的主要途径之一。褪黑素(Melatonin,MT)在高等动物中主要由松果体分泌,具有参与和调节动物的昼夜节律以及繁殖周期的作用。本研究以ICR小鼠为模型,探讨饮水中添加不同浓度MT对雌性生殖系统的影响,以期为MT提高动物繁殖能力提供参考。实验中,在6周龄ICR雌性小鼠日常饮水中添加3 μg/mL、30 μg/mL和300μg/mL以及0μg/mL(对照组)四种浓度的MT(首次饲喂当天记为第1天)。在饲喂MT第21天:让小鼠自然交配分娩,统计小鼠窝产仔数以及窝产初生重;采集小鼠卵巢制作HE染色切片并统计卵巢各级卵泡比例(HE染色);在饲喂的第7天、第14天和第 21 天的 09:00、13:00、17:00、21:00、23:00、01:00、03:00、05:00 八个时间点,通过眼球摘除采血法分别采集四组小鼠血液样本,然后采用ELISA检测小鼠血清中MT、卵泡刺激素(Follicle-stimulatinghormone,FSH)和雌二醇(Estradiol,E2)水平;MT添加饮用水饲喂21天后:检测卵母细胞成熟相关基因(FSHr,Gdf9,Bmp15,Grim 19和Nlrp5)的表达(荧光定量PCR)。结果如下:小鼠饮用浓度3μg/mLMT的饮用水后窝产仔数显著上升(15.5只vs.14.3只,P<0.05),而窝产初生重在各组间无显著差异(P≥0.05)。通过统计各级卵巢卵泡百分率后发现:3 μg/mL组的有腔卵泡率显著高于对照组,该浓度MT可促进有腔卵泡的发育(43.46%±7.58%vs.29.62%±4.01%,P<0.05),次级卵泡率则显著低于对照组(29.33%±7.84%vs.43.08%±2.12%,P<0.05),30 μg/mLMT 处理组小鼠初级卵泡率最高(36.09%±1.84%vs.27.30%±2.46%,P<0.05)。无论饮水中添加MT与否,小鼠血清中MT水平均呈现昼低(210.64 pg/mL-274.89 pg/mL)夜高(236.96 pg/mL-336.63 pg/mL);当饮水中添加30 μg/mLMT时,MT夜间分泌峰值(333.45 pg/mL)出现于凌晨1点,较其他处理组及对照组夜间峰值(对照组:336.63 pg/mL;3 μg/mLMT 处理组:321.25pg/mL;300 μg/mLMT 处理组:314.60pg/mL)晚两小时,该浓度MT可能可以在最大MT受体水平中发挥作用;300 μg/mL MT处理组小鼠FSH水平昼夜波动较大(95.11mIU/mL-161.89 mIU/mL),此外从开始服用高浓度MT(300 μg/mL)的第7天开始,血清中FSH的水平与对照组相比显著上升且MT饮用水处理的21天内均保持较高水平,其他两个MT处理组(30μg/mL,3 μg/mL)的小鼠在服用MT饮水第21天时也均出现FSH水平的显著增长(P<0.05)。然而小鼠血清中E2的水平在服用高剂量MT(300 μg/mL)后的第7天和第14天与对照组相比显著下降(P<0.05),而后于第21天恢复正常。荧光定量结果显示3 μg/mLMT处理组小鼠GV期卵母细胞中Bmp15,FSHr的表达量显著上升与对照组相比差异显著(P<0.05),而Nlrp5,Grim19的表达量在各组之间未表现出显著差异(P≥0.05)。综上所述,小鼠日常饮水中添加MT影响小鼠血清中FSH与E2水平,其中3μg/mL的MT可促进小鼠卵巢有腔卵泡的发育,卵母细胞生长相关基因FSHr,Bmp15的表达量显著上升,从而潜在提高小鼠窝产仔数;MT添加浓度为300μg/m时并未对小鼠的卵泡生长及繁殖系统造成消极影响。