褪黑素及其在植物中的功能研究进展(英文)

褪黑素是一种广为人知的动物激素,在动物中由松果体合成与分泌,参与动物的昼夜节律的调节。现已发现褪黑素在高等植物中广泛存在,但是目前有关褪黑素在植物中的功能的研究还不是很多。已有的研究表明,褪黑素在植物中可能的作用有调节光周期、参与生长调节、清除活性氧、提高抗氧化酶活性等。根据近年的研究结果对植物中褪黑素的作用进行综述,重点阐述已经发现的褪黑素在植物上的功能作用,对其潜在生理功能进行了预测,并指出了目前研究中的不足,突出需要重点研究的方向。     

饲喂外源性褪黑素对蛋鸭产蛋性能及生殖激素的影响

为研究通过饲喂方式给予外源性褪黑素对蛋鸭产蛋性能的影响,选取３４只体况及产蛋性能一致的产蛋期山麻鸭,随机分为两组,试验组给予褪黑素每只每天３ｍｇ,对照组不添加;两组均维持２４ｈ的光照,试验期为７周,期间统计蛋鸭采食量、产蛋量及检测相关生殖血清激素水平．结果表明,２４ｈ光照条件下,给予蛋鸭褪黑素在一定程度上降低蛋鸭产蛋性能,同时使蛋鸭血液褪黑素水平上升,雌二醇、促黄体素、孕酮水平下降,但差异均不显著（Ｐ＞０.０５）,表明通过饲喂外源性褪黑素的方式对蛋鸭生殖激素水平影响不大．．     

Brain receptors sensitive to indole compounds: function in control of luteinizing hormone secretion

The placement of melatonin and of 5-hydroxytryptophol in the median eminence of castrated male rats is followed 5 days later by a significant decrease in pituitary stores of luteinizing hormone. Pituitary reserve of this hormone is also depleted after the implantation of melatonin, 5-hydroxytryptophol, and 5-methoxytryptophol in the reticular formation of the midbrain. It is suggested that these indole compounds, which are normally synthesized in the pineal gland, may intervene in the control of the secretion of luteinizing hormone, possibly by acting on specific receptors localized in the median eminence and in the midbrain.     

Free-running activity rhythms in the rat: entrainment by melatonin

The pineal gland hormone melatonin may play a role in synchronization of rat circadian rhythms. Free-running activity rhythms of the rat were entrained by a daily melatonin injection, with entrainment occurring when the onset of activity coincided with the time of daily injections. When injections were stopped, activity rhythms became free-running again. Thus in pharmacological experiments, the time of day of melatonin administration is crucial.     

褪黑素埋植对绵羊体重和发情的影响

将15只甘肃高山细毛羊按体重分为三组:Ⅰ组注射生理盐水作为对照组;Ⅱ组埋植MLT(36mg);Ⅲ组埋植MLT(36mg)+孕马血清激素(400IU),研究MLT对体重、发情的影响。结果表明:0～15d、15～30dMLT+孕马血清激素处理组体增重显著低于对照组(P<0.05);30～45d、45～60dMLT组体增重也显著低于对照组(P<0.05),其它时期各组间均无显著差异性,总增重和末重也无显著差异性(P>0.05)。与对照组相比,实验组第一只母羊发情时间提早30d,发情率提高40%。     

羊多胎性状候选基因的研究进展

从骨形态发生蛋白15(BMP15)基因、生长分化因子9(GDF9)基因、视黄醇结合蛋白4(RBP4)基因、视黄酸受体γ(RARG)基因、催乳素(PRL)基因、催乳素受体(PRLR)基因、褪黑激素受体基因、促性腺激素释放激素(GnRH)及其受体(GnRHR)基因方面综述了羊多胎性状候选基因的研究进展.     

绒山羊非长绒期埋植褪黑激素对其产绒性能和血浆褪黑激素浓度的影响

为研究内蒙古绒山羊非长绒期埋植褪黑激素对其产绒性能和血浆褪黑激素浓度的影响,采用完全随机试验设计方法,将18只体重基本一致、上一年产绒量较为接近的3周岁内蒙古绒山羊半同胞母羊,随机分为2组,一组为对照组,另一组为试验组,每组9只羊。试验组于抓绒后在羊颈部皮下2次埋植褪黑激素(5月中旬和7月中旬),试验期共5个月。试验开始后逐月观察山羊绒生长情况;当埋植组或对照组开始长绒时,剪取绒毛样品用于生长量和细度测量;每月采集血样分析血浆褪黑激素含量。结果表明:1)埋植组大部分绒山羊6月底羊绒已经长出体表,7月底所用试验羊均已长绒,而对照组8月底大部分羊开始长绒,直至9月底才全部长绒。2)7月底,当对照组还没有长绒时,埋植组羊绒平均长度达34.95mm;9月底,当对照组全部长绒,平均羊绒长度达到22.45mm时,埋植组羊绒平均长度已达57.51 mm,显著高于对照组(P0.05);埋植褪黑激素对羊绒细度无影响(P0.05)。3)对照组从6月起无论白天还是黑夜褪黑激素浓度均逐渐升高,至8月达到最大水平,埋植组在7月达到最高浓度,后缓慢下降至自然水平。在6和7月份,埋植组白天和夜晚血浆褪黑激素含量均显著高于对照组(P0.05),而8和9月份2组间差异不显著(P0.05),但8月份埋植组有高于对照组的趋势。因此,内蒙古绒山羊抓绒后,按2mg/kg(BW)的剂量分2次埋植褪黑激素,可提高血浆中褪黑激素的浓度并诱导山羊绒提前萌发,并且不会影响细度。     

园艺作物褪黑素的研究进展

褪黑素是一种在生物体中广泛存在的吲哚胺类化合物,在动物中具有调节昼夜节律、提高免疫力和抗衰老的作用,是一种对人类健康有益的保健佳品。现已发现褪黑素在高等植物中广泛存在,其生物合成途径以L-色氨酸为底物,途径色胺、5-羟色胺、N-乙酰-5-羟色胺,最终生成褪黑素。目前,植物中鉴定到的褪黑素合成关键酶有:L-色氨酸脱羧酶(Trp DC)、色氨酸羟化酶(T5H)、5-羟色胺-N-乙酰转移酶(SNAc T)、N-乙酰-5-羟色胺甲基转移酶(Ac SNMT)和羟基吲哚-O-甲基转移酶(HIOMT)。虽然目前有关褪黑素在园艺作物中的功能研究还不是很多,但已有研究表明,褪黑素在园艺作物中具有促进生长,增加产量,促进种子萌发,调节光周期,调控根系发育,延迟叶片衰老,影响果实成熟和贮藏等生理功能。而褪黑素的抗氧化特性又赋予它较强的活性氧(ROS)清除能力,且褪黑素能提高光照、温度、水分、盐碱、重金属和氧化胁迫下的抗氧化酶活性。此外,褪黑素还参与了包括生长素(IAA)、赤霉素(GA)、脱落酸(ABA)、乙烯(ETH)、水杨酸(SA)、多胺(PAs)和一氧化氮(NO)等物质介导的信号转导途径,组成了控制园艺作物生长、发育和抗性获得的复杂信号网络。文中从"褪黑素在植物中的生物合成,园艺作物中的褪黑素含量及影响因素,褪黑素在园艺作物生长、发育中的作用,褪黑素在园艺作物胁迫应答中的作用,褪黑素调控植物生长发育和抗逆性的信号转导网络"5个方面对褪黑素在园艺生产中的作用进行综述。重点阐述已经发现的褪黑素在园艺作物上的功能作用,对其潜在生理功能进行了预测,并从提升园艺作物褪黑素含量方面展望了今后需重点开展的研究。     

Melatonin: a coordinating signal for mammalian reproduction?

There is a daily rhythm in the production of the pineal hormone melatonin in all mammalian species. Production is stimulated by darkness and inhibited by light. This provides a signal reflecting the changing environmental lighting cycle. In seasonally breeding mammals that use changes in the photoperiod to time their reproductive cycles, temporal signals to the reproductive system are controlled by the daily rhythm in melatonin production.     

Melatonin induction of gonadal quiescence in pinealectomized Syrian hamsters

Pinealectomized Syrian hamsters were injected thrice daily with 25 micrograms of melatonin per injection. The injections were administered at 3-hour intervals either during the day or during the night of a photoperiodic cycle of 14 hours of light and 10 hours of darkness. After 6 weeks of treatment with melatonin during the night, both pinealectomized and intact hamsters had reduced testis weight, and pinealectomized hamsters showed decreased levels of serum gonadotropins. Injection of melatonin during the day for 7 weeks either once (75 micrograms) a day or thrice (25 micrograms per injection) daily caused a reduction in testis weight in pinealectomized hamsters. Both pinealectomized and intact females injected with melatonin thrice daily during the day became anovulatory by week 7 of treatment. These results are similar to those observed when hamsters are exposed to a short photoperiod, suggesting that melatonin may be acting as a hormone in mediating the effects of photoperiod on the reproductive system of the Syrian hamster.     

褪黑素调控绵羊季节性发情的研究进展

褪黑素是松果腺细胞合成的吲哚胺类激素中生物活性最高的1种神经激素,该激素调节着体内的多种生理活动。对褪黑素的合成、代谢、作用机制以及对绵羊的季节性发情的影响进行了阐述。     

外源褪黑素对烟草幼苗抗旱性生理机制的影响

为研究喷施外源褪黑素对烟草幼苗不同程度干旱胁迫条件下的影响效应。以烟草幼苗为试验材料,探究喷施100 μmol·L-1外源褪黑素对干旱胁迫下幼苗的生长、光合特性、抗氧化酶活性以及渗透调节物质含量的影响。结果表明,干旱严重影响植物生长,喷施褪黑素缓解了干旱胁迫造成的植株生长抑制,并通过提高叶片叶绿素含量和净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）,降低胞间CO2浓度（Ci）,同时增强超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）的活性,减少O-2和丙二醛（MDA）的含量,显著增加渗透调节物质的积累,以提高烟草幼苗的抗干旱胁迫能力,结果为褪黑素对烟草幼苗的抗旱性影响机理提供依据。     

内蒙古绒山羊长绒后期褪黑激素埋植时间对其生产性能的影响

为研究内蒙古绒山羊长绒后期褪黑激素埋植时间对绒山羊产绒性能、生长性能和繁殖性能的影响,于2013年4月底抓绒时选用体重相近、产绒量基本一致的3周岁左右的内蒙古绒山羊30只,随机分成3组,分别为对照组、2013年12月和2014年2月2次埋植组(即12月底开始2次埋植组)以及2014年2月单次埋植组(即2月底单次埋植组),埋植褪黑激素剂量为2mg/kg(BW)。埋植开始至试验结束(2014年4月底抓绒)逐月观察山羊绒生长情况,并采集绒样,用于分析埋植对山羊绒生长的影响。称量试验羊的初始和结束体重,并统计产羔数和羔羊初生重。结果表明:1)单次埋植褪黑激素组在4月底抓绒时绝大多数羊颈部存在明显的脱绒损失,而对照组和2次埋植组并未出现脱绒现象;2)埋植褪黑激素对试验结束时羊体重和日增重没有影响(P0.05),对产羔数和羔羊的初生重也无影响(P0.05);3)各组间羊绒长度和细度无差异(P0.05),2次埋植组羊绒产量与对照组没有差异(P0.05),而单次埋植组羊绒产量因提前脱落损失而显著降低(P0.05);4)1—3月份山羊绒生长速率逐渐降低,各组间没有差异(P0.05),且均在4月份停止生长。因此,2月底单次埋植褪黑激素有促使山羊绒提前脱落的作用,12月底开始2次埋植褪黑激素虽没有促使山羊绒提前脱落,但也没有促进山羊绒生长,并未延长山羊绒生长期。     

褪黑素对大鼠胰岛瘤细胞INS-1胰岛素和Gαi/o蛋白基因表达的影响

【目的】研究褪黑素对大鼠胰岛瘤细胞INS-1中胰岛素和Gαi/o蛋白基因表达的影响,探究褪黑素在m RNA水平对Gαi/o和Insulin1调节作用中可能存在的分子机制。褪黑素(melatonin,MT)是松果腺分泌的一种吲哚类神经内分泌激素,在机体内可调节胰岛素的分泌而使其呈现昼夜节律性分泌,影响葡萄糖昼夜代谢水平的变化进而维持机体血糖的相对恒定,故对于褪黑素影响胰岛素表达的研究可能会对褪黑素在胰岛素昼夜节律性分泌中的调控作用提供依据。【方法】将冻存的INS-1细胞复苏培养至第三代,INS-1细胞传代后,用RPMI1640培养基培养INS-1细胞约24—48 h,当细胞密度达60%—70%时,使用无血清无葡萄糖的RPMI1640洗2次,然后在INS-1细胞培养外液中分别加入不同浓度(0、10、20、30、50 mmol·L-1)的葡萄糖及100 nmol·L-1褪黑素和不同浓度葡萄糖孵育INS-1细胞12 h,观察和统计INS-1细胞的形态学变化。利用Easy Pure?RNA Kit提取INS-1细胞的总RNA,核酸蛋白测定仪测定细胞总RNA的浓度和纯度,其次利用甲醛变性琼脂糖凝胶电泳检测细胞的总RNA质量,Trans Script One-Step g DNA Removal and c DNA Synthesis Super Mix反转录合成c DNA。利用Primer Premier5.0引物设计软件,参考Gen Bank上已登录的基因序列进行Insulin1、Gαi1、Gαi2、Gαo、PKA和PKCα引物的设计。应用q RT-PCR法进行检测处理后的INS-1细胞Insulin1、Gαi1、Gαi2、Gαo、PKA和PKCαm RNA水平的变化。【结果】用含不同浓度葡萄糖培养液孵育INS-1细胞后,观察发现随着培养基中葡萄糖浓度含量的增加INS-1细胞突触的增长呈现先增加后减少的趋势,其中20 mmol·L-1葡萄糖处理组INS-1细胞突触的增长明显,而20 mmol·L-1葡萄糖和100 nmol·L-1褪黑素处理组INS-1细胞表面积增大,但突触增长却不明显;培养基中含不同浓度葡萄糖的处理组中,Insulin1 m RNA水平呈现先升后降的趋势,Gαi1 m RNA水平则呈现先降后升的趋势,其中20 mmol·L-1葡萄糖处理组,Insulin1 m RNA水平显著增加(P0.05),Gαi1 m RNA水平显著减少(P0.05),而Gαi2和Gαo则无显著变化(P0.05),因而Gαi1表现出与Insulin1 m RNA水平呈现负相关性而非Gαi2、Gαo与Insulin1 m RNA水平呈现负相关性;20 mmol·L-1葡萄糖和褪黑素处理组和20 mmol·L-1葡萄糖处理组相比,20 mmol·L-1葡萄糖和褪黑素处理组的Gαi1 m RNA水平显著增高(P0.05),且Insulin1和PKCαm RNA水平显著减少(P0.05),PKA m RNA水平则减少不显著(P0.05)。【结论】褪黑素能够抑制INS-1细胞Insulin1的表达,减少胰岛素的分泌导致INS-1细胞适应性增生。褪黑素与其受体结合后可促进Gαi1 m RNA水平增高而抑制PKCα的表达,使得Insulin1的表达受到抑制,胰岛素分泌减少,使血糖在夜间得以维持相对恒定。     

生殖激素对龟类生殖调控的研究进展

迄今为止,已发现有11种生殖激素参与龟类生殖调控。雌二醇和睾酮在促性腺激素释放激素、卵泡刺激素和黄体生成素的调控下主导调控龟类性腺发育、配子生成、交配、产卵及子代性别决定等重要生殖环节。孕酮、前列腺素、精氨酸催产素、皮质酮、甲状腺素和褪黑激素协同调节龟类生殖活动。在人工繁殖方面,使用GnRH等有助于克服龟类繁殖障碍,提高繁殖效率。对生殖激素对龟类生殖活动的调控作用与机理及其应用的研究进展进行了综述。     

Effect of N-methyl-aspartate and Betaine on Growth Performance and Correlation Between Growth Hormone, Growth Performance and Carcass Composition in Finishing Pigs

［1］Etherton T D. Anabolic effects of porcine somatotropin on pig growth in: Designing foods: Animal product options in the marketplace. National Academy Press, Washington, DC. 1988:194 - 202. ［2］XU Z R, et al. Effect of betaine on carcass characteristics and approach to mechanism of the effect in finishing swine. Acta Veterinaria et Zootechnica Sinica, 1998, 29(5) :397 - 405. (in Chinese) ［3］Knight C D, et al. The performance and carcass composition responses of finishing swine to a range of porcine somatotropin doses in a l-week delivery system. J. Anim. Sci. 1991, 69:4678 - 4689. ［4］Zhou S W, et al. Effect of the recombinant porcine somatotropin on weight gain and carcass composition in swine. Journal of Beijing Agricultural University, 1993, 19: 93 97. (in Chinese) ［5］Danghaday W H. Double effect of growth hormone. Nature,1972..235 - 237. ［6］Estienne M J, et al. N-methyl-D, L-aspartate induced growth bermine secretion in barrows: possible mechanisms of action. J.Anim. Sci. 1996, 74:597- 602. ［7］Barb C R, et al. Aspartate and glutamate modulation of growth bormone secretion in the pig: Possible site of action. Domest.Anim. Endocrinols. 1996, 13:81 - 90. ［8］Lindstrom P, et al. Effect of N-methyl-D, L-aspartate on isotated rat somatotrophs. Endocrinology, 1992, 131: 1903 -1907.     

光照控制对蒙古羊发情排卵及相关生殖激素分泌的影响

通过模拟绵羊繁殖季节前后的光照条件,研究光照控制对蒙古绵羊血液褪黑激素(MLT)、促卵泡素(FSH)、促黄体素(LH)浓度分泌的影响,探讨光照条件在控制绵羊繁殖季节中的作用.结果表明:光照控制可诱导蒙古羊在非繁殖季节发情并排卵,对蒙古羊血液MLT分泌影响显著,而对血液FSH和LH分泌没有显著影响.     

外源褪黑素对盐胁迫下棉花幼苗生长及光合特性的影响

[目的]土壤盐渍化严重制约棉花幼苗生长,褪黑素(Melatonin,MT)能有效调控植物在盐胁迫下的生长机制.研究外源褪黑素对盐胁迫下棉花幼苗生长及光合特性的影响.[方法]采用对棉花幼苗叶面喷施外源褪黑素的方法,分析外源褪黑素在NaCl胁迫下棉花幼苗生长及光合系统的响应,筛选出最适喷施褪黑素浓度.以新陆中70号为材料,...     

Enzymatic O-methylation of N-acetylserotonin to melatonin

An enzyme, hydroxyindole-O-methyl transferase, that can transfer the methyl group of S-adenosylmethionine to the hydroxy group of N-acetylserotonin to form the hormone melatonin is described. This enzyme, which is highly localized in the pineal gland, also O-methylates serotonin.     

内蒙古绒山羊非生绒期内褪黑激素埋植时间对山羊绒生产性能的影响

为研究内蒙古绒山羊非生绒期内褪黑激素埋植时间对山羊绒产量、长度以及细度的影响,于当年4月底抓绒时,选用体重相近、上年度产绒量基本一致的2~3岁内蒙古绒山羊母羊30只,随机分为3组,包括1个对照组和2个褪黑激素埋植组(4和6月2次埋植组、6月单次埋植组),试验开始后逐月观察山羊绒生长情况。结果表明:1)无论是4和6月2次,还是6月单次埋植褪黑激素均能够诱导非生绒期内山羊绒生长,整个羊绒生产周期内没有二次生绒和提前脱绒;2)埋植褪黑激素对山羊绒细度没有影响(P0.05),4和6月埋植褪黑激素组绒山羊产绒量和山羊绒长度显著高于6月埋植组和对照组(P0.05),6月埋植组与对照组间差异不显著(P0.05);3)相比于上年山羊绒品质指标,除4和6月埋植组山羊绒长度显著增加(P0.05)外,其他处理组长度和细度均无差异(P0.05)。因此,4和6月份埋植褪黑激素能够有效诱导山羊绒生长,诱导产生的长绒期与自然长绒期衔接,无提前脱绒,显著提高山羊绒的生产性能。