槲皮素通过上调类固醇激素生物合成通路改善公鸡繁殖性能的机制研究

《Poultry Science》:EFFECTS OF QUERCETIN ON ROOSTER REPRODUCTION Quercetin upregulates steroid hormone biosynthesis to enhance reproductive performance in roosters

【字体: 时间:2026年02月06日 来源:Poultry Science 4.2

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  本研究针对公鸡繁殖性能下降问题,通过多组学技术系统解析槲皮素(Que)的作用机制。发现每日补充10 mg槲皮素可显著提高精子活力、密度及睾酮水平,并激活类固醇激素生物合成通路关键基因(CYP11A1、CYP17A1等)。该研究为槲皮素在畜禽生产中的安全高效应用提供了理论依据。

  
在现代化家禽养殖业中,种公鸡的繁殖性能直接关系到育种效率与经济收益。然而在实际生产中,频繁采精、营养失衡、环境应激等因素常导致精子质量下降,成为制约产业发展的瓶颈。尽管氨基酸、抗氧化剂等添加剂已被用于改善繁殖性能,但存在成本高、机制不明等问题。槲皮素作为一种天然黄酮类化合物,虽在蛋鸡和肉鸡中展现出促进产蛋和改善肉质的潜力,但其对公鸡生殖功能的影响机制尚不清晰。
为破解这一难题,广西大学卢扬庆团队在《Poultry Science》发表研究,通过多维度实验揭示槲皮素提升公鸡繁殖性能的分子机制。研究人员将48只100日龄广西麻鸡随机分为对照组和3个槲皮素干预组(5、10、20 mg/d),连续灌胃60天后,综合运用计算机辅助精子分析(CASA)、组织形态学、代谢组学、蛋白组学、网络药理学及分子动力学模拟等技术,系统评估槲皮素的作用效果。
关键技术方法
研究以100日龄广西麻鸡为模型,通过每日灌胃进行槲皮素干预。采用酶联免疫吸附试验(ELISA)检测血清与睾丸激素水平,利用液相色谱-质谱联用(LC-MS)进行睾丸组织代谢组学和蛋白组学分析,结合网络药理学筛选槲皮素作用靶点,并通过分子对接与100 ns分子动力学模拟验证槲皮素与关键蛋白的结合稳定性。
研究结果
槲皮素改善公鸡精液品质
精液质量分析显示,槲皮素显著提升采精量、精子活力和密度(P < 0.05),并提高精子曲线速度(VCL)、直线速度(VSL)等运动参数。组织形态学观察发现,槲皮素组睾丸生精小管直径和生精上皮高度显著增加(P < 0.05),表明其促进了睾丸发育。
槲皮素提升生殖激素水平
睾丸代谢组学检测到睾酮、雄烯二酮等类固醇激素代谢物显著上调,KEGG富集分析提示“类固醇激素生物合成”通路被激活。激素检测结果验证了槲皮素组睾丸睾酮、抗缪勒管激素(AMH)和血清促黄体生成素(LH)水平显著升高(P < 0.05)。
槲皮素调控激素合成关键基因表达
蛋白组学筛选出203个差异表达蛋白,qRT-PCR证实槲皮素显著上调类固醇合成急性调节蛋白(STAR)、胆固醇侧链裂解酶(CYP11A1)、17α-羟化酶(CYP17A1)等基因表达(P < 0.05)。网络药理学整合分析进一步锁定类固醇激素生物合成为核心通路。
槲皮素与靶蛋白具有高亲和力
分子对接显示槲皮素与CYP11A1、HSD17B3等蛋白结合能均低于-7.9 kcal/mol。分子动力学模拟中,槲皮素-CYP11A1复合物的均方根偏差(RMSD)、溶剂可及表面积(SASA)等参数保持稳定,结合自由低至-58.98 kJ/mol,证实二者结合稳固。
结论与意义
本研究首次通过多组学联合分析阐明槲皮素通过激活类固醇激素生物合成通路,促进睾酮等激素分泌,进而改善公鸡精子发生功能的分子机制。其中10 mg/d剂量效果尤为显著。该研究不仅为槲皮素作为安全高效的饲料添加剂提供了理论支撑,也为畜禽育种中繁殖障碍的干预策略开辟了新思路。
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