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绒山羊绒纤维的生长具有很强的季节性,其毛被周期性生长受到光周期的诱导,一般在非生绒期(5-7月份)不长绒,毛囊生长旺盛时期一般在进入秋季后日照时间开始变短的季节。近年来,研究人员发现人工控制光照可以促进绒山羊在非产绒季节长绒。为了研究控制光照促进绒山羊非产绒季节长绒机制,本研究以人工控制光照促进绒毛生长的内蒙古阿尔巴斯绒山羊作为研究对象,利用酶联免疫方法检测其绒毛生长相关激素;利用免疫组织化学方法研究绒山羊皮肤组织内次级毛囊形态差异及毛囊干细胞的激活情况;采用基因表达谱芯片技术筛选绒山羊皮肤组织中差异性表达的基因,并对差异表达基因功能分析;通过实时荧光定量技术方法验证3个候选基因的表达。主要研究结果如下:1.对试验组和对照组绒山羊绒毛生长相关5种激素浓度测定发现,一天的4个时间点上,试验组绒山羊12:00时的MLT和17:00时的IGF-I浓度显著上调,17:00和02:00时的PRL浓度显著下降,EGF和GH浓度在2组中差异不显著;一年当中,试验组6月份的MLT(P<0.05)、IGF-I和EGF(P>0.05)浓度均升高,PRL浓度降低;到9月份试验组绒山羊MLT、IGF-I和GH浓度显著高于对照组绒山羊(P<0.05),PRL浓度仍然低于对照组绒山羊(P>0.05)。相关性分析显示,绒山羊体内PRL与其他激素之间的系数为负数;与对照组相比人工控制光照加强了MLT和PRL、EGF,PRL和EGF、IGF-I、GH,EGF和GH,IGF-I和EGF、GH之间的相互作用(P>0.05),减弱了MLT与IGF-I、GH之间的相互作用。2.毛囊细胞增殖实验结果显示,在毛囊的休止期、退行期PCNA蛋白少量表达于毛囊根鞘及毛母质细胞中。到6月份后试验组绒山羊毛囊开始进入生长期,PCNA蛋白表达增强,而处于休止期的对照组绒山羊PCNA信号与4月相比无明显变化。到9月对照组绒山羊毛囊也进入生长期,PCNA蛋白的表达最强烈。在6月份试验组样本中内源性碱性磷酸酶表达强烈。3.对干细胞的分化研究结果显示,试验组绒山羊6月份皮肤样本中K15蛋白主要表达于外根鞘,尤其是根鞘中部的毛囊隆凸部附近的信号非常强烈,沿根鞘向下逐渐减弱,到毛母质细胞信号十分微弱;对照组绒山羊毛囊K15信号于整个萎缩的毛囊根鞘细胞中表达。到9月份,接近毛母质的根鞘细胞中的K15蛋白表达缩减,甚至在毛母质细胞中K15蛋白的表达完全消失。4.β-catenin表达于6月份控制光照试验组绒山羊生长期毛囊的毛母质细胞中,且内外根鞘细胞中均有表达;处于休止期的对照组绒山羊毛囊信号主要分布在根鞘细胞中。9月份样本中β-catenin在毛囊中的表达部位与6月样本一致,与处于生长期的次级毛囊相比,成熟的初级毛囊毛母质细胞中β-catenin表达有所减弱,而内根鞘细胞中的表达依然很明显。5.利用基因表达谱芯片技术筛选6月份皮肤组织中差异表达基因,共选出112个差异表达基因,其中上调基因63个,下调基因49个。6.对差异表达的基因进行GO分析发现,18.98%DEGs显著富集在细胞成分上,10.95%DEGs显著富集在分子功能上,70.07%DEGs参与生物学过程。KEGG分析显示,差异基因被注释到包括Notch信号通路、细胞-细胞因子受体的相互作用和细胞粘合分子通路等31个KEGG通路上。7.基于差异表达基因的生物信息学及功能分析,再结合前人研究结果,我们筛选出可能涉及毛囊生长及毛干纤维合成不同阶段的24个基因,其中14个上调,10个下调。8.Real-time PCR结果表明,K34、MLN和CYP1A1基因在4月、6月、9月和次年1月份2组绒山羊皮肤中的表达差异不显著(P>0.05),但在6月份试验组绒山羊皮肤中K34、MLN基因的表达高于对照组;在试验组绒山羊皮肤组织中CYP1A1基因的表达低于对照组,3个基因的表达趋势与基因芯片结果一致。