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采食行为是动物生存、维持生命延续的基础。畜禽早期的采食行为与现代化畜牧业生产密切相关。动物采食行为受中枢下丘脑控制,多种神经传递物质参与其调控,其中神经肽Y(NeuropeptideY,NPY)是最重要的促进采食的神经递质之一,其食欲促进作用又被阿黑皮素(Proopiomelanocortin,POMC)、胰高血糖样肽1(Glucagons-like-peptide-1,GLP-1)所抑制,但调控机制仍没有完全阐明。本研究将通过比较早熟型鸡和晚熟型鸽的早期下丘脑基因表达差异以及鸡NPY对动物采食行为的影响,初步探索中枢神经肽Y对畜禽早期的采食行为调节作用及其可能机制。
晚熟性鸽下丘脑NPY序列分析采用RACE扩增技术对鸽下丘脑NPY进行全序列克隆。在对鸡NPY基因进行多重比对后设计两条特异性3’RACE引物,扩增得到了鸽下丘脑NPY3’端序列。根据得到的3’端序列设计了三对5’RACE特异性引物,从而得到了美国王鸽下丘脑NPY的全长cDNA。美国王鸽下丘脑NPY全长cDNA为615bp和535bp,3’端存在选择性终止现象。5’UTR长为26bp,编码区包括294个核苷酸,编码一个长97个氨基酸的蛋白前体,由28个氨基酸的信号肽、36个氨基酸的成熟肽、3个氨基酸的三肽加工位点以及30个氨基酸的连接肽。3’UTR分别长为295bp和201bp。
中枢神经肽在采食早、晚熟型动物中早期的差异表达采用TagMan探针,利用一步实时定量RT-PCR技术检测了NPY及其Y1、Y5受体、POMC和GLP-1等基因在下丘脑的早期表达。结果:下丘脑NPY及其Y1、Y5受体基因在1日龄雏鸡的表达量高于48h禁食组和进食组的表达量,其中NPY的表达量差异显著(p<0.05)。48h禁食组的NPY基因表达量高于48h进食组表达量,但受体Y1和Y5基因的表达丰度两组无差异。NPY及其Y1受体基因在1日龄鸽下丘脑都有表达,且其在1日龄组、48h禁食组和进食组间无差异不显著。进一步检测了与NPY同处于漏斗核但食欲作用相反的POMC和GLP-1基因表达情况,结果:GIP-1基因在1日龄雏鸡、48h禁食和48h进食各组的表达差异不显著;48h禁食组的POMC基因表达量低于进食组的表达量,但差异不显著表达。可见,内源性NPY可能参与采食早熟性的调控。
NPY对雏鸡采食行为的影响利用侧脑室微注射研究鸡NPY及其抗体对雏鸡采食量(2h内)和采食行为(1m2内10min雏鸡啄食次数、觅食移步距离等)的影响。结果:注射外源性鸡NPY后,雏鸡在30、60、120min的采食量和10min采食行为(p<0.05)显著增加,且啄食次数和觅食距离随注射剂量(2.5μg、5.0μg、10.0μg)增大而增加;注射NPY抗体后,动物的啄食次数和觅食距离则显著减少。注射2.5μg,、5.0μg和10.0μgNPY后,30min采食量分别是对照组的3.37、4.48和2.48倍。注射NPY抗体显著抑制雏鸡的采食量,30min后的采食量抑制效果分别是60%(1:9000)、92%(1:3000)和95%(1:1000),120min后的采食量抑制效果为22%、42%、46%。可见,NPY在促进雏鸡早期采食行为中具有重要作用。
综上所述,NPY在早熟型鸡的表达量显著高于晚熟型鸽的表达量,且1日龄鸡的表达水平显著高于3日龄鸡的表达水平;出生和禁食则显著提高雏鸡下丘脑NPY基因的表达,注射外源性鸡的NPY显著增加雏鸡的采食量和采食行为,表明下丘脑NPY参与动物采食早熟性的调控。