不同光照周期對中華鱉性腺發育的調控作用

中華鱉作為我國特有的經濟水生爬行動物，具有顯著的季節性繁殖特征，其性腺發育與環境因素密切相關，光照周期則作為關鍵的環境信號，通過調節生物內源性節律對爬行動物的繁殖活動產生重要影響。然而現有研究多關注溫度對中華鱉性別決定的影響，對光照周期如何調控其性腺發育的機制研究尚不深入。因此系統研究不同光照周期對中華鱉性腺發育的調控機制，闡明光照周期信號轉導通路與基因表達網絡的關系，對于完善中華鱉繁殖生物學理論體系、優化人工繁育技術及推動產業化養殖具有重要的理論價值和應用前景。

1理論基礎

1.1光照周期定義與分類

光照周期指地球自轉產生的光照與黑暗交替變化的規律性現象，主要通過日照時長與黑暗時間的比例關系進行表征，依據光暗比例可將光照周期劃分為長日照0 L：Dgt;12：12 ）、短日照（ L：Dlt;12：12 ）和等光照（ L：D=12：12 ）三種基本類型[1]。在自然環境中光照周期隨季節和緯度產生顯著變化形成穩定可預測的環境信號，這種周期性變化對生物體內源性節律形成重要影響，成為調節爬行動物性腺發育與繁殖時機的關鍵環境因子。

1.2中華鱉生物學特征

中華鱉（Pelodiscus sinensis）屬爬行綱鱉科，為我國特有的經濟水生爬行動物，具有高度溫度依賴性別決定機制，該物種性成熟通常需3～4年，體現明顯的季節性繁殖特征，繁殖期主要集中于4～8月。中華鱉性腺發育過程分化明顯，卵巢形成濾泡發育成熟與排卵階段，精巢則表現為生精小管增殖與分化過程，其性腺發育受內分泌系統調控與外部環境因子形成復雜互動關系，使該物種成為研究環境因子對性腺發育影響的理想模型生物。

1.3光周期檢測機制

生物體感知光照周期變化主要通過光受體與生物鐘系統相互作用實現，中華鱉通過視網膜感光細胞和松果體感光系統接收光信號，隨后轉化為神經電信號或內分泌信號，這些信號傳遞至下丘腦，影響促性腺激素釋放激素（GnRH）的分泌模式，進而調節腦垂體一性腺軸（HPG）活性。光信號通過影響時鐘基因的表達和蛋白質翻譯后修飾，建立24h周期性振蕩形成生物節律調控網絡，最終將環境光信號轉化為內源性調控信號（圖1）。

圖1中華鱉光照周期感知與信號傳導機制

2調控作用

2.1光周期與性激素調節

光照周期通過調控中華鱉腦垂體一性腺軸功能影響性激素分泌水平和節律，長日照條件下下丘腦分泌促性腺激素釋放激素增加，刺激腦垂體釋放促性腺激素包括促卵泡激素和促黃體激素，這些激素作用于卵巢或精巢，誘導性腺發育并促進雌二醇或睪酮等性激素分泌[2]。短日照條件則抑制性激素分泌，表現為促性腺激素和性激素水平顯著降低，雌二醇與睪酮比例變化導致性腺發育遲滯，等光照條件下激素水平維持相對穩定狀態，因此光周期變化構成中華鱉性腺發育的重要環境信號，通過激素調節網絡轉化為內分泌調控作用。

2.2不同光照下組織學變化

不同光照周期處理導致中華鱉性腺組織結構發生顯著變化，長日照條件促進卵巢濾泡發育，卵母細胞體積增大且卵黃顆粒累積加速。精巢呈現生精小管直徑增大，精子發生細胞數量增多且精子形成過程加快，而短日照條件抑制卵巢發育，表現為濾泡數量減少，卵黃蛋白合成緩慢且閉鎖性濾泡比例升高，精巢發育則表現為生精小管直徑縮小，精子發生細胞分裂減緩導致精子產量下降，等光照條件下性腺組織維持在中等發育狀態[3]。這些組織學變化反映光照周期對性腺發育的直接調控作用，也呈現與性激素水平變化相一致的發育模式。

2.3關鍵基因表達分析

光照周期變化引起中華鱉性腺發育相關基因表達譜的差異性調控，長日照條件促進性腺發育關鍵基因如芳香化酶（CYP19A1）、卵泡刺激素受體（FSHR）和睪酮合成酶（CYP17A1）表達上調，而抑制基因如抑制素（INHBA）表達下調，同時長日照增強時鐘基因如Clock和Bmal1的表達振幅，促進光信號傳導通路基因如視紫紅質（RHO）和視蛋白（OPN）表達，短日照條件則抑制促性腺發育基因表達并增強抑制性基因活性。通過轉錄組學分析發現不同光照周期處理導致多條信號通路基因表達譜變化，涉及類固醇激素合成、細胞周期調控及鈣信號轉導等多個環節，形成復雜的基因調控網絡響應光周期變化（圖2）。

圖2不同光照周期對中華鱉性腺的調控

3應用研究

3.1人工繁育光照方案

中華鱉人工繁育過程中，光照周期管理成為提高繁殖效率的關鍵技術環節。根據繁殖季節特點，可設計階段性光照方案：冬季休眠期采用短日照（8L：16D）促進性腺休整，早春采用漸增光照模式（10L：14D逐漸過渡到12L：12D）模擬自然季節變化，繁殖旺季實施長日照（14L：16D）刺激促性腺激素釋放，同時光照強度控制在500～800 lux，避免強光刺激引起應激反應，對于親鱉池塘可結合水溫控制與光照周期調節，提高受精率和孵化率[4。廣東綠卡實業等龍頭企業通過精確光照管理，每年可穩定繁育優質中華鱉苗500萬只以上，顯著提升種苗生產效率。

3.2性別控制技術探索

中華鱉性別具有溫度依賴性決定特征，結合光照周期調控可實現性別比例優化。研究表明在26～27℃孵化溫度條件下，長日照處理（16L：8D）顯著提高雄性比例，而短日照（8L：16D）則增加雌性個體比例，這種光照效應通過影響性腺發育關鍵基因SOX9和FOXL2表達水平實現調節。目前性別控制技術主要結合三種策略：溫度梯度處理，光照周期調節和激素緩釋技術，可獲得高達 85% 的目標性別比例，單性雄鱉培育技術已成為產業發展熱點，如廣東綠卡公司與中國水產科學研究院珠江水產研究所合作開展雄性單性育苗研究，通過八兩以上規格的單性挑公苗技術應用，顯著提高養殖效益。

3.3產業化應用前景

光照周期調控技術在中華鱉產業化養殖中展現廣闊應用前景，光周期調控可實現繁殖季節精準調整并打破傳統季節性限制，創造全年穩定供應條件，而通過光照與溫度協同調控技術構建標準化繁育體系，能明顯提高種苗質量和一致性，如“珠水1號”新品種在光照調控下生長速度提高 11.1%～13.9% ，光照調控與單性培育技術結合，可針對市場需求定向生產高價值公鱉，體現較高的經濟效益[5。據統計應用光照周期調控技術的標準化養殖模式可提高產量20% 以上，降低飼料系數0.2～0.5且每畝增效約5000元，隨著智能化光照控制設備普及，該技術將成為中華鱉產業升級的重要支撐。

結語

研究表明光照周期對中華鱉性腺發育具有顯著調控作用，長日照條件促進性腺發育，表現為性激素水平提高，卵巢濾泡發育加速及精巢生精小管發育增強，短日照條件則抑制性腺發育進程，這種調控作用通過影響腦垂體一性腺軸功能，改變關鍵基因如CYP19A表達模式實現，形成從環境信號到分子調控的完整作用鏈。光照周期調控技術在人工繁育方案設計與性別控制及產業化應用中展現重要價值，結合溫度梯度處理可有效提高目標性別比例及養殖效益，未來研究應深入探索光周期信號傳導分子機制、光照與其他環境因子協同作用規律以及開發智能化光照調控設備，進一步提升中華鱉規?；B殖水平，推動產業可持續發展。

參考文獻：

[1]吳斌，賀剛，張國華，等.不同養殖模式下中華鱉營養品質比較分析[J].江西水產科技，2025，（02）：14-16+35.

[2]左之良，彭治桃，田璐，等.不同介質、溫度對中華鱉胚胎發育與幼鱉形態特征及運動機能的影響［J].云南農業大學學報（自然科學），2024，39（04）：38-44.

[3] 翦曉紅，卜偉紹，張東平.中華鱉三段式生態養殖技術要點［J].新農村，2024，（04）：29-31.

[4]左之良，彭治桃，李躍輝.中華鱉溫室越冬養殖技術[J].湖南農業，2022，（12）：20-21.

[5]張浩然.中華鱉Sirtuin家族基因分析及SIRT1、SIRT4在性腺中的作用研究[D].河南師范大學，2023.

收稿日期：2025-05-21

作者簡介：陸奇（1987一），女，漢族，本科，工程師。研究方向：水產。