香黄鸡下丘脑-垂体-睾丸轴发育阶段特异性转录组解析睾丸成熟调控网络

本研究针对家禽性成熟调控机制不清的问题，通过多组织转录组测序技术解析香黄鸡下丘脑-垂体-睾丸轴（HPT）在80-120日龄发育动态。研究发现睾丸组织存在11个共表达模块，鉴定出16个跨组织差异基因（DEGs）富集于ECM-受体互作等通路，揭示HPT轴通过激素信号（GnRH/PPAR）和能量代谢重编程协同驱动精子发生，为本土鸡种育种提供理论依据。

　　

在禽类养殖业中，性成熟时间直接影响产蛋效率和经济效益。香黄鸡作为中国本土早熟鸡种，其睾丸发育的分子机制却鲜有研究。目前关于禽类下丘脑-垂体-睾丸轴（Hypothalamus-Pituitary-Testis axis, HPT）的阶段性转录调控研究存在明显空白，多数研究仅聚焦哺乳动物或单组织分析，缺乏对多组织协同作用的系统解析。

为揭示这一科学问题，湖南农业大学欧阳光顷团队在《Poultry Science》发表研究，选取香黄鸡80日龄（dph）和120dph两个关键发育节点，采用多组织RNA测序结合加权基因共表达网络分析（WGCNA），首次绘制了HPT轴动态调控图谱。研究团队从湖南湘佳牧业获取880枚受精卵，最终选取400只体重相近的雄性雏鸡建立实验队列，通过组织形态学、转录组学和生物信息学方法开展系统研究。

发育进程中睾丸形态与生精变化

比较解剖显示120dph睾丸重量和性腺指数显著增加（P < 0.0001）。组织学观察到80dph仅含1-2层精母细胞，而120dph出现多层生精细胞和成熟精子，支持细胞数量显著增加（P < 0.001），证实该品种早熟特性。

WGCNA揭示组织特异性模块特征

测序获得36亿高质量读数（Q30>96.56%），WGCNA鉴定出11个共表达模块。其中棕色模块（睾丸特异性）富集剪接体和DNA修复通路；蓝绿色模块（120dph睾丸）与细胞周期相关；黄色模块（80dph睾丸）则富含核糖体和细胞黏附通路，提示发育早期需要构建组织框架。

HPT轴转录动态与跨组织调控

主成分分析显示睾丸组织按年龄完全分离，而垂体与下丘脑聚类相近。差异分析发现睾丸存在11,999个DEGs，远多于垂体（681个）和下丘脑（26个）。16个共下调基因（如COL3A1、LAMB1）构成蛋白互作网络核心，均参与细胞外基质（ECM）重构，反映80dph时HPT轴同步进行组织结构重塑。

激素与代谢通路协同调控机制

垂体和睾丸DEGs共同富集于GnRH信号、黑素生成和孕酮介导的卵母细胞成熟通路。120dph睾丸中磷脂酶Cβ（PLCB1/4）和腺苷酸环化酶（ADCY1/8）显著上调，增强对促性腺激素的响应。PPAR和胰岛素信号通路驱动脂代谢重编程：垂体下调脂肪酸转运蛋白（FABP4/CD36），而睾丸上调脂肪酰辅酶A合成酶（ACSL3/4），为精子膜形成和睾酮合成提供底物。

该研究首次阐明香黄鸡性成熟初期HPT轴的分子调控特征：80dph时多组织协同启动ECM重构，120dph转为激素-代谢协同调控模式。垂体通过提升GnRH敏感性启动信号级联，睾丸则通过钙信号（CAMK2A/D）和细胞周期调控（CDK1/PLK1）推进生精过程。发现的核心基因如ITGB1（整合素β1）和PPARG（过氧化物酶体增殖物激活受体γ）为分子育种提供靶点，对优化本土鸡种繁殖性能具有重要实践价值。