通過前面我們了解到狐繁殖具有明顯的季節性，而狐的這種季節性繁殖又是與環境光照周期相聯系的。但是環境光照周期通過什么途徑、以什么樣的方式作用于狐的生殖系統，從而導致其繁殖的季節性發生呢？最近十多年的研究表明，松果腺褪黑激素具有關鍵性的作用。
松果腺存在于大腦半球和小腦之間，以柄連丘腦上部，為一實質性的內分泌器官，主要分泌物為褪黑激素（MLT）。在哺乳動物中環境光線的刺激能夠經視網膜轉換為電的“信號”后，由下附屬視神經束傳至松果體，此神經束在視交叉后面離開主視束，經下丘腦外側部的前腦正中束到達中腦被蓋，然后由被蓋脊髓系統到達脊髓的上胸部，節前神經纖維終止于雙側的頸上神經節，由神經節發出去甲腎上腺素能的節后纖維，沿著血管進入松果體內，分布到松果腺實質細胞周圍，有的與實質細胞形成突觸。
褪黑激素是吲哚類化合物，主要來自松果腺。松果腺內的褪黑激素含量呈晝夜節律性變化，白天的合成和分泌受到抑制，黑夜則大量合成和分泌，形成褪黑激素的日周期性。周期性的形成是因為光線與黑夜的交替過程，影響了與褪黑激素合成有關的兩種酶的活性。因此褪黑激素每日分泌持續時是反映了環境的光照時間長度，亦即松果腺褪黑激素分泌節律具有向其身體傳遞時間信號的潛能。
Connor（1988）在7月初給銀黑狐埋植8mg或12mg褪黑激素，結果公狐睪丸提前發育，采精時間比對照組動物提前1個月，母狐也在12月中旬表現出發情前期癥狀。Forxberg等（1990）在6月初、8月初和10月初給雄性銀黑狐埋植3次褪黑激素（每次40mg），結果銀黑狐的睪丸體積在褪黑激素第1次處理后的30天內開始顯著增加，到1月達到最大，比未用褪黑激素處理的狐提前1個月。褪黑激素處理的公狐睪酮水平從6月起逐漸增加，11月達到峰值，并一直地續到翌年的1月，比未用褪黑激素處理的狐提前3個月。
褪黑激素對狐生殖系統的影響結果說明，給狐上下埋植褪黑激素誘發了狐短日照生理反應，即植入的褪黑激素起到了短日照作用。因此和其它季節性繁殖動物一樣（如水貂和綿羊），光周期對狐季節性繁殖的影響，可能通過影響松果腺褪黑激素節律實現的。但是雄性藍狐在8月17日接受24~36mg褪黑激素處理劑量可能偏低。而上述藍狐在2月21日和3月19日連續接受36mg和200mg褪黑激素埋植處理后，其睪丸春季退化則一直被有效地抑制著，未進行褪黑激素處理的公狐睪丸在6月就已完全退化，用褪黑激素處理的公狐直到8月仍能采出具有正常密度和活力的精子，證明持續保持高水平的褪黑激素起到了短日照的作用。
關于褪黑激素的信號表達，有兩種基本理論：一種觀點認為褪黑激素分泌持續期是一個重要因素；而另一個認為褪黑激素需要出現1天中一個關鍵的光敏感期中。這兩個理論都有試驗證明，但目前普遍接受每日持續期模式。對其它動物研究表明，褪黑激素對下丘腦、垂體和性腺都有作用，但褪黑激素作用于垂體只與催乳素的季節性分泌有關，而催乳素季節性分泌與狐的季節性繁殖是否有關尚有爭論。大多數研究者認為催乳素分泌的季節性變化可能只與動物的季節性換毛有關。研究表明，動物繁殖的季節性變化是由于促性腺激素釋放激素釋放到門靜脈循環中量的變化造成的，而不是由于GnRH合成的差異或垂體對GnRH反應不同引起的，因此褪黑激素對繁殖軸的影響是發生在分泌GnRH水平上的，其作用部位可能是正中隆起或相鄰部位。
