棉铃虫复眼中Clock生物钟基因的昼夜表达模式     

闫硕  刘彦君  张馨方  秦萌  刘慧  朱家林  李贞  张青文  刘小侠 《中国农业科学》2017,50(19):3733-3744

【目的】克隆并分析棉铃虫(Helicoverpa armigera)复眼Clock(Clk)生物钟基因的c DNA序列,探讨棉铃虫复眼中Clk生物钟基因的昼夜表达模式及其表达水平的影响因子,以确认其在复眼中是否起着调节生物节律的功能,为理解复眼中生物钟基因网络提供理论参考。【方法】以2日龄棉铃虫复眼为试验材料,采用RT-PCR和RACE末端扩增技术克隆棉铃虫Clk生物钟基因。利用生物信息学软件对得到的棉铃虫CLK氨基酸序列进行生物信息学分析。采用实时荧光定量PCR(q RT-PCR)技术,检测棉铃虫成虫不同器官(头、胸、腹、足、翅、脑、触角、复眼)中Clk生物钟基因的表达水平;通过设置不同的光周期环境,检测复眼中Clk生物钟基因的昼夜表达模式;通过在暗期设置6 h不同波段光(UV、蓝光和绿光)照射,检测复眼中Clk生物钟基因的表达水平;通过设置棉铃虫雌雄蛾交配处理,检测交配结束0 h和3 h复眼中Clk生物钟基因的表达水平;通过饥饿处理棉铃虫雌雄蛾,检测复眼中Clk生物钟基因的表达水平。【结果】克隆得到棉铃虫Clk生物钟基因的c DNA序列,命名为He CLK(Gen Bank登录号为KM233158),开放读码框1 860 bp,编码619个氨基酸组成的多肽,理论推测分子量(Mw)为69.32 k D,等电点(p I)为5.71。推导得到的氨基酸序列具有3个跨膜拓扑结构,包含多个昆虫CLK蛋白的保守区域(PAS和HLH),其与甜菜夜蛾(Spodoptera exigua)和黑脉金斑蝶(Danaus plexippus)的同源性较高,分别为97%和74%。与点蜂缘蝽(Riptortus pedestris)和马铃薯甲虫(Leptinotarsa decemlineata)的同源性较低,分别为53%和52%。q RT-PCR结果表明在检测的成虫器官中,He CLK在复眼中表达水平最低,触角中表达水平最高。在14L﹕10D光周期下,复眼中He CLK的表达量在白天增高,夜晚下降。生物钟基因的昼夜表达模式在1 d黑暗下可以持续,而在持续黑暗下固有表达节律消失。复眼中He CLK的表达水平在6 h光照后上调,但不同波段光照射无显著性差异。复眼中He CLK的表达水平在交配后有下调趋势,在雄蛾交配后表达水平显著性下降。复眼中He CLK的表达水平在饥饿处理后无显著性变化。【结论】成功从夜蛾棉铃虫的复眼中克隆得到Clk生物钟基因,由Clk生物钟基因推导得到的氨基酸序列具有典型的CLK蛋白特征,且与昆虫CLK蛋白同源性较高。在检测的棉铃虫成虫器官中,He CLK在复眼中的表达水平最低。He CLK在外周组织复眼中的表达水平受蛾类自身节律、光照和蛾类生理状态的影响,证实棉铃虫复眼中He CLK在调节生物节律方面具有重要作用,但生物钟基因网络在复眼与中枢神经中是否类似有待进一步深入研究。  相似文献   

三疣梭子蟹光感受器超微结构在昼夜光周期中的变化     

盛春  罗永婷章骏袁维佳  顾福康 《水产学报》2007,31(B09):23-28

应用透射电镜技术显示，三疣梭子蟹（Portunus tritubereulatus）光感受器由11个小网膜细胞组成。其中，4个小网膜细胞组成了感光部分的远端，另外的7个小网膜细胞组成了感光部分的近端，并成为感光系统的主体。在黎明、正午、黄昏和夜晚4个时间点观察到，其小网膜细胞的结构随昼夜光周期发生节律性的变化。特别以感光部位-感杆束的面积和结构的变化最为明显。另外，在小网膜细胞中的板膜体、膜下储泡囊、色素颗粒等细胞器的形态和数量也随光周期呈现出规律性的变化。结果表明三疣梭子蟹光感受器的结构变化与光照有关。  相似文献   

家禽黑视蛋白对生物节律和繁殖行为的调节     

何珲  陆卫  马容  康波  姜冬梅 《中国家禽》2012,34(13):51-52

哺乳动物光感受作用仅限于视锥细胞、视杆细胞和少数视网膜神经节细胞,而非哺乳类脊椎动物存在许多的眼外光感受器,但是这些眼外光感受器的确切功能及其感光色素目前仍不十分清楚[1]。家禽视网膜、松果体和视交叉上核是感受光照并参与调控生物节律和繁殖行为的主要部位。黑视蛋白(Melanopsin)是自主感光神经节细胞(Intrinsically photosensitive retinal ganglion cells,ipRGCs)表达的一种感光色素蛋白,近年来研究表明其在家禽视网膜、松果体和视交叉上核均有表达[2,3]。ipRGCs受到光照之后,通过黑视蛋白的介  相似文献   

昆虫视觉系统和视觉蛋白现状及展望     

唐艳红  毕思言  王晓迪  马东方  杨念婉  郭建洋  吕志创  刘万学 《中国生物防治学报》2023,(3):718-730

昆虫具有发达和敏感的视觉系统,视蛋白是昆虫视觉的基本组成部分,视蛋白的结构很大程度上决定了视觉色素对不同波长光的敏感性。视蛋白基因的复制和分化是产生新的光色素敏感性主要机制,进而造成各种动物视觉系统的敏感性。本文以昆虫视觉系统和视觉蛋白为主题,从光感受器的类型、昆虫的色觉系统、视觉蛋白的分类、共表达现象、视觉蛋白基因的复制与缺失以及视觉蛋白生理作用方面的机制和研究状况等进行了阐述。  相似文献   

根部照光对叶用甜菜生长及光合特性的影响     

曾玉兰  鲁娜  高垣美智子  王夏夏  朱月林 《上海农业学报》2022,(6):29-35

通过研究根部照光对叶用甜菜(Beta vulgarisL. cv. Baby leaf)生长发育、光合特性和营养品质的影响,旨在为植物工厂条件下叶用甜菜生产的光照模式优化提供依据。本试验设置不同的根部照光光强度[光量子通量密度(PPFD)分别设置为0、30μmol·m^-2·s^-1、60μmol·m^-2·s^-1、90μmol·m^-2·s^-1],其中光强度0为对照(CK)。结果表明:在根部照光60μmol·m^-2·s^-1条件下,叶片中叶绿素和花青素含量显著高于对照;根部照光90μmol·m^-2·s^-1处理下叶片净光合速率显著高于对照;对根部照光60μmol·m^-2·s^-1和90μmol·m^-2·s^-1处理显著提高了植株生物量和叶片蒸腾速率,降低了细胞间CO₂浓度;根...  相似文献   

Discussion on Photoreceptor for Negative Phototropism in Rice Roots     

WANG Yue-xia WANG Zhong SUO Biao GU Yun-jie WANG Hui-hui CHEN Yong-hui DAI Yun-xia 《水稻科学》2007,14(4):315-318

To properly explore the photoreceptor for the negative phototropism in rice (Oryza sativa L.) root, lights with different wavelengths were applied to investigate the effect of light quality on phototropic bending. The phototropic bending could be induced prominently by blue/ultraviolet light, whereas not by red or far-red light. The absorption spectrum of the extracted solution from rice root cap had two peaks at 350 nm and 450 nm, respectively, and the molecular weight of the 120 kD protein in the root cap under unilateral light was larger than that under the dark. It suggested that the blue light receptor might be the photoreceptor for the negative phototropism in rice root.  相似文献   

三疣梭子蟹光感受器超微结构在昼夜光周期中的变化   总被引：1，自引：0，他引：1  

盛春  罗永婷  章骏  袁维佳  顾福康 《水产学报》2007,31(Z1)

应用透射电镜技术显示,三疣梭子蟹(Portunus tritubereulatus)光感受器由11个小网膜细胞组成.其中,4个小网膜细胞组成了感光部分的远端,另外的7个小网膜细胞组成了感光部分的近端,并成为感光系统的主体.在黎明、正午、黄昏和夜晚4个时间点观察到,其小网膜细胞的结构随昼夜光周期发生节律性的变化.特别以感光部位-感杆束的面积和结构的变化最为明显.另外,在小网膜细胞中的板膜体、膜下储泡囊、色素颗粒等细胞器的形态和数量也随光周期呈现出规律性的变化.结果表明三疣梭子蟹光感受器的结构变化与光照有关.  相似文献