鹿回头多孔鹿角珊瑚与丛生盔形珊瑚性腺组织学研究

造礁石珊瑚繁殖生物学是开展珊瑚有性修复技术的基础, 对珊瑚礁生态系统修复具有重要的指导意义。本研究选取三亚鹿回头多孔鹿角珊瑚(Acropora millepora)与丛生盔形珊瑚(Galaxea fascicularis)作为研究对象, 观察它们性腺特征, 明确多孔鹿角珊瑚与丛生盔形珊瑚有性繁殖类型。结果表明: (1) 多孔鹿角珊瑚是雌雄同体产卵型珊瑚, 丛生盔形珊瑚是假雌全异株产卵型珊瑚; (2) 多孔鹿角珊瑚和丛生盔形珊瑚的虫黄藻都由后天获取; (3)多孔鹿角珊瑚在其卵母细胞和精母细胞发育到Ⅳ时相后, 卵巢与精巢之间肠表皮消失, 并在随后的5 d 左右产卵; 丛生盔形珊瑚在其卵母细胞发育到Ⅲ时相后的20 d 左右产卵。本研究结果, 为三亚海域造礁石珊瑚繁殖生物学的深入研究提供基础数据支持。     

生物钟机制研究进展

由生物体内源性生物钟所产生的昼夜节律是近年来生命科学的研究热点之一。几种模型生物（蓝细菌、脉孢菌、拟南芥、果蝇、小鼠）的生物钟相关基因相继被克隆和鉴定,为理解昼夜节律的分子机制奠定了基础。振荡器蛋白对其编码基因的负反馈调控可能是不同生物的生物运作普遍机制,在此基础上,不同生物有不尽相同的调控方式;隐色素可能是高等生物的共同生物钟光受体。     

当前人类基因研究存在缺陷

澳大利亚研究人员完成的一项研究显示，无脊椎动物——一种珊瑚虫具有许多同脊椎动物人类相同的基因。让研究人员更加感到意外的是，在苍蝇和蠕虫这类动物身上并没有找到某些珊瑚虫和人类相同的基因。新的发现导致人们对利用苍蝇和蠕虫作为模式生物揭示人类基因的某些研究提出了疑问。     

日发现藻类生物钟基因

日本名古屋大学研究人员最近在藻类体内发现了6个生物钟基因，这项成果可能有助于科学家研究生物钟的进化。     

光对植物生物钟的调节

植物中的许多生理和生化反应都表现出一种内源的近似于24小时的昼夜节律现象,这些昼夜节律现象受生物钟的调节。高等植物的生物钟系统由输入途径、中央振荡器、输出途径以及一个阀门效应器组成。光信号通过光敏色素和隐花色素进入生物钟,使中央振荡器产生振荡,改变生物钟的输出信号,引起各种生理反应。本文综述了光信号对高等植物生物钟的调节作用和转导途径。     

光周期和温度对生物钟基因cwo在棉铃虫幼虫节律表达的影响

【目的】生物钟普遍存在于生物体的生长发育、行为及生理等各个方面。本研究旨在探究光周期和温度对生物钟基因cwo在棉铃虫Helicoverpa armigera幼虫昼夜节律表达的影响。【方法】通过转录组测序获得了生物钟基因cwo的c DNA开放阅读框全长,利用实时荧光定量PCR技术分析了生物钟基因cwo在棉铃虫幼虫中的时空表达,以及其在不同光周期和不同温度条件下的昼夜表达节律。【结果】序列分析结果显示,棉铃虫生物钟基因cwo的c DNA序列开放阅读框为1 335 bp,编码444个氨基酸残基,预测蛋白的分子质量为49.95 ku。时空表达分析表明,cwo基因在棉铃虫幼虫组织中以脑和腹神经索表达量较高,在卵孵化期、蜕皮期、蛹变态期及羽化前1 d高峰度表达。头部昼夜节律表达分析表明,正常光周期条件下生物钟基因cwo呈昼夜节律表达,在暗期高表达;短时间持续暗期/光期处理使cwo表达的时间相位提前,长时间持续暗期/光期处理使cwo表达的节律性显著降低;38℃处理使cwo表达短期内显著上调,并改变了其节律性,18℃处理使cwo表达在暗期显著下调,但是节律性不变。【结论】生物钟基因cwo在棉铃虫幼虫头部的昼夜节律表达受到光周期和温度的影响。     

生物钟基因与哺乳动物生殖

近日节律是生物节律中最重要的一种。它是一种以近似24 h为周期的自主振荡器,普遍存在于生物界中。近日节律主要受生物钟基因的调控,在哺乳动物中已发现时钟基因(Clock)、周期基因(Period,Per)家族、隐花色素基因(Cryptochrome1,Cry)家族、Bmal1(Brain and muscle ARNT-like 1)在内的多种重要的生物钟基因。这些基因及其蛋白质产物构成的反馈调节环是生物钟运行的分子基础。研究表明,生物钟基因不仅仅在近日节律的中枢系统中存在表达,在外周组织中也存在表达。而且生物钟基因与哺乳动物生殖密切相关,提示可能在生殖领域中具有重要的调控作用。主要从几个关键生物钟基因的发现、在近日节律和非近日节律中的调节作用、以及与哺乳动物生殖的关系做一综述。     

家蚕生物钟基因Bmcryl与Bmcry2的克隆及生物信息学分析

隐花色素基因(cryptochrome gene,Cry)是已确认的主要生物钟基因之一,它广泛分布于细菌和真核生物中.昆虫Cry基因分为Cry1,和Cry2两类,果蝇只有Cry1,蜜蜂等膜翅目昆虫只有Cry2.为了研究鳞翅目模式昆虫家蚕Bombyx mori的昼夜生物钟分子调控机制和昆虫CRY蛋白的进化,本研究克隆了家...     

肾上腺糖皮质激素与生物钟基因表达调控的相关研究进展

由生物体内源性生物钟所产生的昼夜节律是近年来生命科学的研究热点之一。哺乳动物中的昼夜节律系统由位于下丘脑SCN核内的主钟和位于多数外周细胞中的子钟组成。生物钟基因及其编码的蛋白质组成反馈回路,维持振荡系统持续进行并与环境周期保持同步。光照和食物是生物钟重要的授时因子, 光照刺激能引起肾上腺中基因表达变化以及糖皮质激素的分泌, 而肾上腺糖皮质激素能减缓由食物因子引起的外周生物钟时相的移动。可见, 肾上腺糖皮质激素与生物钟有着非常密切的关系。文章综述了两者的相互影响并对今后的研究方向做了展望。     

水稻生物钟相关基因的表达特征鉴定及其功能预测分析

水稻作为我国重要农作物,其营养生长和生殖发育过程都受到严格的生物钟的控制,因此,生物钟基因的表达变化也是决定水稻产量和种子质量的主要决定因素之一。为了更全面系统的了解生物钟基因在水稻生长和发育过程中的功能,本研究采用生物信息学共表达方法,筛选和鉴定水稻和拟南芥中生物钟基因,并对比分析了这些生物钟基因在单双子叶模式植物中的可能功能。从水稻表达谱公共数据库中筛选与生物钟基因表达密切相关732个基因,并对筛选出的水稻生物钟相关基因进行表达特性、节律性、生物功能预测及其与拟南芥的对比分析,结果表明水稻和拟南芥的生物钟基因可能都具有在生物钟核心振荡器部分功能相对保守的特点。功能预测分析也还表明水稻生物钟基因参与了8类生物学过程,尤其在应激反应和代谢过程的方面具有明显富集性,从而间接佐证了水稻对于外界环境的响应及其代谢过程具有严格时间调控的分子机理。     

珊瑚和珊瑚的骨骼

珊瑚不同于水螅类和水母类,它们只有水螅型,而无水母型。珊瑚除少数单体外,大多数都形成大小不等的群体。组成群体的每一个体称珊瑚虫,虫体如一水螅,顶端具口,周围有触手。口下连口道,通入消化腔,腔内具有复杂的隔膜,隔膜为体壁的内胚层向内突起形成,其上有肌肉,还可发生生殖腺。群体中所有珊瑚虫的消化腔为共肉相连通。珊瑚类根据它们的触手和隔膜的数目不同,可分为三类:即四放珊瑚(Tetracorallia)、八放珊瑚(Octocorallia)和六放珊瑚(Hexa-corallia)。四放珊瑚全为化石种类,早在奥陶纪就出现,至二叠纪绝灭。为单体珊瑚,其触手及隔膜的数目均为4或4的倍数。     

时间生物学—2017年诺贝尔生理或医学奖解读

时间生物学主要研究生物节律的产生及生物钟的运行机制,2017年诺贝尔生理或医学奖的颁布再次引发人们对该领域诸多科学问题的高度关注。生物钟与日月运行引起的环境信号周期性保持同步,有利于生物节律的相位和组织稳态的精确维持。本文介绍了生物节律现象的早期研究及随后生物钟理论体系建立的发展简史,并结合2017年诺贝尔生理或医学奖的解读阐述了果蝇生物钟基因的发现与分子调控机理,进而简单归纳当前时间生物学领域的前沿科学问题,阐明生物钟研究的意义。     

视网膜生物钟研究进展

昼夜节律生物钟是以24h为周期的自主维持的振荡器。在高等的多细胞生物中,生物钟可以分为母钟和子钟。研究表明哺乳动物的母钟位于下丘脑视交叉上核(suprachiasmatic nucleus,SCN),由此发出信息控制全身的节律活动;子钟位于组织细胞内,调控效应器的节律。在分子水平上,生物钟的振荡由自身调控反馈环路的转录和翻译组成,并接受外界环境因素的影响,通过下丘脑视叉上核(Suprachiasmatic Nucleus,SCN)中枢震荡器的同步整和而产生作用。视网膜是一种十分节律性的组织,许多生化的、细胞的和生理的过程都是以节律的方式来进行的,如视觉灵敏度、视网膜杆细胞外片层脱落和视网膜色素上皮细胞的吞噬作用、光受体中的视觉色素基因的快速表达等。生物钟存在于很多脊椎动物的视网膜中,被认为是一种外周生物钟。本文综述了视网膜生物钟,生物钟信号传输以及生物钟网络等的最新研究进展。     

磷酸盐胁迫对造礁石珊瑚共生虫黄藻光合作用的影响

以佳丽鹿角珊瑚(Acropora pulchra)和多孔鹿角珊瑚(Acropora millepora)两种造礁石珊瑚为材料研究磷酸盐浓度对共生虫黄藻光合作用的影响.研究表明,佳丽鹿角珊瑚(A. Pulchra)和多孔鹿角珊瑚(A. Millepora)在对照组磷酸盐浓度下,共生虫黄藻的叶绿素荧光参数Fv/Fm值处于稳定状态,在15μmol/L和30μmol/L磷酸盐浓度下,虫黄藻的Fv/Fm值很快受到抑制,分别经过2d和5d开始慢慢恢复,但是最终只能恢复到比对照组较低的水平.同时两种珊瑚的共生虫黄藻密度也有所降低,尤其佳丽鹿角珊瑚(A. Pulchra)降低更加明显,15μmol/L和30μmol/L浓度下共生虫黄藻密度分别比对照组下降低5.59%和14.69%.因此, 佳丽鹿角珊瑚(A. Pulchra)和多孔鹿角珊瑚(A. Millepora)最大可以忍受30μmol/L的磷酸盐浓度,但是在30μmol/L浓度的耐受范围内,随着磷酸盐浓度的不断提高,珊瑚共生虫黄藻Fv/Fm值显著下降,珊瑚共生虫黄藻密度显著降低.     

棉铃虫生物钟基因HeDbt的克隆和表达模式分析

【目的】克隆并分析棉铃虫Helicoverpa armigera生物钟基因Double-time (Dbt),明确该基因的昼夜表达模式,探讨其表达水平的影响因子,为研究夜蛾科昆虫复眼中生物钟基因的作用机制奠定基础,为理解外周组织中生物钟基因功能提供参考。【方法】采用RT-PCR和RACE技术从2日龄棉铃虫雌成虫复眼中克隆生物钟基因Dbt,并利用在线网站和软件进行生物信息学分析。采用qPCR技术检测棉铃虫雌、雄成虫不同组织(头、脑、复眼、触角、胸、腹、足和翅)中Dbt的表达水平;检测光周期14L∶10D和持续黑暗(DD)下雌、雄成虫头和复眼中Dbt的昼夜表达模式;在暗期用棉铃虫敏感波段光(UV、蓝光和绿光)照射2日龄成虫6 h,检测复眼中Dbt表达水平的变化;在暗期进行雌、雄成虫交配,检测交配结束及3 h后复眼中Dbt表达水平的变化。【结果】成功克隆到棉铃虫生物钟基因Dbt的cDNA序列,命名为HeDbt(GenBank登录号: KM233159),开放阅读框长1 026 bp,编码314个氨基酸组成的多肽。HeDbt理论推测分子量为39.79 kD,等电点(pI)为9.55,不具有跨膜拓扑结构,包含典型的昆虫DBT蛋白保守区域,其与甜菜夜蛾Spodoptera exigua和柞蚕Antheraea pernyi DBT的同源性较高, 氨基酸序列一致性分别为99%和97%。qPCR结果表明,HeDbt在成虫各组织中均有表达,在头、脑和复眼中表达水平较低,在胸和腹中表达水平较高;在14L∶10D和DD下,头和复眼中HeDbt未呈现明显的昼夜表达节律。暗期光照和交配后,复眼中HeDbt的表达均显著下调,但雌、雄成虫间HeDbt表达水平整体相似。【结论】成功克隆得到棉铃虫生物钟基因HeDbt,其在棉铃虫成虫头和复眼中表达水平较低,且不具有昼夜规律性,但复眼中Dbt的表达受到光照和交配的影响。本研究为进一步探索夜蛾外周组织生物钟基因功能奠定了基础。     

生物钟的转录后与翻译后水平调控进展

哺乳动物中的昼夜节律系统由位于下丘脑SCN核内的生物钟主钟和位于多数外周细胞中的子钟组成。在分子水平上,生物钟的节律振荡由生物钟基因及其编码蛋白的转录和翻译形成的自主的反馈环路组成,并接受外界因素的影响与环境周期保持同步。为此,就生物钟的调控机制而言,除了转录水平的基因表达调控外,生物钟转录产物和蛋白质的修饰也可以显著影响生物钟基因的表达时相。讨论了一些转录后与翻译后的修饰作用及其对生物钟的影响,并对其今后的研究方向作了展望。     

哺乳动物卵巢生物钟的研究进展

近年来,越来越多的研究发现生物钟系统在许多生理活动中,包括心血管、内分泌、免疫、生殖等系统的生理,都起着重要作用。随着2006年卵巢生物钟的发现,生殖系统生物钟成为新的研究热点。研究发现卵巢生物钟不仅影响排卵,而且还控制类固醇激素的释放。卵巢生物钟属外围生物钟,受到中央生物钟(SCN)神经内分泌信号的调控。还发现下丘脑-垂体-卵巢(HPG)轴上各水平都存在生物钟,HPG轴上各生物钟失同步影响生殖能力,这可能导致一些疾病发生的病因。本文总结近十年的关于卵巢生物钟的研究,列举哺乳动物卵巢生物钟存在的证据,并阐述生物钟在雌鼠正常生殖生理过程,及在生殖系统疾病病理过程中的作用及其分子机制。     

生物钟与男性生殖研究进展

生物钟现象存在于几乎所有生命体中,对多种生理活动和生物行为产生影响。除了中枢神经系统外,生物钟基因还广泛表达于包括睾丸在内的多种外周组织当中,提示其在男性生殖中具有重要功能。生物钟失调乃至于单个生物钟基因的缺失或突变,不仅会对生命体的行为活动产生影响,还可能对其生殖能力造成损害。近年来,男性生殖健康的问题越来越受到社会的关注,深入研究生物钟与男性生殖之间的关系,具有重要的研究意义和广泛的应用前景。     

生物钟PRR蛋白促进拟南芥幼苗中花青素的合成

生物钟(circadian clock)是激发植物生理特征节律性表达，并使之维持稳定的保守内源调节机制。PRR(PSEUDO-RESPONSE REGULATOR)蛋白家族是生物钟中央振荡器的重要组成部分，调控植物的种子萌发、下胚轴伸长和开花等多种生命过程。花青素(anthocyanin)是植物次生代谢产物，对植物的繁衍、生长发育和抵抗逆境胁迫具有重要作用。该研究以拟南芥(Arabidopsis thaliana)为对象，探讨生物钟PRR蛋白对花青素生物合成的调控功能和分子机制。结果表明：(1)在PRR基因单突变体及多突变体幼苗中，花青素的积累明显降低，某些花青素合成相关基因的表达也显著降低。(2)相反，在PRR5过表达幼苗中，花青素的积累以及某些花青素合成相关基因的表达则显著升高。(3)蛋白相互作用结果显示，PRR5蛋白能与MYB75、TT8、MYB90及MYB113等花青素调控蛋白相互作用，并形成复合物。(4)遗传学分析结果显示，拟南芥PRR5诱导幼苗中花青素的合成依赖于MYB家族花青素调控蛋白。综上认为，生物钟PRR蛋白可能通过PRR5与MYB75、TT8等相互作用，促进拟南芥幼...     

珊瑚白化及温度相关基因的研究进展

近年来,由于海洋酸化、海洋污染、海洋表面温度升高以及人类活动的影响,珊瑚礁遭受到了严重的白化袭击,导致珊瑚礁处于退化状态。相关功能基因在珊瑚白化过程中可能起到增强珊瑚的抗逆性和恢复能力等作用,探讨这些基因在珊瑚白化过程中的表达变化及调控作用也已经成为了当今的研究热点,通过分析其生理调控作用,可以深入了解珊瑚白化机制与恢复机制。本综述总结了珊瑚白化与温度的关系和珊瑚温度相关基因的研究进展,并重点介绍了细胞响应机制中的细胞免疫相关基因、细胞生长调控基因、钙离子相关基因、核酸稳定与修复相关基因以及其它重要基因的研究。