哺乳动物季节性繁殖的内源年生物钟及光敏神经环路研究进展

生活在温带和寒带的哺乳动物在长期的进化过程中形成了季节性繁殖的生活史特征。哺乳动物的繁殖功能主要受到下丘脑-垂体-性腺轴(hypothalamic-pituitary-gonadal axis,HPGA)的调控。视交叉上核(suprachiasmatic nucleus,SCN)能够自发振荡并响应光周期信号的变化,引发褪黑素分泌的改变,并介导下游通路中下丘脑甲状腺激素、Kisspeptin和RF酰胺相关肽(RF amide-related peptide,RFRP)的节律性表达变化,从而调控哺乳动物的季节性繁殖。本文综述了哺乳动物季节性繁殖的内源年生物钟调控,并强调了光敏通路中包括甲状腺激素、Kisspeptin和RFRP在季节性繁殖调控中的重要作用。     

不同光周期条件下棉花粉蚧的生长发育和种群增长能力

【目的】 研究阐明不同光周期条件下棉花粉蚧Phenacoccus solenopsis Tinsley实验种群的发育历期、繁殖和数量动态规律,为制定该虫防治对策、研究治理措施等提供科学依据。【方法】 以扶桑为寄主,在温度27±1℃、相对湿度70%±5%、光照强度4 000 lx及不同光周期（8L∶16D, 10L∶14D, 12L∶12D, 14L∶10D和16L∶8D）条件下,观察了棉花粉蚧实验种群的生长发育特性和繁殖能力,组建了实验种群生命表。【结果】 不同光周期处理下棉花粉蚧1龄若虫和3龄若虫的发育历期及雌成虫产仔量均发生了变化,但不同龄期若虫存活率之间差异不大。随着光照时间增加,棉花粉蚧1龄若虫、3龄若虫发育速率加快,8 h光照时发育历期分别为5.43 d和6.35 d,而16 h光照时发育历期分别缩短至4.16 d和4.75 d;整个若虫发育历期也由8 h光照时的15.54 d缩短至16 h光照时的12.74 d,世代历期由27.75 d缩短至23.45 d。长光照时雌虫更早进入产仔期,也有利于雌虫繁殖后代,16 h光照时进入产仔期是18日龄,8 和10 h光照时均推迟至22日龄;16 h光照时单雌产仔量为417.06头,明显高于12 ,10 和8 h光照时的353.59,347.61和336.00头。长光照条件下实验种群趋势指数(I)明显较大,增长潜能更大,16,10 和8 h光照时种群趋势指数分别为 175.37,133.94和141.99。该虫生命表参数表明,随着光照时间加长净增值率（R₀）呈逐渐增大趋势,8, 10,12,14和16 h光照时分别为88.57,86.85,100.77,124.16和126.86;内禀增长率、周限增长率表现类似的规律,8～16 h光照时内禀增长率（r_m）为0.1616～0.2066,周限增长率（λ）为1.1754～1.2294;而种群倍增时间（t）则随着光照时加长而缩短,8～16 h光照时为4.29～3.36 d。【结论】 长光照有利于棉花粉蚧生长发育和繁殖,世代历期缩短,种群增长潜能变强。     

增温和光周期变化对东北地区兴安落叶松主要物候期的影响

兴安落叶松在东北地区森林生态系统的结构与功能中起着重要作用,气候变化背景下东北地区气温增加且光照缩短必将影响兴安落叶松的变化,特别是物候这一气候变化的敏感指标。弄清其物候对气候变化的响应有助于揭示兴安落叶松的变化趋势。但是,当前关于兴安落叶松物候对温度、光周期及其协同作用的响应机制仍不清楚。针对东北地区温度剧增、日照时数减少的特点,2019年4月至11月开展了3年生兴安落叶松幼苗主要物候期响应温度和光周期变化的大型人工气候室模拟控制实验。结果表明：(1)不同程度的增温对兴安落叶松生长周期(展叶始期至完全变色期)无显著影响,但显著缩短生长盛期(展叶盛期至叶变色普期),且增温2.0℃较增温1.5℃对生长盛期影响更大。(2)长光照显著增加兴安落叶松的生长周期(9.25 d),短光照对兴安落叶松生长周期的影响不显著,且长光照和短光照均使兴安落叶松生长盛期缩短,二者对兴安落叶松生长盛期影响表现一致。(3)长光照、短光照分别与增温协同作用均使兴安落叶松生长盛期缩短,其中增温2.0℃与长光照协同作用对生长盛期缩短更显著(34.67 d)。(4)与生长始期(展叶始期)和末期(完全变色期)相比,兴安落叶...     

温度和光周期对斑翅食蚧蚜小蜂发育与繁殖的影响

斑翅食蚧蚜小蜂是橡副珠蜡蚧的重要寄生性天敌之一。研究了温度和光周期对斑翅食蚧蚜小蜂发育、寄生及繁殖等方面的生态学特性。研究表明:温度和光周期对斑翅食蚧蚜小蜂种群增长影响明显。在32℃下不能完成世代发育,在温度为18-27℃范围内随温度升高发育加快,18℃发育历期最长(54.0d),27℃最短(22.8d);世代发育起点温度和有效积温分别为12.76℃和307.62日度。高温和低温均不利于斑翅食蚧蚜小蜂寄生,21℃时寄生率最高为(36.0%),30℃时寄生率最低(4.5%)。结合发育历期、体长、产卵、抱卵、寄生率等参数,该蜂发育繁殖的适宜温度为21-27℃度范围内,30℃以上不利于小蜂的发育及存活。斑翅食蚧蚜小蜂对长光的刺激比较敏感,随光照时间增长,发育加快、产卵量明显增加,长日照条件(LD16∶8h)的发育历期最短(24.8d),短日照条件(LD10∶14h)的最长(27.8d),产卵量在长日照条件(LD16∶8h)时最多(119.6粒),短日照条件(LD10∶14h)时最少(86.2粒)。结合发育、产卵、寄生等参数,长日照条件(LD14∶10-LD16∶8h)有利于种群增长。     

低温敏核不育水稻go543S育性对温、光的反应

以新型光温敏核不育（PTGMS,Photo-thermo sensitive genic male sterile)水稻go543S为材料,通过自然生态条件下和人工温、光处理条件下的育性观察,对其育性转换与温度和光周期的关系进行了研究。结果表明：go543S育性主要受温度控制,表现为低温条件下不育,高温条件下可育,育性转换的不育临界温度值为29．5℃,对温度传感的部位是幼穗,敏感时期为花粉母细胞形成致减数分裂,对应的剑叶叶枕距变化范围为－12．2－＋0．7cm;育性敏感期在人工恒温28．0℃条件下,无论长日（14－16h）或短日（10－12h）处理均表现不育,其不育性不受光周期影响,在人工恒温31.5℃条件下,无论长日还是短日处理均表现可育,但短日可明显提高其可育性。     

小翅稻蝗(Oxya yezoensis Shiraki)翅多型现象浅释

对小翅稻蝗翅型构成的季节变化,长翅型、短翅型产卵前期间的差异及光周期对翅型分化的影响进行了调查,结果表明,小翅稻蝗存在着明显的翅多型现象,相对翅长(前翅长/后足腿节长)最长可达1.49,最短只有0.50,翅长呈连续性双模态分布。早期羽化的个体大多为长翅型,随着季节的推移,羽化成虫短翅率逐渐增加。长翅型雌成虫的产卵前期间为42.7±13.1日,短翅型为15.3±6.4日,短翅型雌成虫的产卵前期间显著短于长翅型。不同的光周期短翅成虫出现的比例不同,光照短于LD1212时,几乎全为短翅型,LD1410短翅率为66.8%,LD168则长翅率达62.1%,光照长于LD186时,几乎全为长翅型。     

一亚热带蜚蠊（Periplaneta japanna）两地理种群间相异的光周期反应模式

为弄清光周期对一种亚热带蜚蠊（Periplaneta japanna）若虫发育的控制机理,检测了光周期对冲绳（26°N）和八丈岛（33°N）两个地理种群若虫发育的影响。结果表明,光周期显著影响两地理种群的若虫发育,然而,冲绳和八丈岛种群间显示不同的光周期反应模式。冲绳种群在长日条件下（LD 16∶8h）若虫发育显著快于中间日长（LD 14∶10h）和短日条件下（LD 12∶12h）的若虫发育,孵化后60d 或120d 将若虫自LD 16∶8h向LD 12∶12h转移,若虫发育受到抑制,而自LD 12∶12h向LD 16∶8h转移,则促进若虫发育。八丈岛种群的若虫在短日条件下发育最快,其次是中间日长,长日条件下若虫发育最慢,孵化后60d 或120d 将若虫自LD 16∶8h向LD 12∶12h转移抑制若虫发育,反方向转移的若虫快速发育。两地理种群间不同的光周期反应模式可以认为是趋异进化的结果。     

文心兰COL基因的分离及其表达分析

CONSTANS(CO)及CONSTANS-like(COL)基因在光周期调控植物开花中起到重要的作用。该研究以文心兰(Oncidium)品种‘金辉’为材料,分离了CO同源基因OnCOL2及另外2个COL基因(OnCOL8和OnCOL9),它们分别编码326、411和291个氨基酸;生物信息分析预测它们均定位于细胞核;OnCOL2、OnCOL8有2个锌指B-box结构域和1个CCT结构域,而OnCOL9缺少B-box结构域。多序列比对及进化树分析结果表明,所有COL蛋白可划分为3组,OnCOL2与OnCOL8、OnCOL9分到了2个不同组中。OnCOL2与建兰(Cymbidium ensifolium)CeCOL(90.77%)高度相似;OnCOL8与OnCOL9在进化关系上更为接近,分别与拟南芥(Arabidopsis thaliana)AtCOL9和AtCOL10关系最近,它们在B-box和CCT结构域都极为保守。表达分析结果表明OnCOL2、OnCOL8与OnCOL9分别在花、根和假鳞茎中表达量最高,在叶片中的表达呈周期性变化趋势,且在长、短日照条件下表达的峰值及时间均存在差异,在花芽分化时期的叶片中表达量均显著上调。研究表明,OnCOL2、OnCOL8与OnCOL9基因均受到生物钟和日长调节,在光周期途径中,可能通过上调它们的表达以促进文心兰花芽的形成。该研究结果为进一步研究基因功能及光周期调控文心兰开花机制奠定了基础。     

光周期对四眼斑水龟繁殖影响

为探讨光周期对四眼斑水龟(Sacalia quadriocellata)繁殖的影响,于2008年10月至2009年9月对其进行光周期实验.将39只成体分成短光照组、长光照组和对照组,每个组别中样本量均为7♀、66.每月用超声波技术对雌性个体进行卵泡数量、大小的检测,并用X光投射法确定硬壳卵数;每半月对雄性进行录像观察.结果表明:三个实验组卵泡数量和卵泡大小表现出明显的周期性,原始卵泡从8月份开始生长发育,卵泡数量在11月份最多,尺寸在12月份也达到最大值;光周期对雌性卵泡数量和卵泡大小的发育有影响,短光照组检测到的总卵泡数高于长光照组和对照组,其中短光照组卵泡数与对照组卵泡数差异显著(P＜0.05),长光照组卵泡尺寸相对于另外2个实验组显著变小(P＜0.01);光周期对雌性产卵数和雄性发情强度无影响(P＞0.05).光周期对四眼斑水龟雌雄个体性腺发育的作用不同,缩短光照对雌性繁殖有促进作用,延长光照对雄性发情强度在特定阶段具有一定促进作用.