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。     

植物生物钟及其调控生长发育的研究进展

作为植物细胞内部的授时机制, 生物钟系统主要包括信号输入、核心振荡器和信号输出3个主要部分。该系统通过感受外界光照和温度等环境因子的昼夜周期性变化动态, 协调植物生长发育、代谢与生理反应, 赋予植物对生存环境的适应性。植物生物钟系统的核心振荡器通过多层级调控复杂的下游信号转导网络来参与调节植物生长发育及对生物与非生物胁迫的适应性。该文概述了近年来生物钟核心振荡器及其调控植物生长发育过程诸方面的研究进展, 并初步提出了植物时间生物学研究领域一些亟待解决的科学问题, 以期为生物钟领域的研究成果在作物分子育种方面的利用提供理论借鉴。     

第19届国际生物学奥林匹克竞赛试题（3）理论A-3＊行为学和生态学

行为学（Ethology）部分共有4个小题,1分×4=4分。 1．动物可利用其生物钟（昼夜节律钟,circadian clocks）通过太阳确定方向。在冰岛进行的一个特殊的实验中．一只鸟在露天的笼子中被训练在西边取食．它的生物钟因此延迟了6h：在阶段转换后。该鸟在真实时间中午12：00放回露天的笼子。可以观察到,它的觅食方向是：（）     

Bmal1基因与衰老的关系

Bmall（brain and muscle ARNT-like-1）基因是哺乳动物生物钟转录、翻译反馈环中的核心成分,以异源二聚体的形式在反馈环中发挥重要的正调节作用.该基因的发现使得生物钟的基因分子调控机制有了突破性进展;研究过程中发现,Bmal1基因可能同我们的衰老也有直接的联系.     

动物昼夜生物钟的分子机制

动物的昼夜生物钟是一种十分重要的生物节律,对生物对环境的适应有着重要的意义。昼夜节律是一种综合适应,它体现在个体、器官、组织等不同的水平上。最近20几年来．人们通过对果蝇和鼠的昼夜生物钟振荡子的研究,逐渐揭示了动物生物钟的负反馈回路的分子机制。     

蓝藻生物钟核心振荡器的KaiB-KaiC相互作用机制

蓝藻是已知的具有昼夜节律生物钟调控机制的最简单生物,其生物钟的核心是一个由三个蛋白质(Kai A、Kai B、Kai C)组成的,不依赖于转录翻译水平调控的核心振荡器.研究表明这三个蛋白质仅在体外试管中反应就会表现出周期性磷酸化振荡现象.分子水平研究表明:Kai A加速Kai C的自磷酸化,而Kai B抑制Kai A使Kai C去磷酸化,从而Kai C的磷酸化/去磷酸化形成周期性反复.但是Kai B如何与Kai A,Kai C相互作用,目前还不清楚.本文重点介绍了最近几年来在Kai B-Kai C相互作用机制上的研究进展,并结合我们的一些初步研究,对Kai B-Kai C相互作用的关键问题进行展望,以期为该体系的深入研究提供参考.     

美国研究人员锁定蓝藻类的生物钟大幅提高生物质产量

2013年11月7日,美国范得比尔特大学（Vanderbilt University）宣布,将蓝藻类生物钟锁定在昼问,并成功提高了生物质产量。为利用这种海洋植物生产生物燃料、药品等有价值的产品开辟了道路。     

水稻开花期调控的分子机理研究进展

水稻准确地感知外部环境信号,通过内部复杂的基因网络做出反应,在一年中最适合的时候开花繁殖。与长日促进长日模式植物拟南芥开花相反,短日促进短日模式植物水稻开花。通过对水稻和拟南芥的开花期调控机理的对比分析,发现水稻和拟南芥有着一些相对保守的开花期控制基因,其调控机理也是相似的。另外,水稻也有一些独特的开花期控制基因和开花途径。本文着重从光周期对水稻开花期的调控途径和作用机理角度进行了阐述,并对水稻开花期的自然变异与其育种应用、生物钟关联基因、光中断现象和临界日长现象以及开花期与产量的关系进行了总结。     

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...