生物钟基因在大猿叶虫滞育诱导期的表达研究

朱莉; 谈倩倩; 刘文; 雷朝亮; 王小平

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生物钟基因在大猿叶虫滞育诱导期的表达研究

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生物钟（circadian clock）和光周期钟（photoperiodic clock）是时间协调机制的核心组件,分别调控昆虫日常和季节性活动。然而,生物钟是否参与季节性光周期时间测量仍然存在争议。滞育（diapause）是昆虫对外界环境（昼夜长度）变化的一种响应行为,是季节性光周期反应的重要形式。昆虫"选择"滞育或生殖过程中生物钟是否参与调控响应光周期应答仍不明确。为验证假设,我们以大猿叶虫（Colaphellus bowringi Baly）修水种群（29°1′N,114°4′E）为材料,在室内筛选获得了高于22℃时对光周期不敏感的非滞育品系。我们假设生物钟参与调控昆虫对光周期的应答,并且参与调控大猿叶虫滞育的生物钟基因在滞育品系和非滞育品系间存在表达差异。我们首先克隆了大猿叶虫9个生物钟基因（pdp、vri、dbt、tim、clk、cyc、cry、per、sgg）,然后分别检测了9个生物钟基因在滞育品系（25℃,L:D=16h:8h和L:D=12h:12h）和非滞育品系（25℃,L:D=16h:8h和L:D=12h:12h）滞育诱导敏感期（4日龄幼虫）的昼夜表达模式。研究结果表明,生物钟基因dbt、tim、sgg、per和clk的表达模式在滞育品系和非滞育品系中无差异表达,而生物钟基因pdp、vri、cry、cyc在两品系间存在差异表达。在滞育品系中pdp存在明显昼夜节律,L:D=16h:8h和L:D=12h:12h条件下的表达模式存在4h的相位差,而在非滞育品系中则无昼夜节律。在滞育品系L:D=16h:8h条件下vri进入光期8h后出现表达高峰,在L:D=12h:12h条件下vri从光期至暗期呈现下调表达,而非滞育品系中vri在两种光周期条件下从光期至暗期一直呈现高表达水平。在滞育品系中cry在两种光周期条件下从光期至暗期主要呈下调表达趋势,而在非滞育品系中两种光周期条件下cry从光期至暗期则呈波动上调趋势,并且在暗期的表达量显著高于滞育品系。在滞育品系中cyc在两种光周期条件下均在进入暗期前达到表达高峰,在进入暗期后开始下调表达,而在非滞育品系中cyc在两种光周期条件下从光期至暗期则呈现波动状态,无明显的光周期反应。上述结果暗示,生物钟基因pdp、vri、cry、cyc可能参与了大猿叶虫的光周期滞育诱导,验证了生物钟基因参与了昆虫的滞育诱导,为明确昆虫生物钟和季节性时间测量机制之间的联系奠定了基础。

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来源
《华中昆虫研究》 |2015年第0期|314-314|共1页
作者
朱莉; 谈倩倩; 刘文; 雷朝亮; 王小平;
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作者单位

华中农业大学植物科学技术学院;

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正文语种 chi
中图分类昆虫遗传学;
关键词
生物钟基因; 大叶猿叶虫; 滞育诱导; 光周期;

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