生物钟基因是控制昼夜节律的关键基因.光照是对生物钟影响最大的环境变量,光照周期的改变会导致生物钟基因表达模式变化,进一步影响生物的生活习性和发育繁殖等多项生理活动.为探究不同光照周期对尼罗罗非鱼(Oreochromis niloticus)生物钟基因昼夜节律的影响,本研究共设置3种光照周期条件,光(L)暗(D)比分别为8 h光照和16 h黑暗(8L:16D)、12 h光照和12 h黑暗(12L:12D)及16 h光照和8 h黑暗(16L:8D),光照强度1000 lx,光起始时间设定为计时器时间(zeitgeber time,ZT)0 h,分析尼罗罗非鱼脑、肝脏和眼3种组织中生物钟关键基因:脑肌肉芳香烃受体核转位蛋白样因子1(brain and muscle arnt-like 1,bmal1)、昼夜节律活动输出周期故障因子a(circadian locomotor output cycles kaput a,clocka)、隐花色素5(cryptochrome 5,cry5)和周期蛋白1b(period 1b,per1b)的昼夜表达规律.结果显示,正常光照条件下(12L:12D),脑、肝脏和眼中bmal1、clocka、cry5和per1b表现出明显的昼夜节律性;正常光照条件下(12L:12D),正调控基因bmal1和clocka峰值相位肝脏中(ZT 13.98 h,ZT 12.02 h),早于脑中(ZT 17.31 h,ZT 14.37 h),负调控基因cry5和per1b峰值相位肝脏中(ZT 7.28 h,ZT 0.92 h),晚于脑中(ZT 4.66 h,ZT 0.76 h);长光照(16L:8D)导致脑中clocka峰值相位延迟,肝脏中cry5振幅增大;短光照(8L:16D)使脑中per1b、肝脏中bmal1和眼中cry5振幅变大.上述结果表明,尼罗罗非鱼具有与其他鱼类相似的生物钟系统,不同组织的生物节律不完全一致;光照周期会影响生物钟基因的表达,且各组织的生物钟基因响应有差异.本研究为深入了解尼罗罗非鱼生物钟系统的调节机制提供参考依据.

光照周期;尼罗罗非鱼;昼夜节律;生物钟基因

南京农业大学无锡渔业学院,无锡214081;中国水产科学研究院淡水渔业研究中心/农业部淡水渔业和种质资源利用重点实验室,无锡214081

[1]符徐泽;邹芝英;肖炜;祝璟琳;李大宇;喻杰;陈炳霖;杨弘-.不同光照周期对尼罗罗非鱼生物钟基因表达的影响)[J].农业生物技术学报,2022(03):539-549

zeitgeber,钟关,clocka,cry5,per1b

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