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作者:袁鸿;汪小冬;魏秀英;王加品;陈以芳;姚红艳;陈敦学;
单位:贵州大学动物科学学院;贵州白云棘胸蛙科技小院(贵州大学);贵州农业职业学院畜牧水产系;
摘要:生物钟在生物体内出现昼夜周期性震荡,影响着生物的生长发育。棘胸蛙Quasipaa spinosa作为一种重要的两栖类动物,蝌蚪期主要在白天活动,而变态后则主要在夜间活动,出现相反的昼夜节律特征。目前关于棘胸蛙Clock基因的昼夜变化特征尚不清楚。因此,本研究克隆棘胸蛙的Clock基因,发现其蛋白序列含有1个HLH结构域、2个PAS结构域和1个PAC结构域,且这些结构域在不同物种中高度保守。进化分析表明,鱼类Clock基因可以分为2个不同的组:Clock A组和Clock B组,两栖类Clock基因不分亚型地聚在一起,其中棘胸蛙与高山倭蛙Clock基因紧密聚在一起。为了探索节律基因在棘胸蛙体内的转录特征,选择5个关键节律基因(Clock、Bmal1、Per2、Cry1和RoRα)研究它们不同发育阶段和不同组织中的表达谱。结果显示:Clock基因在所有组织和所有发育阶段中均存在本底表达,且在变态阶段的表达水平最高。节律表达谱显示Clock和Bmal1基因的表达较为一致,均在夜间观察到表达峰值,Per2和Cry1都在一天开始的时候出现表达高峰。但Per2和Cry1的表达模式具有组织特异性,Cry1基因在T4阶段的肌肉、脑、肝和心脏组织中呈现另一个短暂的表达峰,这可能与夜间褪黑素水平的增加或实验动物的行为模式有关。实验结果有助于深刻理解两栖类动物错综复杂的昼夜节律系统。
关键词:棘胸蛙;;Clock基因;;昼夜节律;;进化;;表达谱;;协同作用
基金资助:贵州省科技计划项目(黔科合支撑[2021]一般269号);; 贵州省农业科技支撑项目(黔科合支撑[2019]2344号)