东亚飞蝗昼夜生物钟基因clock等的克隆与性质分析

来源 :吉林农业大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:diaoyujiao
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
昼夜节律是生物界最普遍的节律行为,目前对于昼夜节律的研究主要集中在节律基因的克隆鉴定方面,很多的生物昼夜节律基因已经被鉴定和克隆出来。东亚飞蝗作为一个不完全变态的可以分为散居和群居类型的昆虫,其昼夜节律的研究具有重要的意义,其昼夜节律基因的克隆和鉴定能为进一步的分子机制研究做出铺垫,也能在一定程度上为农业防治害虫提供理论支持。光照作为主要的授时因子在很多生物中都有研究,例如果蝇,帝王蝶,蚕等等。但是对生物体的一些运动方面的影响却不尽相同,从生物生命活动上来说,光照影响到生物的运动,鸣叫,交配,产卵,迁徙等等。在分子水平上,光照能改变节律基因的表达水平,从而影响到生物钟的时间长短,甚至导致生物钟的重置。本文利用qRT-PCR技术通过对光照时间长短的控制,从分子水平上对一些基因的表达量进行实时的检测,为飞蝗节律分子机制的进一步研究提供了一些依据。本文根据NCBI网上数据库和中科院动物研究所飞蝗转录组数据库,结合生物信息学的方法找到一些节律基因的大致序列,然后用primer 5.0设计引物,通过PCR技术和相对应的生物学软件,克隆了并拼接出东亚飞蝗的5个基因的完整开放读码框(ORF),包括cry1, cry2, timeless, clock, pdp。然后对其核苷酸序列进行了分析和分子进化分析;最后利用qRT-PCR技术,在LD、DD、LL的三种光照模式的处理条件下,对飞蝗一天24小时上述五个基因进行实时RNA水平的检测,通过对检测结果的统计分析,对主要的节律基因进行功能的预测和分析。主要结果如下:clock基因ORF框全长2175bp,编码724个氨基酸;cry1基因ORF框全长1623bp,编码540个氨基酸;cry2基因ORF框全长1701bp,编码566个氨基酸;timeless基因ORF框全长3615bp,编码1204个氨基酸;pdp基因ORF框全长1479bp,编码492个氨基酸。蛋白分析表明,飞蝗基因clock编码724个氨基酸,理论推测的蛋白CLK分子量(Mw)80577.96,等电点(pI)5.67。cry1编码540个氨基酸,推测蛋白CRY1分子量(Mw)62331.02,等电点6.16。cry2编码566个氨基酸,推测蛋白CRY2分子量(Mw)64941.83,等电点8.63。timeless编码1204个氨基酸,推测蛋白TIM分子量(Mw)137381.21,等电点5.60。pdp编码492个氨基酸,推测蛋白PDP分子量(Mw)55676.86,等电点7.66。用在线软件分析,五个蛋白都无明显的信号肽序列,推测都属于非分泌蛋白。进行跨膜区域分析,蛋白CLK、CRY1、CRY2、TIMELESS和PDP的跨膜次数分别为8、3、10、9和8次。用PBLC的在线分析工具SOPMA对蛋白序列的二级结构进行预测,CLK的α螺旋(Alpha helix, Hh)占27.62%,延伸链(Extended strand, Ee)占16.30%,β转角(Beta turn,Tt)占3.45%,随机卷曲结构(Random coil, Cc)占52.62%。CRYl的α螺旋(Alpha helix,Hh)占39.07%,延伸链(Extended strand, Ee)占10.19%,p转角(Beta turn, Tt)占5.74%,随机卷曲结构(Random coil, Cc)占45%。CRY2的α螺旋(Alpha helix, Hh)占39.40%,延伸链(Extended strand, Ee)占10.60%,p转角(Beta turn, Tt)占5.83%,随机卷曲结构(Random coil, Cc)占44.17%。TIM的α螺旋(Alpha helix, Hh)占42.19%,延伸链(Extended strand, Ee)占10.13%,β转角(Beta turn, Tt)占3.32%,随机卷曲结构(Random coil, Cc)占44.35%。蛋白PDP的α螺旋(Alpha helix, Hh)占43.90%,延伸链(Extended strand, Ee)占14.02%,B转角(Beta turn, Tt)占3.25%,随机卷曲结构(Random coil,Cc)占38.82%。然后对各个基因进行分子进化分析,每个基因的分析结果都符合理论上的进化关系。在不同的处理条件下对节律基因分析推测结果显示:基因clock、cry2和timeless受到光源授时因子的调控,基因cryl可能和飞蝗的群居与散居之间的转变有一定的联系,pdp基因一天中表达量变化不明显,推测可能是节律周边基因。
其他文献
<正>对于一成不变的事物,人们往往容易厌倦,孩子更是如此。所以作业的形式应灵活多样,听说读写并重,激发学生学习兴趣,提高学生语文素质。经过尝试,我设计了以下几种学生感兴
<正> 新时期十年的中国悲剧文学走过了艰辛而辉煌的富有曲折的生命历程,也呈现出斑澜多彩的艺术容貌.值得注意的是现实主义始终是这十年悲剧文学的主潮,它使中国十年悲剧文学
我国作为世界外商直接投资流入最大的发展中国家,同时又将要面对转变经济发展方式以及在低碳经济时代的背景下的西方发达国家对我国技术封锁和对核心技术的垄断,我国企业自主
<正>传统的小学语文教学大多数是以教师为中心的教学模式。它存在诸多弊端,如学生被动学习、师生缺乏交流、片面强调知识灌输、忽视情感态度培养等。新课程下的语文教学已经
除了原始社会以外,在任何组织体中都不存在绝对平均分配社会资源的情况。这种社会政治现实在法律中的体现,就是比例平等原则。同样的,比例平等原则也适用于国际组织。国际组织中
对湖北省大冶市香炉山遗址采集的20个炉渣样品进行了扫描电镜检测,发现了炼制锑青铜、锡铅青铜、生铁的炉渣。重点对锡铅青铜的冶炼流程进行了推断,认为该遗址首先使用伴生有
随着多媒体技术和网络技术的飞速发展与普及,网络学习作为一种新型的学习方式逐渐突显出其独特的优势。网络学习的基本信息传递方式是网络课程,对于网络课程的设计与开发,越
<正>云南省楚雄州双柏县是一个典型的山区农业县,经济总量小,基础薄弱,一产不优、二产不强、三产不快的问题比较突出。就农业来说,投入不足,基础设施差,农业生产标准化、规模
<正>结构主义在西方考古学理论中占有十分重要的地位。得自瑞士语言学家索绪尔(Ferdinand de Saussure,1857~1913)语言结构分析理论的启发,法国人类学家列维斯特劳斯(Claude
目的:观察不同综合治疗方案对腰椎间盘突出症患者的临床疗效,并形成适合该病的社区治疗规范。方法:采用多中心、随机、平行对照的试验设计方法,在三个社区(成都青羊01、成都黄