基于S基因序列分析新型猪流行性腹泻病毒的遗传演化

最近，笔者实验室在青藏高原地区发现两种新亚型藏猪源猪流行性腹泻病毒（PEDV），为进一步调查新型PEDV是否在四川腹泻猪群中存在或流行，对实验室2018-2019年保存的116份猪腹泻粪便或肠组织样本进行PEDV的检测及其纤突蛋白基因（spike）分子特征研究。结果表明：腹泻样本的PEDV检出率为42.2%（49/116，95% CI=33.1%~51.8%），并获得了13条完整的S基因序列，全长为4 149~4 170 bp，序列相似性为94.2%~99.9%，其中SWUN-H3-CH-SCYA-2019的S基因与藏猪源新G1亚群PEDV的序列相似性高达97.0%~98.6%。遗传演化研究结果表明13株PEDV S基因划分为G1和G2大群，其中SWUN-H3-CH-SCYA-2019位于藏猪源新G1亚群；SWUN-19-CH-SCZY-2018、SWUN-4-CH-SCXC-2018、SWUN-1-CH-SCNJ-2019和SWUN-3CH-CH-SCZG-2019位于G2亚群中一个独立的分支，且与藏猪源新G2亚群毒株有着较近的亲缘关系。为了进一步研究13株PEDV的演化过程，以贝叶斯进化分析软件包（BEAST）进行分歧时间估算，结果表明SWUN-H3-CH-SCYA-2019的分歧时间约为2012.3年，早于藏猪源新G1亚群其余毒株的最早分歧时间（2015.7年）；SWUN-4-CH-SCXC-2018、SWUN-19-CH-SCZY-2018和SWUN-3CH-CH-SCZG-2019的分歧时间约为2014.2年，早于G2亚群的藏猪源毒株2014.7年，所有藏猪源PEDV的分歧时间均晚于四川毒株。本研究在四川地区首次发现了藏猪源PEDV，并且从毒株的分歧时间推断青藏高原的藏猪源PEDV来源于四川，为新型PEDV分子遗传进化的监测提供了依据。     

广藿香中PTS基因不同时间点的表达分析

利用荧光定量PCR技术,分析1天中8个时间点广藿香叶片百秋李醇合成酶基因的表达情况。结果表明,6∶00,9∶00,12∶00和15∶00时间点的PTS基因表达量较低,0∶00,3∶00,18∶00和21∶00的表达量均显著高于前4个时间点,其中,时间点3∶00的表达量最高,表明PTS基因的转录从夜间开始积累,黎明前达到最高峰,之后转录水平逐渐下降。     

生物节律对动物生理营养及物质消化利用调控的研究进展

生物钟是生物的计时机制,是生物体内的一种无形的“时钟”。实际上是生物体生命活动的内在节律性,是由生物体内的时间结构序列所决定,使行为、生理和新陈代谢的内部循环与外界环境周期性同步。本文就生物节律系统、生物钟的调控基因、生物钟对营养生理代谢和消化器官的调控以及其在实际生产中的应用作一综述。     

植物开花光周期反应的分子调控机制

植物开花时间受到日照长短季节性变化的调节,拟南芥和水稻中与光周期反应相关基因的分离,使人们得以认识植物开花光周期反应的分子调控机制。植物感知日照长短的变化主要由CONSTANS(CO)基因的表达所控制。CO能够将光信号与生物钟信号整合,调节开花基因FLOWERING LOCUS T(FT)的表达,并最终控制植物的开花时间。本文对这一研究的最新进展进行了综述。     

Use of a cyclic high-pressure sodium lamp to inhibit flowering of chrysanthemum and velvet sage

Photoperiod is commonly controlled in the commercial production of ornamental crops to induce or prevent flowering. Flower induction in short-day (SD) plants can be prevented or delayed when the natural daylength is short by providing low-intensity lighting during the dark period. A stationary high-pressure sodium (HPS) lamp with an oscillating aluminum parabolic reflector (cyclic HPS) has been developed to provide intermittent lighting to greenhouse crops. We determined the efficacy of a cyclic HPS lamp at preventing flowering in SD plants garden chrysanthemum [Chrysanthemum × grandiflorum (Ramat.) Kitam.] ‘Bianca’, pot chrysanthemum ‘Auburn’, and velvet sage (Salvia leucantha L.) relative to traditional night interruption (NI) lighting strategies. Plants were grown in a glass-glazed greenhouse at a mean daily temperature of 19.5–20.7 °C with natural SD photoperiods. NI lighting was delivered during the middle of the night (2230–0230 h) from a 600 W cyclic HPS lamp mounted at one gable end of the greenhouse or from incandescent (INC) lamps that were illuminated for the entire 4 h (CONT INC) or for 6 min every 30 min for 4 h. Plants under cyclic HPS were grown at lateral distances of 1, 4, 7, 10, or 13 m from under the lamp. Control plants were grown under an uninterrupted 15 h skotoperiod. As the distance from the cyclic HPS lamp increased from 1 to 13 m, the maximum irradiance measured during the NI decreased from 25.4 to 0.3 μmol m⁻² s⁻¹ and time to visible inflorescence (VI) and the number of nodes at VI decreased. All species had a VI within 54 d, but ≤10% of plants flowered when grown at a lateral distance of 1 or 4 m from the cyclic HPS lamp or under CONT INC. Plants grown without NI had a VI 2 to 15 d earlier and flowered 7 to 24 d earlier than plants grown at 10 or 13 m from the cyclic HPS. All garden chrysanthemums flowered under cyclic INC, whereas velvet sage and pot chrysanthemum had 15% and 35% flowering, respectively. These results indicate that a cyclic HPS lamp can be used effectively to delay flower induction and prevent flowering in these species when NI is delivered at ≥2.4 μmol m⁻² s⁻¹.     

棉铃虫复眼中Clock生物钟基因的昼夜表达模式

【目的】克隆并分析棉铃虫(Helicoverpa armigera)复眼Clock(Clk)生物钟基因的c DNA序列,探讨棉铃虫复眼中Clk生物钟基因的昼夜表达模式及其表达水平的影响因子,以确认其在复眼中是否起着调节生物节律的功能,为理解复眼中生物钟基因网络提供理论参考。【方法】以2日龄棉铃虫复眼为试验材料,采用RT-PCR和RACE末端扩增技术克隆棉铃虫Clk生物钟基因。利用生物信息学软件对得到的棉铃虫CLK氨基酸序列进行生物信息学分析。采用实时荧光定量PCR(q RT-PCR)技术,检测棉铃虫成虫不同器官(头、胸、腹、足、翅、脑、触角、复眼)中Clk生物钟基因的表达水平;通过设置不同的光周期环境,检测复眼中Clk生物钟基因的昼夜表达模式;通过在暗期设置6 h不同波段光(UV、蓝光和绿光)照射,检测复眼中Clk生物钟基因的表达水平;通过设置棉铃虫雌雄蛾交配处理,检测交配结束0 h和3 h复眼中Clk生物钟基因的表达水平;通过饥饿处理棉铃虫雌雄蛾,检测复眼中Clk生物钟基因的表达水平。【结果】克隆得到棉铃虫Clk生物钟基因的c DNA序列,命名为He CLK(Gen Bank登录号为KM233158),开放读码框1 860 bp,编码619个氨基酸组成的多肽,理论推测分子量(Mw)为69.32 k D,等电点(p I)为5.71。推导得到的氨基酸序列具有3个跨膜拓扑结构,包含多个昆虫CLK蛋白的保守区域(PAS和HLH),其与甜菜夜蛾(Spodoptera exigua)和黑脉金斑蝶(Danaus plexippus)的同源性较高,分别为97%和74%。与点蜂缘蝽(Riptortus pedestris)和马铃薯甲虫(Leptinotarsa decemlineata)的同源性较低,分别为53%和52%。q RT-PCR结果表明在检测的成虫器官中,He CLK在复眼中表达水平最低,触角中表达水平最高。在14L﹕10D光周期下,复眼中He CLK的表达量在白天增高,夜晚下降。生物钟基因的昼夜表达模式在1 d黑暗下可以持续,而在持续黑暗下固有表达节律消失。复眼中He CLK的表达水平在6 h光照后上调,但不同波段光照射无显著性差异。复眼中He CLK的表达水平在交配后有下调趋势,在雄蛾交配后表达水平显著性下降。复眼中He CLK的表达水平在饥饿处理后无显著性变化。【结论】成功从夜蛾棉铃虫的复眼中克隆得到Clk生物钟基因,由Clk生物钟基因推导得到的氨基酸序列具有典型的CLK蛋白特征,且与昆虫CLK蛋白同源性较高。在检测的棉铃虫成虫器官中,He CLK在复眼中的表达水平最低。He CLK在外周组织复眼中的表达水平受蛾类自身节律、光照和蛾类生理状态的影响,证实棉铃虫复眼中He CLK在调节生物节律方面具有重要作用,但生物钟基因网络在复眼与中枢神经中是否类似有待进一步深入研究。     

Circadian heart rate changes and light-dependence in the Mediterranean seabream Sparus aurata

Despite the abundant literature on circadian heart rate rhythms in fish, few studies have attempted to elucidate if such pattern is endogenous or if it is modulated by environmental cues. In this study, heart rates were continuously recorded in Sparus aurata acclimated to different light regimes (normal or shifted LD 12:12 cycle and a pulsed 0.75:0.75 LD cycle) to investigate the endogenous nature and the role of light on the circadian pattern of heart rate. Under LD 12:12, the daily pattern of heart rate showed higher values at night and lower rates during the day (average amplitude of the heart rate change of 10.6 ± 5.7 beats min^–1). The circadian pattern was maintained in animals under constant light but the amplitude was decreased (2.4 ± 1.1 beats min^–1). Light masks the expression of the rhythm because under a pulsed LD cycle, heart rate tracks the pulsed LD phases, increasing during the dark phase and decreasing during the light phase. Besides the ultradian pattern imposed, an underlying circadian rhythm was detected, which indicates that the rhythm is endogenous. However, the strong link between heart rate and light obtained under pulsed LD cycles suggest the timing mechanism to be mostly based on external light reception.     

生物钟基因在绒山羊皮肤中表达模式的比较

文章旨在研究绒山羊皮肤生物钟基因clock、tim、per1和cry1的表达模式,进而分析其在绒山羊皮肤组织中的作用及相互关系。生物钟基因形成一个转录-翻译反馈环,通过钟基因在绒山羊皮肤生长周期进行高表达,激活per1和cry1基因的转录-转化过程,从而在mRNA和蛋白水平的调控下进行有节律的表达。结果表明,这些生物钟基因在绒山羊皮肤中的表达量依次为:clocktimper1cry1;皮肤次级毛囊兴盛期,高振幅clock、per1、tim、cry1的节律表达分别出现在一天中的04∶00、08∶00、08∶00、16∶00;皮肤次级毛囊休止期,这些基因的高振幅节律表达分别出现在一天中的08∶00、04∶00、04∶00、16∶00。另外,cry1、per1基因的表达在生物钟基因正反馈循环中被激活,tim基因的表达在生物钟基因的负反馈循环中被激活。因此,clock、tim、per1和cry1调控下运行的钟基因反馈环是绒毛生长呈周期性现象的基础。     

混合时钟同步技术在船舶电力系统同步相量测量中的应用研究

针对船舶电力系统相对于陆地广域电力系统的不同特性,分析传统时钟同步方法对于船舶同步向量测量单元（SPMU）的局限性,采用一种基于IEEE1588协议的卫星时钟同步与局域网时钟同步相结合的混合时钟同步技术实现SPMU的时钟同步,通过实验对同步偏差性能进行测试,结果表明时钟同步偏差维持在±500ns以内,可以满足电力系统对电力参数测量的同步精度要求。