韭菜迟眼蕈蚊紫外敏感视蛋白基因的克隆及光强度对其表达量影响

为明确韭菜迟眼蕈蚊Bradysia odoriphaga紫外敏感视蛋白基因Bo-uv的作用及其与趋光性的关系,利用常规PCR方法克隆获得Bo-uv基因的全长cDNA序列,分析了其敏感视蛋白的氨基酸序列与其它12种昆虫同源蛋白氨基酸序列之间的系统进化关系,运用qPCR技术检测了不同发育阶段、不同组织及不同光强度下Bo-uv基因的相对表达量。结果表明,Bo-uv基因cDNA全长2 757 bp,开放阅读框1 542 bp,编码514个氨基酸。韭菜迟眼蕈蚊紫外敏感视蛋白的氨基酸序列与其它12种昆虫同源蛋白的氨基酸序列一致性为21.93%～43.00%,与橘小实蝇Bactrocera dorsalis的氨基酸序列同源性最高。Bo-uv基因在韭菜迟眼蕈蚊蛹末期、成虫期表达,在成虫头部的相对表达量较高。在0～10 000 lx光强范围内雌、雄成虫体内该基因的相对表达量均呈先增高后降低趋势。与对照相比,1 000 lx光强度下其相对表达量显著升高,10 000 lx时相对表达量显著降低。表明光强度能够有效地调控Bo-uv基因的表达,该基因在韭菜迟眼蕈蚊感知外界光刺激过程中具有重要作用。     

True blue: S‐opsin is widely expressed in different animal species

Colour vision in animals is an interesting, fascinating subject. In this study, we examined a wide variety of species for expression of S‐opsin (blue sensitive) and M‐/L‐opsin (green‐red sensitive) in retinal cones using two novel monoclonal antibodies specific for peptides from human opsins. Mouse, rat and hare did not express one of the investigated epitopes, but we could clearly prove existence of cones through peanut agglutinin labelling. Retinas of guinea pig, dog, wolf, marten, cat, roe deer, pig and horse were positive for S‐opsin, but not for M‐/L‐opsin. Nevertheless all these species are clearly at least dichromats, because we could detect further S‐opsin negative cones by labelling with cone arrestin specific antibody. In contrast, pheasant and char had M‐/L‐opsin positive cones, but no S‐opsin expressing cones. Sheep, cattle, monkey, men, pigeon, duck and chicken were positive for both opsins. Visual acuity analyzed through density of retinal ganglion cells revealed least visual discrimination by horses and highest resolution in pheasant and pigeon. Most mammals studied are dichromats with visual perception similar to red‐green blind people.     

昆虫视蛋白的研究进展

昆虫是地球上种类最为繁多的生物,具有发达和敏感的视觉系统。昆虫视蛋白是一种膜蛋白,是昆虫视觉系统的重要组成部分。根据是否直接参与视觉成像,可将昆虫视蛋白分为视觉视蛋白和非视觉视蛋白两大类。昆虫视蛋白在视觉成像和生物钟昼夜节律同步调节等方面发挥着重要作用。本文在系统分析国内外文献的基础上,主要对目前已报道的昆虫视蛋白的种类、表达特征、分子结构、生物学功能、吸收光谱的分子机制和分子进化等方面进行综述。     

牙鲆仔鱼SWS1基因克隆及5个视蛋白基因的表达

鱼类主要通过视蛋白感知光强和波长。本研究首次克隆到牙鲆(Paralichthys olivaceus)短波紫外敏感视蛋白SWS1基因全长cDNA序列共1317 bp,包括含1077 bp的开放阅读框,编码蛋白358个氨基酸,表明牙鲆仔鱼具有潜在感知紫外线的能力。此外,qRT-PCR显示视杆视蛋白RH1和SWS1基因表达无显著性变化;而中波敏感视蛋白RH2和短波蓝色敏感视蛋白SWS2基因表达从孵化后第1天到第13天显著性增强;长波敏感视蛋白LWS基因从孵化后第1天到第6天显著性增强,而此后到第13天显著性降低。RNA整体原位杂交显示,眼睛中感蓝光的SWS2的基因表达较其它视蛋白基因晚。视蛋白基因表达信号主要分布在视网膜及晶体周围,此外还首次发现这些视蛋白基因在皮肤、鳍条、鳃、肠道等组织中表达。     

粗胫翠尺蛾视蛋白基因的克隆及灯光对其表达量的影响

灯光防控技术在国内荔枝和龙眼主要产区被推广应用,为了探究该项技术对于荔枝龙眼梢期头号害虫——尺蛾的视觉刺激响应的影响,笔者以粗胫翠尺蛾为研究材料,利用转录组测序结果和RACE技术获得2个视蛋白基因,并通过RT-qPCR技术分析2个视蛋白基因的发育模式以及在光照处理后的表达变化。结果表明,扩增得到TiLW和TiUV视蛋白基因分别编码374个和378个氨基酸,其序列二级结构主要由α-螺旋和随机卷曲组成,均包含不同数量的视蛋白家族所特有的多个保守氨基酸位点。在粗胫翠尺蛾整个发育周期的不同发育阶段中,均可检测到2个视蛋白基因,但两者在不同发育阶段的表达水平有差异。在光照处理后,成虫头部TiLW和TiUV的表达量均受到不同程度的影响。与对照组相比,光照处理后24 h,TiLW在雌、雄虫头部分别上升12.96倍和降低8.61倍,而TiUV在雌雄虫头部分别上升1.75倍和降低3.10倍。TiLW和TiUV参与粗胫翠尺蛾在光照刺激下的应激过程,光刺激可引起粗胫翠尺蛾2个视蛋白基因表达变化。     

新西兰寄生性杜鹃对短波光的视觉敏感性(英文)

不同类群的鸟类对于光线中紫外波长部分的敏感程度存在差异。在一些专性巢寄生鸟类的寄生者 - 宿主体系中,寄生卵所反射出来的紫外光对于宿主区分外源鸟卵与自己的卵具有重要作用。反过来说,对于雌性寄主而言,宿主巢中的卵能够最大程度接近自己的卵是非常有利的。虽然视觉敏感性在大多数杜鹃和牛鹂的宿主中都有描述,这些特征在寄主中却少见报道。视觉敏感性能帮助我们理解巢寄生者与宿主之间潜在的感知共进化过程的相关机制以及更好地了解每个物种相应的视觉感知生态。本研究测定了短波长敏感型(SWS1)视蛋白基因的序列来预测两种新西兰专性巢寄生杜鹃——金鹃(Chalcites [Chrysococcyx] lucidus)和长尾噪鹃(Urodynamis[Eudynamis]taitensis)的紫外光敏感性。结果表明两种杜鹃都具有SWS1视蛋白基因,而其最大敏感度集中在短波长光谱中人类可见的紫光部分,而不是紫外光。未来的研究应该关注在鸟类视觉系统下所测的巢寄生者和宿主卵的相似性以及宿主拒绝寄生卵的行为后果这两个方面,来集中探究巢寄生者与宿主之间的视觉敏感度是否匹配。     

不同波长光照对草地贪夜蛾成虫趋光行为及视蛋白表达量的影响

为提高诱虫灯对草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda的诱集效果,在室内测试了草地贪夜蛾雌雄成虫对390～550 nm 10种不同波长光源的趋光行为反应,以及光刺激对其4种视蛋白基因表达量的影响。结果表明：草地贪夜蛾雌蛾和雄蛾对10种波长光源的趋光率均存在显著差异,其中雌蛾对绿光区510、520 nm和550 nm的趋性较高,趋光率分别为68.5%、65.0%、63.5%;雄蛾对绿光区520 nm及紫光区420 nm的趋性较高,趋光率分别为69.0%和60.5%。雌雄成虫对510 nm和550 nm的趋光率存在显著的性别间差异,但其他供试波长处理下,雌雄成虫的趋光率均无显著的性别间差异。520 nm光源刺激下,雌蛾和雄蛾均表现为3日龄(雌：65.0%;雄：69.0%)和5日龄(雌：59.1%;雄：61.4%)的趋光率最高,而1日龄(雌：41.4%;雄：24.1%)的趋光率最低。雄蛾受520 nm光刺激20 min后,其紫外光敏感蛋白(UV-opsin)基因的相对表达量显著升高,是对照组的3.61倍;但长波敏感蛋白1(LW-opsin1)、长波敏感蛋白2(LW-opsin2)...     

Three cone opsin genes and cone cell arrangement in retina of juvenile Pacific bluefin tuna <Emphasis Type="Italic">Thunnus orientalis</Emphasis>

ABSTRACT:   In bluefin tuna aquaculture, collision of juveniles with the tank or net walls is a major cause of high mortality. This problem may be related to color sensibility of the visual mechanisms of this species. As a first step in understanding of color vision of Pacific bluefin tuna Thunnus orientalis , we applied a molecular technique and histology to study cone cell distribution in the retina of juvenile fish. We isolated three cone opsin genes encoding one blue-sensitive ( SWS2 ) and two green-sensitive ( RH2 ) visual pigments. In situ hybridization revealed that SWS2 mRNA is localized in the single-cone photoreceptors. The localization of the two RH2 signals in distinct cone cells was not determined, probably because of the high homology between the two RH2 genes. Single-cone photoreceptors appeared frequently in the ventral–temporal retina in approximately 80-mm fish and in the temporal retina in approximately 230-mm fish. These cone distributions may define a visual field with best color contrast vision in front and above the fish with a short wavelength (blue) reflecting target (sensed by single cones), and may be enhanced against the longer wavelength (green) background when fish see a target below them (sensed by double cones).