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视色素结构的种属差异及演化

生物学教学 2000年第3期25卷 3-4页

作者：冯振明山东省济宁教育学院 272137

视色素是动物界在自然选择的进化过程中,适应特定光环境而产生的一类视觉物质,其化学本质实为一种以生色团为辅基的色素蛋白.组成视色素的生色团和视蛋白随动物种类及视细胞种类的不同而有差异.某些动物还会随发育阶段的不同而发生变化... 详细信息

视色素是动物界在自然选择的进化过程中,适应特定光环境而产生的一类视觉物质,其化学本质实为一种以生色团为辅基的色素蛋白.组成视色素的生色团和视蛋白随动物种类及视细胞种类的不同而有差异.某些动物还会随发育阶段的不同而发生变化,从而造成视色素在吸收光谱上的差异.

关键词：视色素色素蛋白生色团视蛋白种属差异演化

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脊椎动物在位视杆色素的漂白和复生研究的新进展——纪念Khne关于视色素方面的先驱工作发表100周年(下)

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生物化学与生物物理进展 1979年第4期 59-70页

作者：刘育民上海生理研究所

Ⅳ.对活体完整眼的研究RRD技术的原理是:当一束光(通常是单色光)投射到网膜上,两次通过网膜后,其中很小的一部分(约为入射光的1/40,000-1/20,000)由眼底反射从瞳孔而出,这部分光能被汇集和测量,按这光束为视色素衰减的程度即可测知色素... 详细信息

Ⅳ.对活体完整眼的研究RRD技术的原理是:当一束光(通常是单色光)投射到网膜上,两次通过网膜后,其中很小的一部分(约为入射光的1/40,000-1/20,000)由眼底反射从瞳孔而出,这部分光能被汇集和测量,按这光束为视色素衰减的程度即可测知色素的水平。Rh在其吸收峰最大吸收率变化的两倍(2×△A)仅约0.2A。目前这项技术已能测定0.004A的变化,即相当色素浓度的1.6％。这就要在相当低的光线下实现相当高的信噪比。在方法学上和在理论上,涉及RRD这项相当复杂技术的各种问题,如散射光的控制和估计,色素密度的测定和推算等,还不能说已完全解决,但目前这个方法用来描述

关键词：方程式正文细胞色素中央凹方程 hne 对数暗适应曲线指数曲线 RRD 视色素

青(Mylopharyngodon piceus)、草(Ctenopharyngodon idellus)、鲢(Hypophthalmichthys molitrix)、鳙(Aristichthys nobilis)和罗非鱼(Tilapia mossambica)的视色素

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生理学报 1980年第2期 176-180页

作者：史丽烈陈明中国科学院上海生理研究所

用光谱光度术测定了五种淡水鱼视色素的吸收光谱,并用部分漂白法分析了它们的差别光谱。温带原生类淡水鱼青、草、鲢、鳙均为单纯的网膜醛2色素,峰值分别位于530,528,525和527nm。热带次生类淡水鱼罗非鱼具混合型的网膜醛1色素和网膜醛... 详细信息

用光谱光度术测定了五种淡水鱼视色素的吸收光谱,并用部分漂白法分析了它们的差别光谱。温带原生类淡水鱼青、草、鲢、鳙均为单纯的网膜醛2色素,峰值分别位于530,528,525和527nm。热带次生类淡水鱼罗非鱼具混合型的网膜醛1色素和网膜醛2色素,即 VP5001和 VP5221。

关键词：视色素淡水鱼吸收光谱罗非鱼属 Ctenopharyngodon idellus Hypophthalmichthys molitrix Mylopharyngodon piceus Tilapia mossambica Aristichthys nobilis

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蝙蝠视锥色素的功能与进化研究

蝙蝠视锥色素的功能与进化研究

作者：詹悦沈阳农业大学

学位级别：硕士

翼手目(俗称:蝙蝠)是哺乳动物中现存的第二大群体。蝙蝠主要栖息于洞穴或者茂密树丛,在夜晚,晨昏出来觅食,所以对蝙蝠感官的研究一直是研究中的热点。蝙蝠属于夜行性动物,所以调控它明视觉的基因短波长敏感1(SWS1)基因和中/长波敏感(M/L... 详细信息

翼手目(俗称:蝙蝠)是哺乳动物中现存的第二大群体。蝙蝠主要栖息于洞穴或者茂密树丛,在夜晚,晨昏出来觅食,所以对蝙蝠感官的研究一直是研究中的热点。蝙蝠属于夜行性动物,所以调控它明视觉的基因短波长敏感1(SWS1)基因和中/长波敏感(M/LWS)基因在蝙蝠夜间生活中能起到什么作用也同样值得我们关注。在过去的一些研究认为,恒频回声定位蝙蝠由于发生了视觉和回声定位之间的感官代偿从而导致SWS1基因的缺失,一部分洞栖的旧大陆果蝠由于长时间生存在暗环境而失去了看见紫外光的能力。除此之外,有功能验证表明,部分蝙蝠对紫外光是敏感的,但是还需要更多代表性的蝙蝠去进行验证。因此,本文先使用生物信息学方法对蝙蝠SWS1基因和M/LWS基因进行分析研究和蝙蝠物种树的构建,再选择部分代表性的蝙蝠进行体外实验的验证。本论文的第一部分是对于蝙蝠紫外视觉的分子进化研究和功能验证。我们从NCBI数据库下载了蝙蝠的SWS1基因序列,使用生物信息学方法进行了分析和蝙蝠物种树的构建,发现SWS1基因对蝙蝠物种具有重要作用。根据分析结果挑选了7个代表性蝙蝠物种进行体外验证实验,其中比较特殊的是小短尾蝠(Mystacina tuberculata),在分析结果中发现小短尾蝠的SWS1视色素有5个关键氨基酸位点的变化,但它的SWS1基因序列并不完整,我们使用有完整SWS1基因序列的小长舌蝠(Leptonycteris yerbabuenae)补全小短尾蝠缺少的部分序列,构建成小长舌蝠和小短尾蝠的嵌合体序列,并进行了体外实验的验证。实验结果表明,6个代表性蝙蝠物种的SWS1视色素对紫外光敏感,最大吸收波长在351 nm-360 nm之间,小短尾蝠(***)的SWS1视色素没有功能。论文的第二部分是对于蝙蝠红/绿色觉的分子进化研究和功能验证。我们从NCBI数据库下载了蝙蝠的M/LWS基因序列,使用生物信息学方法进行了分析和蝙蝠物种树的构建,发现蝙蝠M/LWS基因在其进化过程中高度保守。根据分析结果选取了7个代表性蝙蝠物种进行体外验证实验,实验结果表明,7个代表性蝙蝠物种的M/LWS视色素均有功能,最大吸收波长范围为539 nm-556 nm。以上结果表明红/绿色觉对这7个蝙蝠物种具有重要作用。其中食花蝠、圆耳蝠和巴西犬吻蝠同时验证了SWS1视色素和M/LWS视色素功能,发现这三种蝙蝠的SWS1视色素和M/LWS视色素均有功能,说明色觉对于这三种蝙蝠来说非常重要。本论文通过生物信息学方法对SWS1基因和M/LWS基因的分析,再进行了体外实验的验证,发现在这些代表性蝙蝠物种中紫外视觉和M/LWS视色素在这些蝙蝠中都是有功能的,且功能保守,表明色觉对蝙蝠有着重要作用。但小短尾蝠视色素的功能丧失是否与关键氨基酸位点的变化有关还是嵌合体对其SWS1视色素功能有影响还需要后续的实验加以验证。本论文的研究内容揭示了蝙蝠在进化过程中视锥色素(SWS1和M/LWS)的功能,演化历史和分子机制,为今后蝙蝠的感官演化,尤其是视觉的演化研究提供理论基础。

关键词：蝙蝠 SWS1 M/LWS 视色素进化

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小苎麻赤蛱蝶复眼的紫外光敏感性

昆虫学报 1987年第4期30卷 353-358页

作者：陈德茂中国科学院上海昆虫研究所

用电生理方法细胞外记录并测定完整的小苎麻赤蛱蝶(Vanessa cardui)成虫复眼的光谱敏感特性。暗适应下,所测光谱在波长约530毫微米处有最大敏感峰。近紫外光波长355—360毫微米处也呈现较高的敏感次峰,它可被长波段适应光选择性地增高... 详细信息

用电生理方法细胞外记录并测定完整的小苎麻赤蛱蝶(Vanessa cardui)成虫复眼的光谱敏感特性。暗适应下,所测光谱在波长约530毫微米处有最大敏感峰。近紫外光波长355—360毫微米处也呈现较高的敏感次峰,它可被长波段适应光选择性地增高和分离。当复眼为短波段适应光作用时,355—360毫微米峰基本上被抑制,并导致530毫微米处敏感性的增加和分离。小苎麻赤蛱蝶复眼可能分别含有吸收峰在530和355—360毫微米的两类视色素。

关键词：小苎麻赤蛱蝶光谱敏感性视色素间视紫红色素紫外感受器

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非视觉感光系统的研究进展

解剖学杂志 2005年第3期28卷 358-360页

作者：熊鲲黄菊芳罗学港中南大学湘雅医学院人体解剖学与神经生物学系长沙410008

自从人们研究感光系统以来,对于视网膜内主要细胞的功能已经有了一定的了解,一般认为:经典感光细胞(即视杆细胞和视锥细胞)对光线敏感并且其视色素发生相应化学变化;双极细胞是联系感光细胞与视网膜节细胞(RGCs)的中间神经元;而节细胞... 详细信息

自从人们研究感光系统以来,对于视网膜内主要细胞的功能已经有了一定的了解,一般认为:经典感光细胞(即视杆细胞和视锥细胞)对光线敏感并且其视色素发生相应化学变化;双极细胞是联系感光细胞与视网膜节细胞(RGCs)的中间神经元;而节细胞作为视网膜的第一级输出神经元,产生可以传导的动作电位,对来源于上一级神经元的信号进行整合与传递.这些认识一直占据着主导地位,但是2002年Science杂志刊登了有关非视觉感光系统(non-visual photosensitive system, NVPS)的两篇研究论文\[1,2\],打破了传统的视网膜内各主要细胞的分工,让我们重新审视我们的眼睛以及它所具有的功能.

关键词：系统视觉视网膜节细胞感光细胞中间神经元视网膜内化学变化视锥细胞视杆细胞双极细胞动作电位视色素

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科技信息

微生物学通报 2007年第3期34卷 463-463页

作者：柯为

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如何保护和提高驾驶员夜间视力

劳动保护 1992年第1期 35-36页

作者：罗启顺

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银星竹鼠感光与辨色能力的研究

银星竹鼠感光与辨色能力的研究

作者：姚婷陕西师范大学

学位级别：硕士

银星竹鼠（Rhizomys pruinosus）隶属于啮齿目（Rodentia）,鼹形鼠科（Spalacidae）,竹鼠亚科（Rhizomyinae）,竹鼠属（Rhizomys）,是一种典型的地下鼠,终生营地下洞穴生活,为适应地下黑暗无光的环境,在进化过程中视觉系统产生了一系列... 详细信息

银星竹鼠（Rhizomys pruinosus）隶属于啮齿目（Rodentia）,鼹形鼠科（Spalacidae）,竹鼠亚科（Rhizomyinae）,竹鼠属（Rhizomys）,是一种典型的地下鼠,终生营地下洞穴生活,为适应地下黑暗无光的环境,在进化过程中视觉系统产生了一系列的适应机制,是研究地下鼠感光及辨色的理想模式动物。地下黑暗无光的洞穴,地下鼠的感光及辨色均会发生相应的适应。目前,对银星竹鼠的形态学、行为学及生理生化指标等方面进行了研究,但对银星竹鼠感光及辨色能力的研究却很少。已有研究表明隐鼠属种类的眼虽小却能感光,赞比亚盲鼹与盲鼹鼠的眼均无视觉能力,强闪光也不能引起行为反应,但它们却有感受光周期能力,因此研究银星竹鼠视觉系统在不同光照条件下的感光变化有十分重要的意义。本研究对黑暗、自然光、红光、绿光和蓝光等不同色光及不同光照时长刺激下银星竹鼠视器进行转录组测序,对测序结果进行生物信息学分析,同时进行功能注释和差异表达基因筛选,并对差异表达基因进行GO注释和KEGG通路分析。从分子水平挖掘其与感光和辨色能力相关的基因,结合Real-Time PCR技术,从基因表达水平对银星竹鼠感光辨色相关的基因CYP2B1、CYP2C55、CYP3A9、CYP4A12和ADH做初步分析,旨在探索银星竹鼠视觉系统的感光及辨色能力,为地下鼠感光及辨色机制研究奠定基础。主要结果与结论如下:1.银星竹鼠视器转录组测序共获得189.18Gb Clean Data,各样本的clean reads数均不小于21,193,335。利用Trinity软件对得到的clean reads进行从头拼接,得到Transcript共106,606条。每条基因中最长转录本作为后续注释分析的Unigene。共得到Unigene48,l 19条,表明组装完整性较好。使用BLAST软件将Unigene序列与 NR、Swiss-Prot、GO、COG、KOG、eggNOG、Pfam、KEGG 数据库进行比对,获得16,526条Unigene注释结果,丰富了银星竹鼠基因数据库,为进一步发掘视觉相关基因提供了基础。将转录组所有Unigene的CDS在NR、Swiss-Prot、KEGG和COG数据库中进行blast 比对,获得CDS序列片段34481条。进行SNP分析发现,转录组存在大量SNP,发生转换和颠换型的SNP数分别是210962个和83030个,各占71.76%和28.24%。基于Unigene库基因结构分析,其中SSR分析获得16036个完整型SSR标记。在NR分类中,银星竹鼠与盲鼹鼠、智人、野猪等10个物种的已知基因具有相似性的Unigene数量占NR数据库注释的总Unigene数量85.29%,其中与盲鼹鼠相似性最高。2.不同光照处理后银星竹鼠视器差异基因表达分析,对得到的差异表达基因进行GO和KEGG注释,GO注释结果主要注释到生物过程、细胞组分和分子功能三大类。使用KEGG Pathway进行通路分析,显示差异基因主要注释到视黄醇代谢、昼夜夹带、钙信号通路等过程,主要参与代谢途径是视黄醇代谢通路。该通路在自然光75minVS红光75min、自然光75minVS绿光75min和自然光75minVS蓝光75min分组中均注释。通过KEGG分析,自然光75minVS红光75min富集到194条通路,自然光75minVS绿光75min富集到165条通路,自然光75minVS蓝光75min富集到111条通路,这三个分组进行对比注释到的通路较多,由此可以看出,随着光照时间的延长,不同色光的光照对于银星竹鼠的影响也逐渐加强,导致银星竹鼠启动或改变了体内的某些代谢途径。3.银星竹鼠视器1min和75min光照处理中,红光下CYP2B1的表达与其他处理组相比均存在上调趋势,且差异显著,说明红光有助于CYP2B1的表达,CYP2B1参与视黄酸的代谢,可将全反式视黄酸分解为4-氧代-全反式视黄酸、全反式-18-羟基-视黄酸及全反式-5,6环氧化视黄酸,从而导致视黄酸含量减少,进一步导致感光色素组成成分视黄醛含量的减少,说明银星竹鼠对红光暴露有反应,可以感受红光。4.银星竹鼠视器中,1min的处理下,绿光与黑暗、自然光、红光及蓝光相比,CYP2C55的表达存在显著上调,由此可知,短时间的光照下,绿光可促进CYP2C55的表达,有助于全反式视黄酸的分解。在75min的处理下,绿光与黑暗、自然光、红光及蓝光相比,CYP2C55的表达存在下降趋势,表明长时间的光照下,绿光有助于全反式视黄酸的储存。由以上结果可知,银星竹鼠对绿光暴露有反应,可以感受绿光。5.银星竹鼠视器在1min与75min光照处理下,CYP3A9的表达在黑暗与自然光处理组存在显著差异,说明银星竹鼠具有感光能力。CYP3

关键词：银星竹鼠转录组测序视色素细胞色素P450家族