鸽子视网膜光磁探测生物学机制研究

论文摘要

鸽子的导航能力十分出众,其依靠地磁进行导航的生物机制近年来引起人们的广泛关注,但研究进展较为缓慢。本文针对鸽子在不同条件下的磁感应行为,开展了分子生物学、细胞电化学和细胞电生理方面的研究,明确了鸽子视网膜在不同条件下如何参与光磁响应,获得了一些鸽子地磁导航生物学机制的新发现,探索了鸽子地磁导航研究的新途径。首先,开展了在蓝光照射下鸽子视网膜内隐花色素蛋白表达差异研究,采用定量反转录聚合酶链式反应验证,进一步揭示了鸽子地磁导航的生物学机制;其次,基于纳米金—纤维素纳米复合体,构建了一种仿鸽子视网膜的光磁传感体系,在细胞水平上检测了鸽子视网膜对地磁信号的电化学响应;最后,利用SSR单感应器记录仪在不同波长的光下以及外加磁场下,进一步从更小的尺度上研究了鸽子视网膜组织的光磁响应情况。根据转录组数据发现,在接受蓝光和白光照射的鸽子视网膜中,蓝光确实会影响视网膜转录水平的差异,其中主要的差异分布在光转导通路以及周期节律通路。通过定量反转录-聚合酶链式反应确定了Cry1在视网膜中具有显著性差异,与文献报道具有一致性,可以进一步的确定Cry1是具有“光磁受体”的潜能;构建的鸽子视网膜仿生传感体系在接受外界磁场刺激后,整个传感体系的阻抗发生了变化,说明视网膜在接受磁场刺激后可以对磁场做出响应,从而使得传感体系的阻抗产生变化。在红光刺激下传感体系的阻抗减小,而蓝光刺激下整个传感体系的阻抗增加,说明视网膜可以响应不同色光的刺激,从而使传感体系的阻抗产生变化;利用SSR单感应器记录仪,采用电生理的方法在更小的尺度上研究发现:视网膜对红蓝光的响应可以被探测到,但是不具有显著性差异,然而可以检测到鸽子视网膜对磁场的显著响应。

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摘要

Abstract

第一章绪论

1.1 动物的迁徙

1.2 “导航”与地磁场

1.3 地磁感应假说

1.4 视网膜中的光磁受体

1.5 隐花色素Cry在鸽子视网膜中的生物学机制

1.6 细胞传感器

1.7 基于触角电位技术的细胞传感

1.8 论文研究内容

第二章蓝光照射下鸽子视网膜转录差异

2.1 实验材料与方法

2.1.1 样本分组及处理

2.1.2 转录组测序

2.1.3 反转录定量聚合酶链式反应

2.1.4 本章数据统计学分析

2.2 实验结果

2.2.1 转录组结果分析

2.2.2 质控

2.2.3 差异表达和富集分析

2.2.4 蓝光照射下视网膜代谢通路差异

2.2.5 Cry1 在蓝光照射后m RNA水平具备显著性差异

2.2.6 寻找差异基因

2.3 讨论

2.4 本章小结

第三章鸽子视网膜仿生传感体系的构建

3.1 实验材料及方法

3.1.1 实验材料

3.1.2 实验仪器

3.1.3 实验方法

3.1.4 纳米金-纤维素纳米复合体合成

3.1.5 仿鸽子视网膜仿生传感体系的构建

3.1.6 仿鸽子视网膜仿生传感体系阻抗测试

3.1.7 本章数据统计学分析

3.2 实验结果

3.2.1 纤维素溶液表征

3.2.2 纳米金-纤维素纳米复合体的表征

3.2.3 仿鸽子视网膜仿生传感体系阻抗测试

3.3 讨论

3.4 本章小结

第四章基于SSR的鸽子视网膜光磁响应检测

4.1 实验材料和方法

4.1.1 视网膜组织提取与分离

4.1.2 电生理实验（SSR）

4.1.3 电生理图分析

4.1.4 本章数据统计学分析方法

4.2 实验结果

4.2.1 空白组电势的测量

4.2.2 不同波长色光刺激下鸽子视网膜的响应情况

4.2.3 鸽子视网膜对磁场的响应情况

4.2.4 净视网膜层对外界信号刺激的响应

4.3 讨论

4.4 本章小结

结束语

致谢

参考文献

作者在学期间取得的学术成果

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 王文浩

导师: 吴文健,刘志明

关键词: 鸽子地磁导航,转录组,细胞传感器,电生理

来源: 国防科技大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 生物学

单位: 国防科技大学

分类号: Q436

DOI: 10.27052/d.cnki.gzjgu.2019.000155

总页数: 75

文件大小: 3559k

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