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斑马鱼是研究发育生物学和生物钟机制的重要模式生物,生物钟是生物体周期性生命活动的重要调控机制,通过光照、温度、季节变化等因素直接影响生命体的节律行为,最近研究表明以脊椎动物斑马鱼为模型的生物钟通路模式得到很好的阐述;尤其是生物钟基因如per2突变会导致生物钟的输出通路发生变化,影响相关的激素表达,目前在斑马鱼中关于per1b基因的研究还未见报道。通过获得per1b突变体的幼鱼和成鱼,检测其在生物钟周期内相对于野生型斑马鱼的运动活性变化;将培养获得的野生型TUBABC和per1b突变体胚胎培养四天后分别在正常光照、持续黑暗、持续光照条件下检测三天内运动节律变化,得出在正常光照条件下每天24小时的昼夜变化中per1b突变体的运动活性在白天明显比野生型TUBABC高,表明斑马鱼生物钟基因per1b突变导致运动活性增高;并且通过开放区域模型检测野生型TUBABC和per1b突变体成鱼的运动活性;在正常光照条件下,突变体的运动活性参数:游弋路程和平均速度在白天相比野生型都明显增高,其结果和幼鱼运动活性表现一致;可以确定生物钟基因per1b突变导致斑马鱼出现运动活性升高和类似多动的症状;推测per1b基因具有调节生物体运动活性的功能。加入单胺氧化酶抑制剂后,发现per1b突变体成鱼的运动活性较于野生型仍有显著升高,表明per1b可能调节了斑马鱼体内多巴胺的合成和降解;同时通过镜面攻击模型检测发现per1b突变体在镜面区域停留时间和平均速度都较野生型有升高趋势,并且攻击镜面次数明显比野生型多,表明生物钟基因per1b调节多巴胺的水平从而加剧了运动活性联合的攻击行为,预示着生物钟基因per1b是导致产生注意力缺陷障碍症的原因之一。通过比较颜色食物奖赏学习模型和应激回避条件模型,结果发现斑马鱼在颜色食物奖赏学习模型中,无论是红色区域给食实验还是绿色区域给食实验中食物奖赏颜色区域停留时间都存在红色的潜在偏好性,因此绿色区域给食情况下这种联合记忆并不明显,而通过应激回避条件模型检测斑马鱼的学习记忆能力发现斑马鱼野生型在下午五点的学习记忆能力明显高于晚上凌晨一点的学习记忆能力,因此可以用来检测斑马鱼生物钟基因per1b突变体的学习记忆能力。通过应激回避条件模型检测野生型TUBABC和per1b突变体成鱼学习记忆能力;在正常光照条件下,白天时间段内per1b突变体成鱼的学会标准时间相比野生型长,记忆得率也出现降低,表明per1b突变体成鱼在白天的学习记忆能力受到抑制。为了进一步研究生物钟基因per1b突变的影响,本研究检测了具有促进生物体进入睡眠状态的功能并且影响记忆能力的褪黑激素,生物钟基因per1b在生物钟分子通路中对褪黑激素(melatonin)的合成限速酶:芳香胺-N-乙酰化转移酶-2(AANAT2)基因表达具有调节作用,能够抑制褪黑激素的合成;因此检测per1b突变体和野生型斑马鱼大脑内的褪黑激素生理含量,结果显示per1b突变体褪黑激素的含量比野生型高,同时通过褪黑激素抑制剂处理的per1b突变体成鱼检测学习记忆能力发现其记忆得率相比未加入褪黑激素抑制剂的per1b突变体成鱼有明显提高;可以证实per1b基因抑制芳香胺-N-乙酰化转移酶-2(annat2)在白天的表达,而不影响褪黑激素在夜晚不断积累,表明生物钟基因不仅对于行为水平和认知功能具有影响,并且改变与之相关的激素水平;预示着per1b基因在生物钟调控机制中具有非常重要的调节功能。