生物钟是昆虫生命周期中的重要的调控机制，对昆虫的各种行为活动，激素代谢都有重要的调节作用。生物钟普遍存在于生物界从人类到蓝藻的各种物种，从生物体到组织、细胞的各种生物层次。体外培养细胞和组织虽然脱离了生物体中枢神经的调控，也具备信号接收器、节律振荡系统和输出系统三大生物钟原件。家蚕中生物钟的研究主要集中在个体水平，研究内容此前主要是探讨滞育与生物钟的关联。本文利用家蚕细胞培养系BmN，运用qPCR、Western blotting、免疫细胞化学、RNAi等技术手段，研究了生物钟调控网络中Cry1、Cry2、Per、Tim、Clk和Cyc基因在光制和温度振荡变化下的表达特征。结果如下：1.家蚕BmN细胞中存在着内源的生物钟系统家蚕BmN细胞中生物钟基因Cry1、Cry2、Per、Tim、Clk和Cyc的表达能够响应光照和温度刺激，对光制和温度振荡也产生了节律响应，多克隆抗体检测出BmN细胞中CRY1、CRY2、PER和TIM蛋白质的存在及光照对CRY1、CRY2、PER、TIM蛋白质的表达影响。表明家蚕BmN细胞中存在内源生物钟系统，可以将家蚕BmN作为研究家蚕生物钟作用机制的模型。2.温度对光照恒定时的家蚕BmN生物钟有补偿作用在25℃恒明（25LL）环境中，BmN细胞中Cry1、Cry2、Per、Tim、Clk和Cyc基因的表达量降低，振荡节律减弱甚至消失；在此条件下，温度发生振荡（20：30LL）后， Cry1、Cry2、Per、Tim、Clk和Cyc基因的表达量上升，恢复了节律振荡。表明家蚕BmN细胞生物钟信号输入途径对温度授时因子具有响应，并且对恒明条件下家蚕BmN细胞的生物钟系统起一定的补偿作用。3. BmN细胞中的Cry1和Cry2基因对光信号和温度信号的响应存在差异Cry1基因的表达在光照刺激后出现显著的上调变化。不同光节律下，Cry1和Cry2对光照变化都十分敏感，但Cry1的表达量显著高于Cry2（P<0.05）；在光照黑暗交替的瞬间，Cry1表达量下调，而Cry2没有明显变化。推测Cry1在家蚕BmN细胞光节律调控的核心振荡器中对光节律作出响应，即具有光信号受体作用的可能。温度刺激使Cry2基因的表达表现出极显著变化；温度振荡节律下，Cry1的振荡节律紊乱，而Cry2的振荡节律表现出对温度变化及时的响应以及很强的规律性。推测Cry2是温度节律调控的振荡器中的信号接受因子。4. Per基因在家蚕生物钟环路中的作用可能比Cry1基因更大本实验室早期对PER蛋白结构的生物信息学分析显示，家蚕PER蛋白与TIM一样，具有蛋白质信号传导互作基序位点，家蚕PER是以蛋白质形式在生物钟环路中发挥信息传递作用。本实验室早期在个体水平和本文在细胞水平对Cry1的实验结果都提示，家蚕CRY1是作为光信号受体发挥作用。本文进一步干涉Cry1和Per中的任意一个基因，结果发现另一个基因的表达都会受到显著影响。干涉Cry1基因，只有Per和Cyc的表达量发生了变化；而干涉Per后，几乎所有调查基因都发生了显著变化，基因表达的振荡相位也发生改变，振荡节律也变弱。推测Per基因比Cry1基因发挥的作用更大，家蚕BmN细胞中可能存在Cry1基因补偿作用基因，共同承担光信号受体作用。