Most animals restrict their activity to a specific part of the day, being diurnal, nocturnal or crepuscular. The genetic basis underlying diurnal preference is largely unknown. Under laboratory conditions, Drosophila melanogaster is crepuscular, showing a bi-modal activity profile. However, a survey of strains derived from wild populations indicated that high variability among individuals exists, including flies that are nocturnal. Using a highly diverse population, we performed an artificial selection experiment, selecting flies with extreme diurnal or nocturnal preference. After 10 generations, we obtained highly diurnal and nocturnal strains. We used whole-genome expression analysis to identify differentially expressed genes in diurnal, nocturnal and crepuscular (control) flies. Other than one circadian clock gene (pdp1), most differentially expressed genes were associated with either clock output (pdf, to) or input (Rh3, Rh2, msn). This finding was congruent with behavioural experiments indicating that both light masking and the circadian pacemaker are involved in driving nocturnality. Our study demonstrates that genetic variation segregating in wild populations contributes to substantial variation in diurnal preference. We identified candidate genes associated with diurnality/nocturnality, while data emerging from our expression analysis and behavioural experiments suggest that both clock and clock-independent pathways are involved in shaping diurnal preference. The diurnal and nocturnal selection strains provide us with a unique opportunity to understand the genetic architecture of diurnal preference.

中文翻译：

---

黑腹果蝇昼夜偏好的遗传基础。

大多数动物将它们的活动限制在一天的特定时间段，即昼夜活动、夜间活动或黄昏。昼夜偏好的遗传基础在很大程度上是未知的。在实验室条件下，黑腹果蝇是黄昏，显示出双峰活动特征。然而，对来自野生种群的菌株的调查表明个体之间存在高度变异性，包括夜间活动的苍蝇。我们使用高度多样化的种群进行了人工选择实验，选择了具有极端昼夜偏好的果蝇。经过 10 代，我们获得了高度昼行和夜间活动的菌株。我们使用全基因组表达分析来鉴定昼夜、夜间和黄昏（对照）果蝇中差异表达的基因。除了一个生物钟基因 (pdp1)，大多数差异表达的基因与时钟输出 (pdf, to) 或输入 (Rh3, Rh2, msn) 相关。这一发现与行为实验一致，表明遮光和昼夜节律起搏器都参与了夜间活动。我们的研究表明，野生种群中的遗传变异分离导致昼夜偏好的显着变化。我们确定了与昼夜活动相关的候选基因，而来自我们的表达分析和行为实验的数据表明，时钟和时钟独立途径都参与了昼夜偏好的形成。昼夜选择菌株为我们提供了一个独特的机会来了解昼夜偏好的遗传结构。到）或输入（Rh3、Rh2、msn）。这一发现与行为实验一致，表明遮光和昼夜节律起搏器都参与了夜间活动。我们的研究表明，野生种群中的遗传变异分离导致昼夜偏好的显着变化。我们确定了与昼夜活动相关的候选基因，而来自我们的表达分析和行为实验的数据表明，时钟和时钟独立途径都参与了昼夜偏好的形成。昼夜选择菌株为我们提供了一个独特的机会来了解昼夜偏好的遗传结构。到）或输入（Rh3、Rh2、msn）。这一发现与行为实验一致，表明遮光和昼夜节律起搏器都参与了夜间活动。我们的研究表明，野生种群中的遗传变异分离导致昼夜偏好的显着变化。我们确定了与昼夜活动相关的候选基因，而来自我们的表达分析和行为实验的数据表明，时钟和独立于时钟的途径都参与了昼夜偏好的形成。昼夜选择菌株为我们提供了一个独特的机会来了解昼夜偏好的遗传结构。这一发现与行为实验一致，表明遮光和昼夜节律起搏器都参与了夜间活动。我们的研究表明，野生种群中的遗传变异分离导致昼夜偏好的显着变化。我们确定了与昼夜活动相关的候选基因，而来自我们的表达分析和行为实验的数据表明，时钟和时钟独立途径都参与了昼夜偏好的形成。昼夜选择菌株为我们提供了一个独特的机会来了解昼夜偏好的遗传结构。这一发现与行为实验一致，表明遮光和昼夜节律起搏器都参与了夜间活动。我们的研究表明，野生种群中的遗传变异分离导致昼夜偏好的显着变化。我们确定了与昼夜活动相关的候选基因，而来自我们的表达分析和行为实验的数据表明，时钟和时钟独立途径都参与了昼夜偏好的形成。昼夜选择菌株为我们提供了一个独特的机会来了解昼夜偏好的遗传结构。我们的研究表明，野生种群中的遗传变异分离导致昼夜偏好的显着变化。我们确定了与昼夜活动相关的候选基因，而来自我们的表达分析和行为实验的数据表明，时钟和独立于时钟的途径都参与了昼夜偏好的形成。昼夜选择菌株为我们提供了一个独特的机会来了解昼夜偏好的遗传结构。我们的研究表明，野生种群中的遗传变异分离导致昼夜偏好的显着变化。我们确定了与昼夜活动相关的候选基因，而来自我们的表达分析和行为实验的数据表明，时钟和时钟独立途径都参与了昼夜偏好的形成。昼夜选择菌株为我们提供了一个独特的机会来了解昼夜偏好的遗传结构。