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Moonlight is a key entrainer of lunar clock in the brain of the tropical grouper with full moon preference
BMC Zoology ( IF 1.4 ) Pub Date : 2020-09-11 , DOI: 10.1186/s40850-020-00060-8
Kodai Fukunaga , Fumika Yamashina , Yuki Takeuchi , Chihiro Yamauchi , Akihiro Takemura

Many animals in coral reefs exhibit lunar cycles in their reproduction, showing synchronous gametogenesis and spawning at a particular moon phase. How these lunar reproductive cycles are endogenously regulated remains unknown, although changes in moonlight between the new moon and full moon are likely involved in this rhythmic event. This study evaluated the possible role of cryptochrome (cry1, cry2, cry3) in phase shifting and setting in the honeycomb grouper Epinephelus merra, which is a typical lunar spawner with full moon preference. qPCR analysis revealed that when fish were reared under alternating light-dark conditions, the transcript levels of cry1 and cry2, but not of cry3, in the diencephalon and pituitary gland showed daily variations. Weekly collection at midnight showed increases in the transcript levels of cry1 and cry2 in the diencephalon, but not the pituitary gland, from the first quarter moon through the last quarter moon. In comparison to the new moon, these transcript levels were significantly lower at all other sampling times. The artificial full moon conditions for 1 month resulted in increased cry transcript levels in both tissues at 2 (cry1) or 2 and 4 (cry2) weeks after the initiation of full moon conditions. These results indicate the importance of transient changes in “brightness at night” in the response to moonlight for the phase shift and of “darkness at night” during the new moon for the phase set to the determined moon phase. We concluded that the moon phase-dependent oscillation of clock genes plays a role in lunar cycle-dependent behaviors in fish.

中文翻译:

月光是热带石斑鱼大脑中农历时钟的关键携带者,具有满月偏好

珊瑚礁中的许多动物在繁殖过程中都表现出月球周期,显示出同步的配子发生并在特定的月相产卵。尽管这种有节奏的事件可能涉及新月与满月之间月光的变化,但如何内源调节这些月球生殖周期仍然未知。这项研究评估了隐花色素(cry1,cry2,cry3)在蜂窝石斑鱼Epinephelus merra中的相移和镶嵌中的可能作用,该石斑鱼是典型的满月优先产卵者。qPCR分析表明,在交替的明暗条件下饲养鱼时,间脑和垂体中cry1和cry2的转录水平,而不是cry3的转录水平每日变化。从第一个四分之一月到最后一个四分之一月,午夜的每周采集显示,在第二脑(而不是垂体)中,diencephalon的cry1和cry2转录水平增加。与新月相比,这些转录本水平在所有其他采样时间均显着降低。人工满月条件持续了1个月,导致在满月条件开始后2(cry1)或2和4(cry2)周的两个组织中的转录本水平均升高。这些结果表明,对于设置为确定的月相的相位,在“月夜亮度”中瞬态变化对月光的响应非常重要,在新月期间的“夜黑中”瞬态变化的重要性。我们得出的结论是,时钟基因的月相依赖性振荡在鱼类的月球依赖性行为中起作用。但从第一个四分之一月到最后一个四分之一月没有垂体。与新月相比,这些笔录水平在所有其他采样时间均显着降低。人工满月条件持续了1个月,导致在满月条件开始后2(cry1)或2和4(cry2)周的两个组织中的转录本水平均升高。这些结果表明,对于设置为确定的月相的相位,在“月夜亮度”中瞬态变化对月光的响应非常重要,在新月期间的“夜黑中”瞬态变化的重要性。我们得出的结论是,时钟基因的月相依赖性振荡在鱼类的月球依赖性行为中起作用。但从第一个四分之一月到最后一个四分之一月没有垂体。与新月相比,这些笔录水平在所有其他采样时间均显着降低。人工满月条件持续了1个月,导致在满月条件开始后2(cry1)或2和4(cry2)周的两个组织中的转录本水平均升高。这些结果表明,对于设置为确定的月相的相位,在“月夜亮度”中瞬态变化对月光的响应非常重要,在新月期间的“夜黑中”瞬态变化的重要性。我们得出的结论是,时钟基因的月相依赖性振荡在鱼类的月球依赖性行为中起作用。这些笔录水平在所有其他采样时间均显着降低。人工满月条件持续了1个月,导致在满月条件开始后2(cry1)或2和4(cry2)周的两个组织中的转录本水平增加。这些结果表明,对于设置为确定的月相的相位,在“月夜亮度”中瞬态变化对月光的响应非常重要,在新月期间的“夜黑中”瞬态变化的重要性。我们得出的结论是,时钟基因的月相依赖性振荡在鱼类的月球依赖性行为中起作用。这些笔录水平在所有其他采样时间均显着降低。人工满月条件持续了1个月,导致在满月条件开始后2(cry1)或2和4(cry2)周的两个组织中的转录本水平均升高。这些结果表明,对于设置为确定的月相的相位,在“月夜亮度”中瞬态变化对月光的响应非常重要,在新月期间的“夜黑中”瞬态变化的重要性。我们得出的结论是,时钟基因的月相依赖性振荡在鱼类的月球依赖性行为中起作用。人工满月条件持续了1个月,导致在满月条件开始后2(cry1)或2和4(cry2)周的两个组织中的转录本水平均升高。这些结果表明,对于设置为确定的月相的相位,在“月夜亮度”中瞬态变化对月光的响应非常重要,在新月期间的“夜黑中”瞬态变化的重要性。我们得出的结论是,时钟基因的月相依赖性振荡在鱼类的月球依赖性行为中起作用。人工满月条件持续了1个月,导致在满月条件开始后2(cry1)或2和4(cry2)周的两个组织中的转录本水平均升高。这些结果表明,对于设置为确定的月相的相位,在“月夜亮度”中瞬态变化对月光的响应非常重要,在新月期间的“夜黑中”瞬态变化的重要性。我们得出的结论是,时钟基因的月相依赖性振荡在鱼类的月球依赖性行为中起作用。
更新日期:2020-09-11
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