集胞藻PCC 6803未知基因slr1122功能分析

集胞藻PCC 6803未知基因slr1122功能分析

论文摘要

Synechocystis sp. PCC 6803是一种良好的研究光合作用的模式生物。slr1122全长753bp,编码一个有250个氨基酸的未知蛋白。它与左右相邻的基因转录方向相反,因此它的缺失不会造成极性效应。在本论文中,我们通过同源双交换,用卡那霉素抗性基因替换掉slr1122,从而将slr1122在Synechocystis sp. PCC 6803体内敲除,得到了突变体⊿sir1122。我们研究并分析了slr1122的缺失对Synechocystis sp.PCC 6803生理活性的影响,通过对⊿slr1122与WT光合活性及遗传特性的比较,以期发现slr1122的缺失对藻的光合作用特性及遗传特性所带来的影响,从而分析研究slr1122在藻体内的调控机制,进而为藻细胞体内的能量传递途径及调控机制增添新的理论依据。研究结果表明:在⊿slr1122中,编码PSⅡ中核心蛋白D1亚基的slr1181 (psbAI)的转录水平明显降低,可能使得光合作用反应受到影响,导致⊿slr1122的生长速率低于WT。⊿slr1122藻对一些离子和必要元素的需求量增加,其中以缺乏N、P的培养条件尤为明显。slr1122的缺失使得藻对光的敏感性增强,在弱光条件下,⊿slr1122对光能的利用效率高于WT,其生长速率也较WT高,但与此相反⊿slr1122对强光的耐受力则不及WT,生长速率也不及WT。同时我们发现slr1122的缺乏并不影响藻的光状态转换。⊿slr1122藻体内的藻胆蛋白含量与色素含量均降低,尤其是类胡萝卜素,因此在藻的外观上,WT的颜色明显比⊿slr1122偏黄,RT-PCR的结果也显示合成类胡萝卜素过程中的5个关键酶转录水平均下降。这也是⊿slr1122在加入甲基紫精的培养基中生长明显受到抑制,对氧化胁迫十分敏感的原因之一。据报道,slr1122与双组分因子sll1672相互作用,在本次研究中,证实了slr1122与sll1672的蛋白确实能形成复合物,并受ATP的影响。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 缩略词
  • 前言
  • 1 集胞藻PCC 6803概述
  • 2 集胞藻PCC 6803遗传特点
  • 3 集胞藻PCC 6803外源DNA的转化
  • 4 集胞藻PCC 6803基因功能的研究现状
  • 5 光合系统的结构
  • 6 光状态转换
  • 7 双组分信号转导系统
  • 8 课题的设计及意义
  • 引言
  • 材料与方法
  • 1 实验材料
  • 1.1 菌株与质粒
  • 1.2 培养基
  • 1.2.1 LB培养基
  • 1.2.2 BG11培养基
  • 1.3 所用试剂
  • 1.4 主要仪器
  • 2 实验方法
  • 2.1 Synechocystis sp.PCC 6803野生藻种纯化
  • 2.1.1 野生藻种纯度鉴定
  • 2.1.2 藻种的纯化
  • 2.2 蓝藻总DNA的提取
  • 2.3 pBlue-slr1122-lost-Km的分子克隆
  • 2.3.1 PCR扩增
  • 2.3.2 pBlue-slr1122质粒的构建
  • 2.3.3 pBlue-slr1122-lost质粒的构建
  • 2.3.4 pBlue-slr1122-lost-km质粒的构建
  • 2.4 克隆中用到的方法
  • 2.4.1 从琼脂糖凝胶中回收DNA
  • 2.4.2 感受态细胞的制备和质粒转化
  • 2.4.3 碱裂解法提取质粒
  • 2.5 pBlue-slr1122-lost-Km质粒自然转化集胞藻PCC 6803及突变体的筛选
  • 2.6 突变体的鉴定检测
  • 2.7 藻的培养条件
  • 2.8 生长曲线的测定
  • 2.9 藻内含物的测定
  • 2.9.1 叶绿素a(Chl a)含量的测定
  • 2.9.2 藻蓝蛋白C-PC含量测定
  • 2.10 Real Time RT-PCR与RT-PCR
  • 2.11 室温吸收光谱分析
  • 2.12 室温叶绿素荧光的测定
  • 2.13 HPLC法分析色素变化
  • 2.14 slr1122与sll1672蛋白形成复合物研究
  • 2.14.1 pET-slr1122及pCDF-sll1672质粒的构建
  • 2.14.2 slr1122与sll1672蛋白表达与纯化
  • 2.14.3 slr1122与sll1672蛋白复合
  • 结果与分析
  • 1 突变体质粒构建检测
  • 2 不同培养条件下△slr1122与WT生长曲线比较
  • 3 △slr1122与WT中叶绿素与藻胆蛋白含量比较
  • 4 △slr1122与WT吸收光谱比较
  • 5 利用HPLC分析△slr1122与WT色素
  • 6 slr1122的缺失对藻体内相关基因转录水平的影响
  • 7 slr1122的缺失对藻的光合作用的影响
  • 8 slr1122与△N-sll1672蛋白形成复合物及ATP的影响
  • 小结与讨论
  • 参考文献
  • 附录
  • 致谢
  • 相关论文文献

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