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集胞藻缺氮驯化株的代谢组学分析

深圳大学学报（理工版） 2019年第5期36卷 564-569页

作者：胡浪刘烨蓉许伟钊王璐胡章立王江新雷安平深圳大学生命与海洋科学学院

集胞藻Synechocystis ***6803是一种非固氮蓝藻,它是重要的模式生物,可作为实验室驯化的研究材料.实验室驯化是指生物为适应人工环境而改变其遗传性状的过程.为研究生物在胁迫环境下的适应机制,以缺氮胁迫为选择压力对野生型Synechocyst... 详细信息

集胞藻Synechocystis ***6803是一种非固氮蓝藻,它是重要的模式生物,可作为实验室驯化的研究材料.实验室驯化是指生物为适应人工环境而改变其遗传性状的过程.为研究生物在胁迫环境下的适应机制,以缺氮胁迫为选择压力对野生型Synechocystis ***6803进行了长达615 d的实验室驯化,最终获得了8株缺氮驯化株.这些驯化株在缺氮条件下的比生长速率与对照株无显著差异.用气相色谱-质谱检测这些驯化株的代谢物,共检测到52种代谢物,主要为氨基酸、脂肪酸、糖类及其衍生物.根据代谢物的组成对这些藻株进行分层聚类分析,结果显示,藻株形成3个聚类,分别由比生长速率较高的驯化株、比生长速率较低的驯化株和对照株构成.实验表明,由相同方式得到的驯化株的代谢组不同,这些驯化株可能以不同的代谢模式来应对缺氮胁迫.

关键词：微生物学集胞藻蓝藻缺氮胁迫实验室驯化代谢组

集胞藻sbtA基因具有提高水稻旗叶叶绿素含量及株高的功能

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植物生理学报 2013年第4期49卷 351-356页

作者：杨浩萌薛哲勇赵乐漆小泉黄芳中国科学院植物研究所北京100093

SbtA是蓝藻特有的碳酸氢盐转运蛋白,在蓝藻二氧化碳浓缩机制中起重要作用。本研究以水稻‘中花11’为材料,采用农杆菌介导的转化方法将集胞藻的sbtA基因导入水稻胚性愈伤组织中,再经诱导分化获得转基因幼苗。通过PCR、GFP荧光检测及West... 详细信息

SbtA是蓝藻特有的碳酸氢盐转运蛋白,在蓝藻二氧化碳浓缩机制中起重要作用。本研究以水稻‘中花11’为材料,采用农杆菌介导的转化方法将集胞藻的sbtA基因导入水稻胚性愈伤组织中,再经诱导分化获得转基因幼苗。通过PCR、GFP荧光检测及Western blot检测筛选单拷贝插入的转基因阳性株系,并对其表型进行比较分析。结果表明,转基因水稻株高和旗叶的叶绿素含量显著提高,与野生型相比分别增加了11.9%和27%。后一表型暗示sbtA基因可能在延缓灌浆期水稻旗叶衰老及改善水稻农艺性状方面具有潜在的应用价值。

关键词：集胞藻 sbtA 水稻叶绿素含量株高

集胞藻PCC6803细菌光敏色素体外重组和光化学活性研究

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生物工程学报 2004年第2期20卷 238-244页

作者：董依然冉勇赵开弘周明华中科技大学环境科学与工程学院武汉430074 华中科技大学生命科学与技术学院武汉430074

采用聚合酶链式反应 (PCR)从集胞藻PCC680 3总DNA中扩增出细菌光敏色素全片段cph1及cph1(C 43 5) ,克隆于pBluescriptSK(+ ) ,然后插入表达载体pET3 0a进行高效表达。获得的脱辅基蛋白Cph1、Cph1(C 43 5)在合适的缓冲体系下分别与藻蓝胆... 详细信息

采用聚合酶链式反应 (PCR)从集胞藻PCC680 3总DNA中扩增出细菌光敏色素全片段cph1及cph1(C 43 5) ,克隆于pBluescriptSK(+ ) ,然后插入表达载体pET3 0a进行高效表达。获得的脱辅基蛋白Cph1、Cph1(C 43 5)在合适的缓冲体系下分别与藻蓝胆素 (PCB)进行体外重组。光化学研究表明 ,两种脱辅基蛋白都能与PCB进行正确的重组 ,重组产物表现出 650～ 70 0nm可逆光致变色效应。锌电泳证实得到的细菌光敏色素辅基色素为PCB 。

关键词：集胞藻 PCC6803 细菌光敏色素体外重组光化学活性 DNA 克隆表达藻蓝胆素 PCB

集胞藻***6803利用葡萄糖生长与光合能量转化的关系

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Acta Botanica Sinica 2000年第11期42卷 1122-1125页

作者：王永红叶济宇米华玲李元广张嗣良华东理工大学生物反应器工程国家重点实验室上海200237 中国科学院上海植物生理研究所上海200032

用PAM叶绿素荧光仪测定了饥饿细胞、光自养细胞和混合营养细胞的叶绿素荧光 ,并对 3种类型细胞的荧光参数 :PSⅡ实际光化学效率 φⅡ和还原型质醌Q-A 进行了比较。用双重转盘磷光机测定了光自养细胞和混合营养细胞的毫秒延迟发光。根据... 详细信息

用PAM叶绿素荧光仪测定了饥饿细胞、光自养细胞和混合营养细胞的叶绿素荧光 ,并对 3种类型细胞的荧光参数 :PSⅡ实际光化学效率 φⅡ和还原型质醌Q-A 进行了比较。用双重转盘磷光机测定了光自养细胞和混合营养细胞的毫秒延迟发光。根据叶绿素荧光动力学分析和毫秒延迟发光的结果及光合电子传递抑制剂 3,4_二氯苯基二甲脲 (DCMU)、二溴百里香醌 (DBMIB)对集胞藻 6 80 3(Synechocystissp .PCC 6 80 3)混合营养生长影响进行了分析 ,集胞藻 6 80 3混合营养培养的生长速率显著高于光自养培养的原因可能在于一是外源葡萄糖没有抑制反而是促进了混合营养细胞的光自养生长 ,二是呼吸基质向质醌库提供电子 ,使光合机构的能量转化加强 ,从而促进了集胞藻6 80 3细胞的利用葡萄糖的合成代谢。

关键词：集胞藻光合电子传递葡萄糖光合能量转化

集胞藻PCC6803中Ⅱ型RNA结合蛋白对于脂肪酸组成的效应

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科学通报 2010年第17期55卷 1696-1701页

作者：唐蜻谈晓明徐旭东中国科学院水生生物研究所淡水生态与生物技术国家重点实验室武汉430072

在集胞藻PCC6803中,Ⅱ型RNA结合蛋白基因rbp3在温度下降时仅有轻微上调.与野生型相比,rbp3突变株中膜脂多不饱和脂肪酸(PUFA)总量显著减少.但是,PUFA的减少并未达到影响其在低温下生长的程度.突变株中的脂肪酸脱饱和酶基因desA,desB和de... 详细信息

在集胞藻PCC6803中,Ⅱ型RNA结合蛋白基因rbp3在温度下降时仅有轻微上调.与野生型相比,rbp3突变株中膜脂多不饱和脂肪酸(PUFA)总量显著减少.但是,PUFA的减少并未达到影响其在低温下生长的程度.突变株中的脂肪酸脱饱和酶基因desA,desB和desD,以及在15℃生长所需要的基因ccr-1的mRNA显著减少,而rbp1(RNA结合蛋白1)和crhR(RNA解旋酶轻链)的mRNA不受影响.因而,Rbp3可直接或间接地影响某些基因的mRNA水平.

关键词： Rbp3 脂肪酸组成 des基因集胞藻

阻断集胞藻6803 PHB合成途径提高胞内NADPH含量

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生物工程学报 2011年第7期27卷 998-1004页

作者：解鹃周杰张海峰李寅中国科学院微生物研究所北京100101

蓝藻是探索利用太阳能生产化学品的重要微生物,但产量低限制了蓝藻化学品的工业应用。提高宿主还原力水平是提高微生物合成化学品产量的重要手段。为提高集胞藻细胞内NADPH含量,利用同源重组方法,获得敲除聚羟基丁酸酯PHB合酶编码基因p... 详细信息

蓝藻是探索利用太阳能生产化学品的重要微生物,但产量低限制了蓝藻化学品的工业应用。提高宿主还原力水平是提高微生物合成化学品产量的重要手段。为提高集胞藻细胞内NADPH含量,利用同源重组方法,获得敲除聚羟基丁酸酯PHB合酶编码基因phaC和phaE的集胞藻Synechocystis *** 6803突变体S.ΔphaC&E。PCR结果证明突变体S.ΔphaC&E基因组中phaC和phaE已完全被氯霉素抗性基因取代。生长曲线结果显示S.ΔphaC&E的生长与野生型无明显差异,说明敲除phaC和phaE对蓝藻生长的影响很小。用气相色谱检测胞内PHB含量,野生藻***中PHB为细胞干重的2.3%,而突变体S.ΔphaC&E中没有PHB生成,该结果说明敲除phaC和phaE能够有效阻断集胞藻中PHB合成。通过对野生藻与突变体进一步比较分析,发现S.ΔphaC&E胞内NADPH浓度明显提高,在第3天时差异最为明显,S.ΔphaC&E胞内NADPH浓度是***的2.85倍。总之,敲除phaC和phaE不仅可以通过阻断副产物PHB的合成,而且还节约了NADPH,使胞内还原力NADPH的水平明显提高。因此为提高蓝藻化学品产量提供了可以改变碳流向和具有充足还原力的工程集胞藻。

关键词：蓝藻集胞藻 PHB合成途径代谢工程 NADPH

集胞藻PCC6803铜离子诱导表达平台的构建

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水生生物学报 2007年第2期31卷 240-244页

作者：高宏唐蜻徐旭东中国科学院水生生物研究所淡水生态与生物技术国家重点实验室

在集胞藻PCC6803中,基因敲除是研究基因功能的最直接有效的方法,但是对于某些生存必需的基因则无法通过这种方法获得突变株。为研究集胞藻PCC6803中此类基因的功能,在其基因组中构建了一个petE基因启动子(PpetE)控制的铜离子诱导表达的... 详细信息

在集胞藻PCC6803中,基因敲除是研究基因功能的最直接有效的方法,但是对于某些生存必需的基因则无法通过这种方法获得突变株。为研究集胞藻PCC6803中此类基因的功能,在其基因组中构建了一个petE基因启动子(PpetE)控制的铜离子诱导表达的平台。将集胞藻PpetE装配在lacZ报告基因的上游,通过同源双交换整合到这种蓝藻的基因组中。通过调节培养基中铜离子的浓度发现,lacZ的表达能够人为控制。特别是当铜离子浓度在6—400nmol/L范围时,LacZ活力随铜离子浓度增加呈S型增长关系。利用这个铜离子诱导表达平台,可以控制某些必需基因的表达:提供铜离子维持细胞生存;而撤去铜离子时则关闭基因的表达,可以观察其对生命活动的影响。

关键词：集胞藻 PpetE lacZ 铜离子

集胞藻6803光合自养生长突变株的筛选与鉴定

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水生生物学报 2009年第2期33卷 360-362页

作者：阎春兰徐旭东中国科学院水生生物研究所淡水生态与生物技术国家重点实验室武汉430072

摘要: 集胞藻(Synechocy stis sp1) PCC6803 (以下称集胞藻6803) 是一种单细胞蓝藻, 既可进行自养生长, 也可在光合系统失活的情况下利用葡萄糖进行异养生长1, 具有天然的DNA转化系统, 为筛选光合自养生长突变株和基因功能的鉴定提供了... 详细信息

摘要: 集胞藻(Synechocy stis sp1) PCC6803 (以下称集胞藻6803) 是一种单细胞蓝藻, 既可进行自养生长, 也可在光合系统失活的情况下利用葡萄糖进行异养生长1, 具有天然的DNA转化系统, 为筛选光合自养生长突变株和基因功能的鉴定提供了便利。其全基因组序列已于1996 年公布2,是进行光合作用分子生物学研究的重要模式生物。

关键词：集胞藻随机插入诱变光合自养生长突变株

集胞藻ApcA和CpcA的体内生物重组研究

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武汉理工大学学报 2011年第4期33卷 43-46页

作者：刁红丽周婷赵开弘华中科技大学生命科学与技术学院武汉430074 武汉理工大学资源与环境工程学院武汉430070 华中农业大学生命科学技术学院武汉430070

利用聚合酶链式反应(PCR)克隆出集胞藻Synechocystis *** 6803变藻蓝蛋白和藻蓝蛋白α亚基的编码基因apcA和cpcA,将脱辅基蛋白ApcA、CpcA分别与裂合酶CpeS1或CpcE/F以及血红素氧化酶HO1、胆绿素还原酶PcyA在大肠杆菌中共同表达。研究表... 详细信息

利用聚合酶链式反应(PCR)克隆出集胞藻Synechocystis *** 6803变藻蓝蛋白和藻蓝蛋白α亚基的编码基因apcA和cpcA,将脱辅基蛋白ApcA、CpcA分别与裂合酶CpeS1或CpcE/F以及血红素氧化酶HO1、胆绿素还原酶PcyA在大肠杆菌中共同表达。研究表明:通过大肠杆菌体内重组可以获得具有光学活性的重组色素蛋白PCB-ApcA和PCB-CpcA。吸收光谱、荧光光谱以及锌电泳均表明,藻蓝胆素与脱辅基蛋白形成了正确的共价连接。由此可知,利用大肠杆菌进行集胞藻藻蓝蛋白和变藻蓝蛋白α亚基的体内生物合成是可实现的。同时还对重组色素蛋白的摩尔消光系数和荧光量子产率进行了计算。

关键词：集胞藻藻蓝胆素藻蓝蛋白变藻蓝蛋白体内重组