多变鱼腥藻可逆氢酶的诱导及其特性

在NH4^+或在无氮培养条件下,对多变鱼腥藻的营养细胞照光并通过N3气24小时,均可诱导出可逆氢酶,照光和厌氧是在多变鱼腥藻营养胞中诱导出可逆氢酶的必要条件。－－在NH4^+或无氮两种培养条件下所诱导出的可逆氢酶的性质基本相同。（1）当提供还原甲基紫精做它的电子供体时,它们能够放氢;当提供苄基紫精做它的电子受体时,它们都可以吸氢。（2）它们都是热稳定的,并对O2都是不敏感的。（3）它们的放氢活性的最适pH相同,为pH7－7．5。（4）在NH4^+和无氮培养条件下,所诱导的可逆氢酶的Km值（对于放氢）分别为300umol/l和295umol/l,大致相同,如此高的Km值表示它们在细胞中的代谢功能可能是放氢。（5）CO抑制它们的放氢活性,而C2H2对它们的放氢活性没有影响,在NH4^+培养条件下,从从变鱼腥藻营养细胞所诱导出的可逆氢酶的放氢活性可达1530nmol H2/mg. 干重．小时。它比在无氮培养条件下所诱导的可逆氢酶的放氢活性高3－5倍,以上实验结果表明,多变鱼腥藻在无氮培养条件下,异形胞的出现影响营养细胞中可逆氢酶的合成和活性的调节。     

盐胁迫对柱胞鱼腥藻细胞结构和固氮作用的影响

在含KCl的条件下培养,柱胞鱼腥藻细胞膨大,球形化,色素质靠向细胞一侧,另一侧变成无色透明区。电镜检查,无色透明区形成液泡。此种结构改变是可逆的,CaCl2可抵消KCl的这种作用。在含KCl的无氮培养基中培养,柱胞鱼腥藻生长迟缓,细胞黄化,乙炔还原法测定固氮活性下降95％。     

盐胁迫对柱胞鱼腥藻细胞结构和固氮作用的影响

在含ＫＣｌ的条件下培养,柱胞鱼腥藻细胞膨大,球形化,色素质靠向细胞一侧,另一侧变成无色透明区。电镜检查,无色透明区形成液泡。此种结构改变是可逆的,ＣａＣｌ２可抵消ＫＣｌ的这种作用。在含ＫＣｌ的无氮培养基中培养,柱胞鱼腥藻生长迟缓,细胞黄化,乙炔还原法测定固氮活性下降９５％。     

几种因素诱导鱼腥藻7120短藻丝体的形成

丝状蓝藻鱼腥藻7120（Anabaena sp.PCC7120）中可成功表达外源基因,但其转化和表达效率不高,改变细胞的生理状态可能会影响外源基因的转化和表达效率。将鱼腥藻7120藻丝体通过几种因素诱导形成短藻丝体（具有25个左右细胞）,并对其光合活性进行了测定。结果表明：红光和高温对鱼腥藻7120短藻丝体较为有效,且红光诱导在48h时,短藻丝体细胞数占总细胞数的比例达到85％;DCMU单独诱导效果不明显,适当浓度的DCMU＋红光诱导时诱导效率略有增加;高温以45℃诱导12h比例最高,约达87％;高温45℃诱导时,对数生长后期的鱼腥藻7120较易形成短藻丝体。光合活性测定结果显示,诱导形成的短藻丝体光合放氧速率比正常营养藻丝体的低,这种具有光合放氧能力的短藻丝体显示出作为表达外源基因受体的可能性。     

固定化固氮鱼腥藻细胞的固氮放氢

以2％海藻酸钙包埋鱼腥藻细胞进行固定化培养,鱼腥藻的固氮、放氢和吸氢活性均明显提高。固定化培养的鱼腥藻生长速度减缓,较高固氮活性维持的时间增长,对氧和铵的敏感度降低。以2％GaCl_2固化5min制成的胶珠较为理想。     

KCl诱导柱胞鱼腥藻形成液泡

蓝藻营养细胞的亚显微结构,很早就已进行了深人的研究．人们知道,蓝藻细胞内含DNA微丝、内羹体、核糖体、气泡及贮藏颗粒等[1]．近年来,作者在蓝藻原生质球分离和培养［‘”］中注意到,有些无机盐对蓝藻细胞结构产生很大影响,并对受KO影响的住胞鱼腥藻细胞进行了亚显微结构检查,发现在KO影响下柱胞鱼腥藻细胞内形成液泡,这一发现在国内外尚属首次,为此简报如下．l材料和方法本试验使用住胞鱼腥藻（Anabaenarylindrica）,材料引自中国科学院水生生物研究所,培养条件参见文献［51。试验时,将材料培养于含0．lmoFLKO的液体培养…     

蓝藻球形体的分离,培养及再生

在高渗溶液中,用0.05%溶菌酶和2—5mmol·1~(-1)EDTA 处理蓝藻柱孢鱼腥藻、多变鱼腥藻和组囊藻细胞。5—8h 后,70—90%的细胞转为对渗透压敏感的球形体(Spheroplast),又称原生质球。研究了藻的不同培养条件对球形体形成率的影响。测定了 EDTA 处理藻纽胞后外膜脂多糖的释放量。在高渗溶液中,藻细胞和经酶处理获得的球形体的光合放氧活性明显下降,固氮种类的固氮活性失去。饲养层法、固体混合法和含有0.5mg·1~(-1)BA 的液体悬滴培养的柱孢鱼腥藻的球形体,9天后出现再生藻落;在固体混合法培养中获得了组囊藻球形体的再生藻落。在第4天的悬滴培养物中,可以看到球形体发生第一次细胞分裂。再生藻细胞和酶处理物中残留细胞的抗溶菌酶特性有差异。     

洱海螺旋鱼腥藻生长生理特性的初步研究

近年来,洱海正处于中营养水平向富营养湖泊的过渡阶段,蓝藻水华也频繁发生。本文作者在洱海大规模水华暴发期间,分离、纯化了水华优势种螺旋鱼腥藻,并对其生长生理特性进行了初步研究,以期为探讨洱海鱼腥藻水华发生的环境影响因素提供基础的参考资料。实验结果表明,氮含量1.5mmol/L、磷含量12µmol/L、光照强度30E/ m·s、pH值8－10及温度25℃时,螺旋鱼腥藻生长状况最好,生物量及相对生长速率较高。不同氮、磷浓度下的氮磷代谢活性表明：氮浓度在0－0.36mmol/L时,硝酸还原酶活性随着氮浓度的增加而增强;氮浓度在0.36－6 mmol/L时,酶活性由其生长状况决定,生长越好,酶活性越高。碱性磷酸酶受磷影响较大,随着磷浓度的增加其活性逐渐减弱,磷充足时,氮对其活性并无显著影响。此外,洱海螺旋鱼腥藻可在低的氮、磷浓度下生长,这与其氮磷代谢活性的调节作用有关。     

四唑（Tetrazolium）对固氮鱼腥藻固氮和氢代谢的影响

固氮鱼腥藻(Anabaena azotica Ley)细胞能还原无色的TTC和NBT分别成为红色或蓝色的甲zan(formazan)沉淀。异形胞还原TTC的速率高于营养细胞。前异形胞及异形胞附近的营养细胞对NBT的还原作用最强。而异形胞对NBT不起还原作用。无论在异形胞形成红色甲zan或在营养细胞形成蓝色甲zan后都抑制固氮酶活性。NBT甲zan对固氮酶活性的抑制作用大于TTC甲zan,因为NBT氧化还原电位低于TTC。TTC和NBT两者都明显地抑制固氮鱼腥藻完整细胞的放氢。因鱼腥藻的放氢是由固氮酶催化的结果。四唑抑制放氢推想是由于它截取了固氮酶催化系统中的电子的缘故。固氮微生物(包括蓝色细菌和根瘤菌)对四唑还原与吸氢酶之间有无相关是一个争论的问题。一些学者认为分离豆科植物体的一些根瘤菌株培养于含有TTC的琼脂培养基,如还原,便可证明这些根瘤菌株能氧化氢;换言之,应用TTC的还原可作为一些根瘤菌的菌落具有吸氢酶的验证。相反,我们发现固氮鱼腥藻还原TTC和NBT之后,都没有影响吸氢的能力。因此,我们推想固氮鱼腥藻对四唑之还原与吸氢酶是没有直接的关系。     

多变鱼腥藻在不同氮源培养条件下光能转换效率的研究

依公式PE=KY,其中K等于生物量的热值(每克干重千卡),Y等于产率即每吸收千卡光能所产生的生物量的干重,测试了在无氮和有结合氮培养下的多变鱼腥藻(Anabaena variabilis)的光能转化效率。结果指出在无氮培养下的最高PEN2为8．1％,在结合氮(NH4Cl)培养下PENH =4+为5.8％。对这种差异性作了简要讨论。     

四唑(Tetrazolium)对固氮鱼腥藻固氮和氢代谢的影响

固氮鱼腥藻(Anabaena azotica Ley)细胞能还原无色的TTC和NBT分别成为红色或蓝色的甲(月朁)(formazan)沉淀。异形胞还原TTC的速率高于营养细胞。前异形胞及异形胞附近的营养细胞对NBT的还原作用最强。而异形胞对NBT不起还原作用。无论在异形胞形成红色甲(月朁)或在营养细胞形成蓝色甲(月朁)后都抑制固氮酶活性。NBT甲(月朁)对固氮酶活性的抑制作用大于TTC甲(月朁),因为NBT氧化还原电位低于TTC。 TTC和NBT两者都明显地抑制固氮鱼腥藻完整细胞的放氢。因鱼腥藻的放氢是由固氮酶催化的结果。四唑抑制放氢推想是由于它截取了固氮酶催化系统中的电子的缘故。固氮微生物(包括蓝色细菌和根瘤菌)对四唑还原与吸氢酶之间有无相关是一个争论的问题。一些学者认为分离豆科植物体的一些根瘤菌株培养于含有TTC的琼脂培养基,如还原,便可证明这些根瘤菌株能氧化氢;换言之,应用TTC的还原可作为一些根瘤菌的菌落具有吸氢酶的验证。相反,我们发现固氮鱼腥藻还原TTC和NBT之后,都没有影响吸氢的能力。因此,我们推想固氮鱼腥藻对四唑之还原与吸氢酶是没有直接的关系。     

荚膜红假单孢菌膜结合态氢酶生理电子受体性质的研究

对光合细菌荚膜红假单孢菌F菌株的部分纯化膜结合态氢酶进行了分离,此酶虽能催化氢的可逆氧化还原反应,但主要行使吸氢功能,其吸氢活性是放氢活性的100倍左右。在吸氢反应中,对电子载体MB的Km为10．4μm;此氢酶放氢活性的最适pH为7．2,电子载体为MV,阴离子F一、Cl-、Br一、I一和SO24一对放氢活性有不同程度抑制。同时,过渡金属阳离子Fe2+、Cu2+、Hg2+以及极性溶剂Me2SO对其放氢活性也有抑制作用。细胞色素c,作为电子载体可参与氢酶放氧反应;在氢酶存在下,细胞色素c,能被分子氢还原。而在相同测定条件下,Fd支持的氢酶放氢活性却很低,并且很难被氢一氢酶体系所还原。基于这些结果,对氢酶的生理电子受体性质进行了讨论。     

高固氮酶活性的多变鱼腥藻异形胞的分离

多变鱼腥藻(Anabaena variabilis)是具有异形胞的固氮蓝藻。异形胞是由营养细胞分化而来,异形胞一般为营养细胞的5—10%。在有氮培养中营养细胞不分化为异     

鱼腥藻 PCC7120外膜的纯化和外膜蛋白的鉴定

鱼腥藻(Anabaena sp.)PCC7120是一种丝状同氮蓝藻,在缺氮诱导条件下,沿着丝体约每隔10个营养细胞分化出一个固氮细胞即异形胞,在细胞分化中伴随着复杂的基因表达和调控,成为一维原核生物体细胞分化及图式形成研究的模式[1].     

蔗糖对不同氮源培养下水稻根部氨同化相关酶活性的影响

糖、有机酸以及氨基酸影响碳-氮代谢过程中的相关酶的基因表达和活性。将蔗糖分别加入到含有相同氮素浓度的（NH4）2SO4（NH4^＋）或丙氨酸（Ala）作为氮源的营养液中培养水稻,测定幼苗根的谷氨酰胺合成酶（GS）、依赖于NADH的谷氨酸合酶（NADH-GOGAT）、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）和依赖于NADP的异柠檬酸脱氢酶（NADP-ICDH）的活性。结果显示,蔗糖诱导NH4^＋氮源中幼苗根的GS、NADH-GOGAT活性,抑制Ala氮源中幼苗根的这两种酶活性,蔗糖对PEPC和NADP-ICDH活性的影响也不同;未加蔗糖时,以Ala作为氮源的幼苗根的GS、NADH-GOGAT、PEPC和NADP-ICDH的活性明显高于以NH4^＋为氮源时的活性;生物量和蛋白质水平的变化与上述参数的变化基本一致。基于Ala碳骨架的存在,这些结果表明,碳／氮平衡是影响这些酶活性差别表达的主要原因。     

转基因鱼腥藻中hTNF-α基因表达与光合作用间的相关性研究

分析了培养光强对转基因鱼腥藻生长和hTNF-α基因表达的影响,以及转基因鱼腥藻IB02的光合放氧活性、光系统Ⅰ及光系统Ⅱ活性。发现光强对转基因鱼腥藻IB02的生长和hTNF-α基因表达都有促进;hTNF-α基因在鱼腥藻中的表达率与真正光合、光系统Ⅰ和光系统Ⅱ活性存在一定的联系。hTNF-α基因表达同时对宿主的光合放氧特性也产生了显著的影响,与正对照相比转基因藻光呼吸速率增强68%,饱和点降低66%,说明转基因鱼腥藻的代谢负荷增加,并在低光强下生长比野生型快。     

浑球红假单胞菌在暗处发酵生长时的固氮酶、吸氢酶以及放氢机制的研究

光合细菌浑球红假单胞菌(Rhodopesudomonas sphaeroides)能在黑暗厌氧条件下生长。首次发现发酵生长的浑球红假单胞菌有固氮酶和吸氧酶的活性。试验比较了在光营养、黑暗厌氧呼吸和好氧呼吸生长方式下该菌的放氢作用,认为黑暗厌氧呼吸过程中的放氢是氢酶催化的放氢。     

螺旋藻氢酶的纯化与生化特性

本研究用DE－52、SephadexG－75、SephadexG－100柱层析从螺旋藻分离纯化得到比活性提高200倍的氢酶,回收率为14％。凝胶柱层析和SDS－PAGE显示一条带,其分子量为56kd。氨基酸分析结果表明酸性氨基酸比例较大,等电聚焦测定结果证明其等电点为pH4．2。吸收光谱结果显示氢酶是铁硫蛋白。甲基紫晶（MV）是氢酶催化放氢的最佳电子供体,其Km（MV）为0．31mmol／L,最适pH值为7．5－8．0。     

固氮鱼腥藻(Anabaena azotica Ley HB686)的固氮和放氢作用

固氮鱼腥藻(水生686)整体水平在光照下同时有释氢和放氧的现象。氢的释放量与乙炔还原活性有平行的关系。在暗期,释氢量极少。 固氮鱼腥藻在光照下具有较强的吸氢作用,这是由于氢酶有吸氢的特性。我们看到H_2和O_2的浓度对氢酶的活性有一定的影响。氢酶催化分子氢和分子氧的反应的Km值分别为1.6mM和0.5mM。 分子氢能明显地支持乙炔还原作用,当以空气为气相的反应体系中含有10％分子氢时,大大地提高乙炔还原的活性。 铵离子不仅抑制乙炔还原,而且对释氢作用也有明显的抑制。随着铵离子浓度的增加抑制作用愈为显著。当铵离子浓度达到10mM时,乙炔还原和释氢都几乎全被抑制。说明放氢与固氮酶的活性有密切的联系。 DCMU(2×10~(-5)M)对乙炔还原活性和释氢的抑制约20％,DNP(5×10~(-4)M)表现出更强烈的抑制。     

氮素形态对黄檗幼苗生长及氮代谢相关酶类的影响

通过改变水培溶液中NH4^＋-N和NO3^--N的比例,研究了不同氮素形态对黄檗（Phellodendron amurense）幼苗生长及氮代谢相关酶类的影响。结果表明,硝态氮比例较高的营养供给比铵态氮比例较高的营养供给有利于黄檗幼苗的生长,叶片叶绿素含量和可溶性蛋白含量也高。在NH4^＋-N／NO3^--N为25／75时黄檗幼苗具有最大生物量。在铵态氮比例大的营养供给下,黄檗幼苗的谷氨酰胺合成酶（GS）活性增强,而在硝态氮比例大的营养供给下幼苗的硝酸还原酶（NR）活性则较高,叶片中的硝态氮较低。营养液的氮素形态及其组成通过影响GS与NR的活性而调控黄檗幼苗的氮素代谢。