野生型莱茵衣藻及其不同突变株的抗NaCl能力检测

检测莱茵衣藻的2种野生型CC-124、CC-125和15个不同突变株对NaCl抗性的结果表明,野生型品系CC-124和CC-125对NaCl的抗性达到260 mmo1·L-1,其中叶绿素b缺失的cbn1-48mt 和cbn1-48mt-基因突变株品系对NaCl最为敏感(即对100mmo1·L-1以上浓度的NaC1表现敏感).用紫外线照射诱变法,对野生型品系CC-124进行诱导,初步筛选出对150mmol·L-1NaCl敏感的突变株6个,对350mmol·L-1NaCl有抗性的突变株2个.     

单细胞光合生物莱茵衣藻光系统Ⅱ产生超氧阴离子自由基的ESR研究

强光辐照下高等植物光系统Ⅱ(PSⅡ)会产生超氧阴离子自由基(O-2),该过程中产生的O-2在高等植物光合作用活性氧自由基代谢中具有重要作用.莱茵衣藻光系统结构与高等植物非常相近.应用新型高特异性自旋捕获.ESR方法及四唑氮蓝还原法,首次在莱茵衣藻的类囊体膜和PSⅡ中检测到O-2的生成,通过与有关菠菜的ESR实验结果对比发现两者的O-2产生分子机制可能极为相似.相比高等植物,单细胞莱茵衣藻具有结构简单、遗传背景清晰与基因组测序工作完备等诸多特点.因而,针对莱茵衣藻的O-2分析可能为深入研究高等植物光合系统中的活性氧代谢机制提供新的契机.     

4-香豆酰-CoA连接酶 (4CL) 和聚酮合酶 (PKS1) 的融合蛋白在莱茵衣藻中表达促进树莓酮积累

树莓酮具有重要的医药价值,如抗流感、预防糖尿病等。为了在莱茵衣藻Chlamydomonas reinhardtii中获得树莓酮,本研究将树莓酮合成的最后两个步骤中的酶,即4-香豆酰-CoA连接酶 (4-coumaryl-CoA ligase,4CL) 和聚酮合酶 (Polyketide synthase,PKS1) 通过甘氨酸-丝氨酸-甘氨酸 (Gly-Ser-Gly,GSG) 三肽接头融合在一起,构建莱茵衣藻表达载体pChla-4CL-PKS1。通过电转化的方法将由PSAD启动子驱动的融合基因4CL-PKS1插入野生型莱茵衣藻 (CC125) 和细胞壁缺失型莱茵衣藻 (CC425) 中。结果在表达4CL-PKS1融合蛋白的野生型莱茵衣藻和细胞壁缺失型莱茵衣藻中,树莓酮含量分别为6.7 μg/g (鲜重) 和5.9 μg/g (鲜重),高于天然植物中树莓酮的含量（2–4 μg/g）。     

Hsp70A-RBCS2融合启动子调控PHB合成酶基因在莱茵衣藻中的表达

利用Hsp70A-RBCS2融合启动子构建了新型的莱茵衣藻表达载体,并获得了聚-β-羟基丁酸（PHB）合成酶基因（phbC）的衣藻表达载体p105C124和pH105C124.通过＂珠磨法＂分别将上述两个衣藻表达载体导入细胞壁缺陷的莱茵衣藻CC-849（Chlamydomonas reinhardtii CC-849）中,得到了具有Zeomycin抗性的转基因藻株.Hsp70A-RBCS2启动子介导的外源基因遗传转化效率明显高于RBCS2启动子,Southern杂交结果显示,phbC基因以低拷贝数整合进莱茵衣藻的基因组DNA中.在光照下,Hsp70A-RBCS2融合启动子能够有效调控phbC基因在莱茵衣藻中的转录和翻译,得到的蛋白产物具有PHB合成酶活性,40℃热激诱导可使PHB合成酶的酶活性提高到1.8倍.因此,Hsp70A-RBCS2融合启动子可使phbC基因在莱茵衣藻中实现可诱导的表达,该研究对利用衣藻合成PHB具有重要的学术意义,进一步的研究将通过＂共转化＂法获得二价或三价的转基因藻,最终实现在转基因藻中合成PHB.     

莱茵衣藻BBS8蛋白的原核表达、纯化及多克隆抗体的制备

为制备一支高特异性的莱茵衣藻BBS8兔源多克隆抗体, 研究首先在大肠杆菌中表达N-端6×His标签标记的BBS8融合蛋白(6×His::BBS8)并对其进行镍柱纯化, 而后将纯化所得6×His::BBS8蛋白免疫新西兰大白兔。免疫3次后采集少量抗血清, 利用间接ELISA法测定其效价为1﹕102400。然后, 利用protein A纯化珠对所得BBS8抗血清进行IgG亚型抗体富集, 接着利用大肠杆菌表达和纯化所得N-端MBP标签标记的BBS8(MBP::BBS8)对IgG抗血清进行抗原抗体亲和纯化。利用纯化后的anti-BBS8多克隆抗体对莱茵衣藻野生型CC-125和bbs8突变体藻种的全细胞蛋白提取物进行免疫印迹鉴定, 所得anti-BBS8多克隆抗体特异性较高, 适合用于后续莱茵衣藻BBS8蛋白功能的研究。     

莱茵衣藻Nfr-4突变株中类胡萝卜素含量的变化及其对藻生长的影响

文章对相同条件下培养的莱茵衣藻野生型CC-137和八氢番茄红素脱氢酶(phytoene desaturase,PDS)基因突变株Nfr-4的生长进行分析;并用反相高效液相色谱分析总有色类胡萝卜素以及叶绿素含量变化,结果表明两者生长的差异明显;Nfr-4突变株的单细胞叶绿素和总有色类胡萝卜素含量高于野生型CC-137的。     

过量表达番茄类囊体膜抗坏血酸过氧化物酶基因（StAPX）提高了烟草种苗的抗氧化能力

为了探讨叶绿体类囊体膜抗坏血酸过氧化物酶（tAPX）与其抗氧化性的关系,从番茄叶片中分离了叶绿体类囊体膜抗坏血酸过氧化物酶基因（StA跚并转入到烟草中。以野生型（WT）、转正义StAPX烟草株系T3-3和T3-6为试材,测定了外源过氧化氢诱导的氧化胁迫条件下APX酶活性、过氧化氢酶（CAT）活性、过氧化氢（H2O2）含量、叶绿素荧光参数及叶绿素含量等。Northern杂交显示StAPX因的表达受外源H2O2氧化胁迫的诱导。氧化胁迫下转基因烟草的APX酶活性和清除H2O2的能力都显著高于野生型,并且转基因烟草比野生型具有更高的PSII最大光化学效率及叶绿素含量。结果表明,．刚尸舶勺过量表达有助于提高外源H2O2诱导的转基因烟草的抗氧化能力。     

缺乏叶绿素的油菜突变体的叶绿体组成和结构变化(英文)

对黄化突变体Cr352 9和野生型油菜 (BrassicanapusL .) 352 9叶绿体的超微结构和组成进行了比较。与野生型相比 ,突变体Cr352 9叶片具有较少的类囊体、较少的垛叠膜区和较少的叶绿素含量。突变体的Chla/Chlb比值较高 ,是野生型的 2倍。电泳结果表明 ,突变体类囊体膜中LHCⅡ和其三聚体LHCⅡ 的含量减少。SDS_PAGE分析显示 ,LHCⅡ的脱辅基蛋白在突变体类囊体膜中明显减少。免疫印迹进一步表明 ,所有LHCⅡ组分的含量仅为野生油菜的类囊体膜的 1 / 3。突变体Cr352 9的天线系统比野生型 352 9的小。     

缺乏叶绿素的油菜突变休的叶绿体组成和结构变化

对黄化突变体Cr3529和野生型油菜（Brassica napus L.)3529叶绿体的超微结构和组成进行了比较,与野生型相比,突变体Cr3529叶片具有较少的类囊体,较少的垛叠膜区和较少的叶绿素含量,突变体的Chla/Chob比值较高,是野生型的2倍,电泳结果表明,突变体类囊体膜中LHCII和其三聚体LHCII的含量减少,SDS－PAGE分析显示,LHCII的脱辅基蛋白在突变体类囊体中明显减少,免疫印迹进一步表明,所有LHCII组分的含量仅为野生油菜的类囊体膜的1／3,突变体Cr3529的天线系统比野生型3529的小。     

CPI大部分缺失影响莱茵衣藻光能转换特性的研究

用紫外光处理野生型莱菌衣藻（Chlamydomonas reinhardtii）CC－125得到突变体CC－1047。电泳检测证明：突变型衣藻CC－1047缺失了绝大部分色素蛋白复合体I（CPI）。进而详细地研究了CPI的部分缺失对突变型衣藻的光物理和光化学反应的影响。野生型衣藻的低温荧光峰有两个,分别在691nm和717nm左右;突变型CC－1047的低温荧光峰只有一个,在709nm左右,且荧光强度增加了3－4倍。709nm的峰被认为是光系统I捕光天线色素所发出的。在突变体中出现的这个峰,说明天线色素吸收的光能未能传递到光系统I的反应中心,再进行电荷分离;而是以荧光的形式也发生了改变,野生型和突变型的荧光在开启作用光后都很快上升,但随后野生型的逐渐下降,而突变型CC－1047的基本上不下降;与野生型相比,突变型衣藻CC－1047的光系统I反应中心色系P700的氧化还原活性降低80％以上,表明突变型衣藻细胞内与PSI相关的电子传递已不能正常运转。     

淀粉合成受限的莱茵衣藻的甘油酯酰基的变化

【目的】基于突变藻株本身属性和意义出发,考察在两种常用培养方式下莱茵衣藻淀粉突变株(CC-4326)与野生型藻株(CC-137)在甘油酯中酰基随生长的变化差异,为进一步认识莱茵衣藻突变株提供参考信息。【方法】分别在柱状鼓泡式反应器和摇瓶中培养CC-4326和CC-137,比较两株藻在正常培养和氮胁迫培养状态下甘油酯中酰基相对含量和其在甘油三酯(TAG)含量的差异。【结果】正常培养状态下,CC-4326和CC-137中多不饱和酰基C16:4和C18:3相对含量占总酰基45%左右,CC-4326在两种培养方式下这两个酰基含量及变化无差别,而CC-137在摇瓶中培养二者相对含量增加幅度和含量均高于反应器。缺氮条件下两种藻株积累TAG,但程度不同,CC-4326在反应器中培养TAG含量达到CC-137的1.5倍,在摇瓶中培养含量与CC-137无显著差异,两株藻的甘油酯和TAG中C18:1含量显著增加,CC-4326在反应器中培养C18:1增加幅度大于摇瓶,比摇瓶培养更快速积累TAG。而CC-137在摇瓶中培养TAG含量与反应器接近,单不饱和酰基增加幅度却高于反应器,表明CC-137在摇瓶中培养比反应器更利于积累TAG。最终,CC-4326在光生物反应器中缺氮培养实现了TAG 12倍的增加。【结论】通过对淀粉合成抑制,与CC-137相比,缺氮光生物反应器培养条件下,CC-4326能够实现TAG的高效积累。     

抽薹期叶绿素缺乏油菜突变体类囊体膜的研究

以抽薹期野生型油菜和黄化突变体叶片为材料,分析了叶片和类囊体膜的不合色素组成、色素与蛋白相对含量;比较了类囊体膜光谱特性（室温吸收光谱、荧光光谱和圆二色谱）;用温和电泳、ＳＤＳ－ＰＡＧＥ分析了类囊体色素蛋白和多肽组成。结果显示：与野生型相比,突变体叶片的蛋白质含量不变,而Ｃhaa和Ｃhlb的含量均减少;突变体类囊体膜的Ｃhla/Chlb比值较高,Ｃhl/蛋白质比值较低,ＬＨＣⅡ色素蛋白复合物的单体和三聚体含量明显减少。突变体的天线系统相对较小、捕光效率较低。     

衣藻叶绿体表达系统的研究

真核藻类作为一种新型的蛋白表达系统,因其培养方法简单,成本低廉并且能大规模繁殖,最近几年成为人们关注的焦点.作为一种模式生物,单细胞的真核生物莱茵衣藻已经成为人们研究的重点.外源蛋白不仅能在衣藻核中进行表达而且也能在叶绿体中表达,但衣藻叶绿体的表达系统较之核表达有巨大的优越性.在到目前为止,已经有许多的药用蛋白在莱茵衣藻的叶绿体中成功表达的报道,证明了莱茵衣藻叶绿体作为生物反应器的能力.将对衣藻叶绿体的表达做详细的描述.     

莱茵衣藻LZTFL1蛋白的多克隆抗体制备及应用

目的:亮氨酸拉链转录因子1(LZTFL1)是一种与纤毛信号转导相关的蛋白质,关于其如何在信号转导中发挥作用以及作用机制目前尚不清楚。莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)是研究纤毛信号传导的模式生物,而目前对莱茵衣藻LZTFL1蛋白的研究甚少,尚未有相应的检测抗体,因此制备LZTFL1多克隆抗体用于后续实验研究。方法:采用RT-PCR技术从C.reinhardtii CC125中提取总RNA,扩增981bp的目的基因Lztfl1,插入到p ET-28a(+)原核表达载体,成功构建p ET-28a(+)-Lztfl1重组质粒,转入E.coli BL21(DE3)经IPTG诱导后成功表达6×His-LZTFL1融合蛋白,融合蛋白经亲和纯化后免疫新西兰大白兔制备多克隆抗体,最后采用间接ELISA法测得抗血清效价达到1∶512 000,经Western blot对C.reinhardtii CC125检测具有较高特异性。结果:首次实现了莱茵衣藻LZTFL1蛋白的原核表达,制备出一支兔抗莱茵衣藻LZTFL1蛋白的多克隆抗体,为后续研究LZTFL1蛋白在莱茵衣藻中的结构功能及在纤毛信号转导中的相互作用奠定了基础。     

莱茵衣藻LZTFL1蛋白的多克隆抗体制备及应用

目的:亮氨酸拉链转录因子1(LZTFL1)是一种与纤毛信号转导相关的蛋白质,关于其如何在信号转导中发挥作用以及作用机制目前尚不清楚。莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)是研究纤毛信号传导的模式生物,而目前对莱茵衣藻LZTFL1蛋白的研究甚少,尚未有相应的检测抗体,因此制备LZTFL1多克隆抗体用于后续实验研究。方法:采用RT-PCR技术从C.reinhardtii CC125中提取总RNA,扩增981bp的目的基因Lztfl1,插入到p ET-28a(+)原核表达载体,成功构建p ET-28a(+)-Lztfl1重组质粒,转入E.coli BL21(DE3)经IPTG诱导后成功表达6×His-LZTFL1融合蛋白,融合蛋白经亲和纯化后免疫新西兰大白兔制备多克隆抗体,最后采用间接ELISA法测得抗血清效价达到1∶512 000,经Western blot对C.reinhardtii CC125检测具有较高特异性。结果:首次实现了莱茵衣藻LZTFL1蛋白的原核表达,制备出一支兔抗莱茵衣藻LZTFL1蛋白的多克隆抗体,为后续研究LZTFL1蛋白在莱茵衣藻中的结构功能及在纤毛信号转导中的相互作用奠定了基础。     

同步化培养后莱茵衣藻生物量和总RNA含量的变化

为了探索莱茵衣藻经光/暗同步化培养后的细胞生长和总RNA的变化规律。本研究检测了16h光/8h暗同步化培养后莱茵衣藻的生物量和总RNA含量的变化规律。结果,在同步化培养结束后的前28h,莱茵衣藻的生物量呈现有节律的阶梯增长;在同步化培养结束后的28～48h,这种阶梯式增长方式逐步消失。在同步化培养结束后的前24h,总RNA含量呈现有节律的峰-谷-峰变化;在同步化培养结束后的24～48h,这种变化幅度逐步减小,节律周期也逐步缩短。对比同步化培养后莱茵衣藻生物量和总RNA含量的变化可以得出,同步化培养后莱茵衣藻的同步化节律仍然可以维持一定时间;但随着连续光培养时间的延长,这种节律逐步消失,通过测定生物量和总RNA含量的变化可以跟踪同步化培养后莱茵衣藻的同步化变化。     

低温对水稻类囊体膜蛋白磷酸化及光合机构光能分配的影响

研究了低温胁迫对水稻类囊体膜蛋白磷酸化和光能分配的影响。类囊体膜蛋白组分的SDS-PAGE和免疫印迹分析结果显示,低温弱光条件下光系统Ⅱ(PSⅡ)功能蛋白的稳态水平均有所降低。低温(77K)荧光分析表明,低温处理后类囊体膜光能吸收明显下降,而且FPSⅡ/FPSⅠ的比值均较对照组下降,表明低温弱光条件下有更多的激发能被分配到PSⅠ。低温处理同时还改变了类囊体膜蛋白磷酸化水平,捕光天线LHCⅡ蛋白中lhcb1的磷酸化水平明显降低,lhcb2的磷酸化水平增加,进一步证实lhcb2向PSⅠ移动,改变光能分配。PSⅡ反应中心D1、D2蛋白和核心天线CP43的磷酸化水平增高,有利于PSⅡ二聚体的稳定。     

天线蛋白和类囊体膜脂对光合系统紫黄质循环的调节作用研究进展

紫黄质循环是紫黄质(V)经过中间物单环氧玉米黄质(A)形成玉米黄质(Z)的可逆转换,是光合系统聚光复合体在低光下的聚光状态与高光下的能量耗散状态之间的转换开关.叶黄素中的玉米黄质可钝化(去激发)激发三线态叶绿素(3Chl*)和激发单线态氧(1O2*),紫黄质循环可直接或间接地通过非光化学淬灭(NPQ)耗散PSⅡ天线蛋白中的过量光能.天线蛋白被认为是依赖玉米黄质(Z)耗散过量光能的部位,天线蛋白通过结合紫黄质循环组分(V,A和Z)来调节紫黄质循环.类囊体膜脂的性质和结构影响紫黄质循环组分(V,A和Z)间的转换,V的脱环氧化速率依赖于V在类囊体膜脂上侧向扩散的速率,紫黄质脱环氧化作用第一步(由V到A的转换)的速度常数是第二步(由A到Z的转换)速度常数的4～6倍.现有的结果表明,天线蛋白和类囊体膜脂是紫黄质循环最基本的调节器.该文对近年来国内外关于紫黄质循环的基本反应及其功能、紫黄质循环酶结构性质和辅因子以及天线蛋白和类囊体膜脂对紫黄质循环的调节作用及其机理等方面的研究进展进行了综述.     

液相色谱-串联质谱法定量分析莱茵衣藻1,3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯

研究建立了基于超高效液相色谱串联三重四级杆质谱技术的1,3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯(1,3-Dioleoyl-2-palmitoylglycerol, OPO)分析方法。在正离子模式下, 以[876>577]为定量离子对, 通过多反应监测模式(Multiple Reaction Monitoring, MRM)扫描, 采用内标法对OPO进行定量分析。对缺氮胁迫条件下一株野生型莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)cc-5325及其半乳糖基水解酶基因敲降突变体M08的OPO进行了定量分析, 研究结果发现莱茵衣藻中OPO在缺氮胁迫期间显著积累, 且不同遗传背景的莱茵衣藻OPO积累量不同。在缺氮第1至第3天, M08的OPO含量相较于cc-5325分别提高了3.70、3.04和2.74倍, M08的OPO产量相较于cc-5325分别提高了1.13、1.53和1.33倍, 说明通过遗传改造莱茵衣藻的某些脂质代谢途径相关基因可以增加其OPO含量, 因此莱茵衣藻具有改成为商业化油脂新食品原料的潜在应用价值。研究建立的功能脂质OPO的定量分析方法对进一步研究不同遗传改造的莱茵衣藻中OPO结构脂的检测提供了技术支持和分析基础。     

外源基因在莱茵衣藻叶绿体中的表达

把莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)叶绿体作为生物反应器来表达外源基因具有广阔的应用前景。人们利用莱茵衣藻叶绿体表达体系已成功表达多种重组蛋白,其中包括人类药用蛋白。综述了莱茵衣藻叶绿体转化的方法、影响外源基因表达的主要因素以及外源基因在莱茵衣藻叶绿体表达研究进展。