pH对生物合成超声分子影像探针气囊充放气的调控

气囊（gas vesicles,GVs）是一种存在于蓝藻及古菌等微生物中调节浮力的类细胞器纳米结构,由蛋白质外壳包裹气体组成。近年来的研究表明,气囊具有作为超声分子影像探针的潜力。然而,气囊的充放气机制并不明确,限制了生物合成超声分子影像探针的保存和气体更换。本研究发现环境pH值是调节气囊充放气的一个重要因素。其不仅可以调节藻细胞内的气囊充放气进而使微囊藻呈现不同的漂浮状态,还可对提纯的气囊充放气进行体外调节,且该调节过程可逆。该机制的阐明为生物合成超声分子影像探针的大规模生产和保存,特别对气囊中的气体进行更换以满足不同的诊疗需求提供了技术支持,助力生物合成超声造影剂在疾病诊疗中的应用。     

小球藻细胞壁缺陷型突变体的筛选及转化系统的建立

由于高效、稳定遗传转化系统的缺乏,小球藻遗传改良以及油脂代谢机理的研究等工作难以进行。研究旨在通过筛选获得小球藻Chlorella vulgaris细胞壁缺陷型突变体,在此基础上建立其转化系统。首先通过紫外诱变获得小球藻Chlorella vulgaris的突变体库,基于细胞壁缺陷型突变体在1% Triton X-100处理后叶绿素会释放到上清中的原理,利用酶标仪高通量地从约4000个突变体中筛选获得10株细胞壁缺陷的小球藻。同时以小球藻内源性-tubulin的启动子和终止子作为启动子和终止子,以AphⅧ (Aminoglycoside 3'-Phosphotransferase type Ⅷ)作为报告基因构建了转化载体pHK203。通过优化电转缓冲液组分和电击参数,确定了细胞壁缺陷型突变体CWD-3的最佳转化条件,即2 g pHK203,ddH2O作为电转缓冲液,1500 V,525 ,50 F的电击条件下,转化效率可达到40个转化子/g DNA。研究为小球藻Chlorella vulgaris的油脂代谢通路和遗传改良提供了技术基础,同时由于可降低破壁成本,筛选获得的细胞壁缺陷型突变体适于工业化生产小球藻藻粉。     

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％。     

雪衣藻Chlamydomonas nivalis适应温度周期性变化的生理响应和分子机制

【目的】雪衣藻(Chlamydomonas nivalis)分布于高山积雪和两极地区,可耐受低温胁迫和温度骤变,其适应温度变化的分子机制目前尚不清楚。【方法】本研究基于温度周期性变化下雪衣藻生理指标的响应规律,选择10个取样点进行转录组测序。运用加权基因共表达网络分析(weighted gene co-expression network analysis, WGCNA)划分得到17个共表达模块,从中找到5个与样品处理显著关联的模块,并对温度骤变的时间点进行基因差异表达分析。最后对筛选得到的基因集进行功能注释分析。【结果】转录组学分析显示,C. nivalis在温度周期变化下基因表达量发生了全局变化,其中果糖和甘露糖代谢通路、淀粉和蔗糖代谢通路、谷胱甘肽代谢通路以及抗坏血酸和醛酸代谢通路中关键酶的编码基因在低温下上调表达。研究还发现在温度周期变化下,C. nivalis中蛋白质质量控制系统、光合作用系统、DNA修复系统相关基因响应温度变化。【结论】本研究为揭示雪衣藻适应温度胁迫的分子机制提供了重要线索,丰富了生物抗逆基因资源库。     

鱼腥藻7120响应NaCl胁迫的光合特性

NaCl胁迫处理丝状蓝藻鱼腥藻7120后光合特性的变化表明;鱼腥藻7120的净光合放氧速率和呼吸速率随NaCl浓度的程式高而降低,且浓度低于0.4mol/LNaCl时的降幅比高于0.4mol/LNaCl时的降幅小,加入0.4%(W?V)的蔗糖后可提高盐胁迫后的鱼腥藻7120的光合放氧速率,吸收光谱测定结果表明盐胁迫没有改变鱼腥藻7120的光合色素组成,但导致藻胆蛋白的总含量降低,类胡萝卜素含量增加。低温荧光发射光谱测定表明盐胁迫后改变了光能在两个光系统之间的分配。由藻胆蛋白吸收的光能向光Ⅱ传递受阻。荧光动力学分析表明光系统Ⅱ的光化学效率随盐浓度的增加而降低。表现出与光合放氧速率的一致性。     

蓝藻突变体研究综述

1964年,Kumar"'以及Singh．R．N．和Sing．H．N．G"'分别报道了在组囊藻（AnaCystiSnidulans）和苏铁鱼腥藻中（Anabaenacycadae）分离突变体的工作,紧接着各种蓝藻突变体的工作又陆续有报道。突变体的分离为蓝藻的遗传研究提供了必要的工具。1蓝藻突变体的种类1．1抗性突变体Kumar'通过不断提高培养基中抗生素的浓度,在组囊藻中直接筛选到抗链霉素突变体和抗青霉素突变体。1967年Pikalek运用N一甲基一N'一硝基一N一亚硝基肌（NTG）分离到抗异酞胁突变体'",其后在组囊藻中先后分离到抗多粘菌素B"'、抗红霉素的突变体"'。同样…     

裂殖壶菌高产油突变体的高通量筛选

二十二碳六烯酸(DHA)具有促进婴幼儿大脑和视网膜发育等多种生理功能,被广泛应用于食品、医药和养殖等行业。为了获得适合于工业化生产的高产油、高产DHA的裂殖壶菌工程株,文中建立了一套操作简单、快速准确的基于尼罗红染色的高通量筛选方案。首先利用紫外线(UVC)诱变的方式快速构建裂殖壶菌的随机突变体库。然后采用优化后的筛选条件如裂殖壶菌的最佳尼罗红染色条件(二甲基亚砜浓度为20%,尼罗红终浓度为2.0μg/mL,孵育时间为10 min,孵育温度为40℃)和更合理的筛选依据(多功能酶标仪实现高通量测量的单位细胞密度油脂量)等,对3 648株突变体进行筛选,得到了3株高产油突变体(D03432、D05106和D01521)。摇瓶发酵实验表明,这3株突变体在生物量、油脂含量和DHA产量上均高于野生型菌株,其中突变体D03432和D05106的油脂量分别达到了干重的64.74%和63.13%,远高于野生型菌株的43.19%。而且这两株突变体的DHA产量分别是野生型菌株的2.26倍和2.37倍。最后,对突变体D03432和D05106进行了5 L发酵罐发酵培养,相较于野生型菌株,这两株突变体不仅生物量和油脂含量有所增加,而且DHA产量更是分别增加了45.5 1%和66.46%,展现出较好的工业应用潜力。此外,本筛选方案对其他产油微生物高产油突变体的高通量筛选具有借鉴作用。     

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％。     

用于超声造影的微囊藻气囊提取新方法

气囊是一种由蛋白质外壳包裹气体形成的纳米级细胞结构,常见于蓝藻和嗜盐古菌中.气囊中包含的气体在超声波作用下,能够散射声波并产生谐波信号而增强信噪比,具备成为新型超声造影剂的潜质.但目前提取气囊的方法主要是传统的高渗裂解法,该操作过程烦琐、得率低,不适用于气囊的大规模提取.针对这些技术瓶颈,文中建立了一种快速、高效的微囊...