鱼腥藻PCC7120细胞液泡的初步研究

从保存３个月以上的老化培养物中直接检查到游离液泡。液泡为标准圆球状,完全透明,大小相差极为悬殊,多数大型液泡吞噬了数个衰老藻细胞。采用低渗酶解,渗透冲击,低渗酶解和渗透冲击相结合从培养３个月以上,２个月,１个月,１８ｄ,１０ｄ及２ｄ的藻丝细胞都分离到液泡。液泡略大于细胞,泡内无吞噬物。培养３ｄ的藻丝有１５％的细胞分离到液泡。其他多种蓝藻也分离到同样的液泡。     

蓝藻Anabaena7120断裂丝状体的固氮作用

蓝藻Anabaena 7120经甲苯处理后,其固氮活性不仅下降,而且对氧也很敏感。处理前24小时(?)时供给CO_2和N_2,其固氮活性受到促进,促进程度比单供给CO_2的大。氢对其支持和氢对其受氧损伤时的保护作用、光合抑制剂和暗处理对其抑制程度均比未经甲苯处理的蓝藻大。外源碳水化合物对其固氮活性也有促进,但同时加抑制剂时,碳水化合物的良好效应消失。     

鱼腥藻Anabaena PCC7120原生质球和液泡的同步诱导

植物和真菌的液泡,都是通过原生质体途径被分离后才得以深入研究.要分离蓝藻液泡,首先要求制备蓝藻原生质体(球),而这一技术在蓝藻方面长期不过关.最近十年来,作者在这方面进行了不断的努力,先后在蓝藻原生质球制备1、培养再生和融合2等方面获得进展,这方面的研究导致了蓝藻液泡的重新发现3.所发现的液泡由无机盐诱导产生,经电镜检查为单位膜所包围,故确定为液泡.借助较为成功的原生质球制备技术,首先分离了无机盐诱导形成的液泡,在此基础上进一步发现和分离了非诱导液泡4,在分离非诱导液泡的试验过程中发现了原生质球和液泡的同步诱导作用.       

蓝藻Synechococcus sp.PCC 7942穿梭表达质粒的构建及胸腺素α1基因的表达

利用本实验室构建的含蓝藻Plectonema boryanum内源小质粒的穿梭质粒pPRS-1,改建成含热诱导启动子、泛素融合的胸腺素α_1(UB-Tα_1)目的基因、卡那霉素抗性选择标记、rbcs终止子的新的穿梭表达重组质粒pPRFUT。将这种重组质粒转化蓝藻Synechococcus sp.PCC7942,通过抗性筛选获得了具卡那霉素抗性的转化藻株。经Southern-blot杂交证实,穿梭表达质粒已转入蓝藻Synechococcus sp. PCC7942细胞中;在42℃热诱导30min后,目的基因UB-Tα_1得到较高水平表达,表达量约占总蛋白量的7.5%。     

Construction of shuttle, expression vector of human tumor necrosis factor alpha (hTNF-α) gene and its expression in a cyanobacterium, Anabaena sp. PCC 7120

The construction of the shuttle, expression vector of human tumor necrosis factor alpha (hTNF-a) gene and its expression in a cyanobacterium Anabaena sp. PCC 7120 was reported. The 700-bp hTNF cDNA fragments have been recovered from plasmid pRL-rhTNF, then inserted downstream of the promoter PpsbA in the plasmid pRL439. The resultant intermediary plasmid pRL-TC has further been combined with the shuttle vector pDC-8 to get the shuttle, expression vector pDC-TNF. The expression of the rhTNF gene in Escherichia coli has been analyzed by SDS-PAGE and thin-layer scanning, and the results show that the expressed TNF protein with these two vectors is 16.9 percent (pRL-TC) and 15.0 percent (pDC-TNF) of the total proteins in the cells, respectively, while the expression level of TNF gene in plasmid pRL-rhTNF is only 11.8 percent. Combined with the participation of the conjugal and helper plasmids, pDC-TNF has been introduced into Anabaena sp PCC 7120 by triparental conjugative transfer, and the stable transgenic     

固氮蓝藻Anabaena sp．7120的叶绿素蛋白复合体的分离和光谱特性的研究

用光合膜片增溶和SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳方法,从固氮蓝藻Anabaena sp．7120分离到7条色素带。迁移率较慢的五条叶绿素蛋白复合体带,具有相同的吸收光谱和室温荧光光谱特性。它们的红区最大吸收峰在676nm;蓝区最大吸收峰在438nm。它们的室温荧光发射最高峰在672-673nm;在710,732和740nm都有小峰。这些是CPI叶绿素所特有的。我们认为这5条带都是属于光系统Ⅰ的叶绿素蛋白复合体。另一条迁移率稍快的叶绿素蛋白复合体带为CPⅡ。它的红区最大吸收峰在672nm;蓝区最大吸收峰在436nm。与CPⅠ带相比,两个峰均向短波端偏移。它们的室温荧光发射最高峰在675nm,没有CPⅠ所特有的小峰。这些性质说明此带和CPⅠ带不同,而是和光系统Ⅱ反应中心相关的一个复合体。迁移率最快的带是游离色素带。     

维生素对转基因鱼腥藻Anabaena sp.PCC7120培养的影响

近年来分子遗传学和基因工程研究证实 ,大肠杆菌的载体和启动子往往可以适用于蓝藻 ,尤其是单细胞蓝藻的转基因 ,这使得蓝藻基因工程得到了较快的发展 ,利用藻类为宿主的基因产物的生产也受到日益关注 ,因此微藻的培养受到广泛重视。刘凤龙等通过三亲结合转移方式将人ＴＮＦ α基因转入鱼腥藻 71 2 0中并得到表达[1 ] ,但转基因鱼腥藻高效培养方面需进一步研究。混合营养培养方式因具有缩短培养周期、实现细胞高密度培养等优点 ,已成为微藻培养新技术。藻类生长除了需要合适的营养源外 ,许多生长因子对生长具有较大影响 ,本文对维生素Ｂ1 、…     

鱼腥蓝细菌PCC 7120游离DnaA的增加降低异形胞频率

研究在模式生物鱼腥蓝细菌Anabaena sp. PCC 7120中,以DnaA为研究对象,探究蓝细菌细胞周期中复制起始和异形胞分化之间的关系。结果显示:在有氮环境中, DnaA蛋白缺失或过表达并不影响细胞增殖和异形胞的分化。在缺氮环境下, DnaA缺失突变株Malr2009的异形胞分化频率(8.57%)与野生型(8.64%)间无显著差别,且该菌株增殖速率与野生型相比也无显著差异, DnaA蛋白缺失没有影响蓝细菌突变株(Malr2009)的异形胞分化频率和增殖速率。但DnaA蛋白过表达菌株Oalr2009的异形胞分化频率降低了20%,其在第12天A750约为1.2,细胞增殖速率快于野生型(第12天时A750约为0.9),增殖速率提高了30%。综上结果表明在鱼腥蓝细菌PCC 7120中,虽然DnaA不是细胞生长过程所必需的,但在缺氮条件下,游离DnaA增加会抑制异形胞分化频率。     

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。     

生物反应器培养转基因鱼腥藻的研究

在反应器中研究了转人TNF-α基因鱼腥藻7120(Anabaena sp．PCC7120,pDC-TNF)的培养。结果表明气升式反应器适合于转基因鱼腥藻的培养。气升式反应器中通气量和光照是主要的影响因素,观察到1L罐中最适通气量为60～75L／h,最适光照强度为1200lx,此时在25℃混养,光照时间／黑暗时间为12h／12h,15d生物量干重大于3g／L,TNF表达水平约占总可溶蛋白的22％,达到了摇瓶培养水平。实验发现添加维生素B1 300μg／L、B12 200μg／L和生物素4μg／L时,生产周期为12d,缩短20％,表达水平相同。培养过程通入含有5％CO2的空气,能促进生长,缩短生产周期,但收获生物量不受影响。从添加维生素和通入CO2的培养结果证明反应器中培养时,光照是限制性因素,当反应器系统一定时,最终生物量有一个最大值,如需进一步提高产量,必须设法改变光照系统。     

转TNF-α基因鱼腥藻7120质粒稳定性研究

为了实现转基因鱼腥藻培养生产TMF的目的,讲究了转基因鱼腥藻的稳定性。影印法证实转TNF-α。基因鱼腥藻7120能保持质粒分配稳定性。比较无选择压力下连续传代的转丛因鱼醒藻7120在不同培养基中的生长和外源基因表达,证实没有发生质粒部分缺失,但转基因鱼腥藻在无选择压力下会降低重组质粒拷贝数。在培养过程中,种子培养越含有的新霉素可以保持生产过程质粒稳定,这可以大火减少新霉素用量。     

外源Ca2+对模拟微重力环境中鱼腥藻细胞质膜透性和光合特性的影响

以鱼腥藻为材料,研究了外源Ca^2 对模拟微重力环境中微藻细胞膜透性的影响。实验结果表明：提高培养基中的Ca^2 浓度可减轻由模拟微重力造成的膜透性增大,有助于稳定细胞膜结构和功能。同时,外源Ca^2 降低了藻细胞光系统Ⅱ（PSⅡ）的光化学效率（以荧光参数Fv/Fm 表示）下降的由度,表明外源Ca^2 对模拟微生重力环境下鱼腥藻细胞光合作用的损伤,有良好的防护效应。     

DIFFERENTIAL RESPONSES OF ANABAENA SP. PCC 7120 (CYANOPHYCEAE) CULTURED IN NITROGEN‐DEFICIENT AND NITROGEN‐ENRICHED MEDIA TO ULTRAVIOLET‐B RADIATION1

Stratospheric ozone depletion increases the amount of ultraviolet‐B radiation (UVBR) (280–320 nm) reaching the surface of the earth, potentially affecting phytoplankton. In this work, Anabaena sp. PCC 7120, a typically nitrogen (N)‐fixing filamentous bloom‐forming cyanobacterium in freshwater, was individually cultured in N‐deficient and N‐enriched media for long‐term acclimation before being subjected to ultraviolet‐B (UVB) exposure experiments. Results suggested that the extent of breakage in the filaments induced by UVBR increases with increasing intensity of UVB stress. In general, except for the 0.1 W · m^?2 treatment, which showed a mild increase, UVB exposure inhibits photosynthesis as evidenced by the decrease in the chl fluorescence parameters maximum photochemical efficiency of PSII (F_v/F_m) and maximum relative electron transport rate. Complementary chromatic acclimation was also observed in Anabaena under different intensities of UVB stress. Increased total carbohydrate and soluble protein may provide some protection for the culture against damaging UVB exposure. In addition, N‐deficient cultures with higher recovery capacity showed overcompensatory growth under low UVB (0.1 W · m^?2) exposure during the recovery period. Significantly increased (～830%) ATPase activity may provide enough energy to repair the damage caused by exposure to UVB.     

温度对普通小球藻和鱼腥藻生长竞争的影响

通过室内实验研究了不同温度条件下主要水华藻类鱼腥藻(Anabaena sp. strain PCC)和常见淡水藻类普通小球藻(Chlorella vulgaris)的生长和种间竞争, 结果表明在单种培养和共同培养体系中, 普通小球藻的最大藻细胞浓度随着温度的升高而增加; 鱼腥藻生长最适温度为3035℃。温度对藻类种间竞争抑制参数能够产生明显影响, 鱼腥藻在温度为15℃时对普通小球藻的竞争抑制参数最大, 分别是25℃、30℃、35℃时的1.24倍、1.14倍和1.12倍; 而普通小球藻在30℃时对鱼腥藻的竞争抑制参数最大, 分别是15℃、25℃、35℃条件下的4.25倍、2.03倍和1.20倍。在4个试验温度下普通小球藻对鱼腥藻的竞争抑制参数均大于鱼腥藻对普通小球藻的竞争抑制参数。根据Lotka-Volterra竞争模型可推断, 在4个温度条件下, 普通小球藻和鱼腥藻在竞争中不稳定共存。       

鱼腥藻PCC7120基因组中一个影响异形胞发育和图式形成的新区域

以Tn5 10 87b诱变鱼腥藻PCC712 0 ,筛选不能利用氮气生长、异形胞图式发生变化的突变株。突变株 # 180 1经缺氮诱导 2 4h后无异形胞形成 ,48h后沿藻丝形成少量成熟异形胞 ,占藻细胞总数比例为 2 .8% ,其异形胞发育速度和形成频率均与野生型有显著区别。以ClaⅠ酶切该突变株总DNA、自环化后以电泳冲法转化大肠杆菌 ,回收带有插入位点两侧DNA片段的转座子Tn5 10 87b。经测序确定转座子位于未知功能基因alr0 0 99第 14 8和 14 9碱基之间。为证明突变性状确由alr0 0 99内的插入突变引起而不是由于其他二次突变 ,通过同源双交换将含新霉素抗性基因的C .K2片段定向插入基因组中alr0 0 99的EcoRV位点 ,获得重构的鱼腥藻突变株DR2 14 ,其表型与原突变株 # 180 1相同。以上结果表明alr0 0 99或其下游基因是鱼腥藻PCC712 0基因组中与异形胞发育和图式形成相关的一个新区域。     

转基因鱼腥藻培养中培养液吸光度与生物量的关系

对转基因鱼腥藻Anabaena sp.PCC7120,培养液的吸光特性进行了研究,在可见光范围内,有5个吸收峰,波长分别为345nm,410nm,440nm,635nm,685nm,其中440nm是最大吸收波长,一定稀释度范围内,在各波长下,培养液中藻干重与吸光度均成正比,但不同培养基其干重－吸光度标准曲线不同,实验得到不同培养基的标准曲线,证明可以用比浊法测定转基因鱼腥灌培养过程的生物量。     

鱼腥藻7120遗传转化的研究进展

鱼腥藻7120作为模式生物被广泛用于光合、固氮、进化、代谢等基本生命现象的研究。近几年, 对其基因工程的研究使人们看到它在医药、环保、能源等方面的应用潜力, 但表达效率低是其发展的瓶颈。为了提高其表达效率, 研究者从鱼腥藻7120的载体(包括启动子、复制子、选择标记基因等)的改进、目的基因的优化(密码子和SD序列)、宿主的改善、转化方法的改变等方面进行了大量探索, 除了用于功能基因的研究, 已经有几十个外源基因在鱼腥藻7120中表达。除了研究载体, 诱变鱼腥藻7120形成有利于外源基因表达的突变体和摸索转基因蓝藻最佳生长条件和表达条件, 可能是新的发展方向。