转小鼠金属硫蛋白-Ⅰ基因聚球藻7002的生长潜力分析

以野生聚球藻7002为对照, 从室温吸收光谱、光合放氧速率、生长动力学参数以及气升式光生物反应器中的生长特性阐述了转小鼠金属硫蛋白-Ⅰ基因聚球藻7002的生长优势和培养潜力。结果表明: 转MT聚球藻室温可见光光谱吸收峰比野生藻略高; 最大净光合速率和饱和光强比野生藻高, 呼吸速率和补偿光强比野生藻低; 转MT聚球藻摇瓶培养的最大细胞浓度为野生藻的1.74倍, 具有较高的细胞生长速率; 气升式光生物反应器有利于转MT基因聚球藻生长潜力的发挥。     

利用响应面方法优化转小鼠金属硫蛋白-I基因聚球藻7002的培养基成分

为实现转小鼠金属硫蛋白基因-I聚球藻7002的高密度培养, 并将其应用于实际的重金属废水处理过程, 首先需要对培养基的成分进行优化。本文利用响应面这一多因素过程优化的有效工具, 通过全因子实验、最陡爬坡实验和中心组合实验, 对转小鼠金属硫蛋白基因-I聚球藻7002培养基的主要成分以及初始pH进行了优化。优化后的培养基组成为: NaHCO3 1.696 g/L, NaNO3 8.57 g/L, 初始pH为8.57, 其他成分同Medium A。优化条件分别在2 L和20 L气升式光生物反应器中得到了验证, 最大细胞浓度分别达到每升4.16 g干重和每升3.12 g干重, 分别比优化前提高了9倍和7倍, 从而为其产业化应用打下基础。     

通过同源重组在聚球藻7002中表达小鼠金属硫蛋白-Ⅰ的初步研究

用PCR方法从海洋单细胞蓝藻聚球藻7002（Synecohococcus sp.PCC7002)基因组DNA中扩增得到藻蓝蛋白β亚基基因（cpcβ)的上游序列（Pcpcβ),及编码谷氨酰胺合成酶的glnA基因片段,以Pcpcβ作为启动子,以glnA基因片段作为整合平台,构建含有小鼠金属硫蛋白-Ⅰ（mMT-Ⅰ)cDNA的同源整合表达载体pKGC-MT,通过自然转化法将整合表达载体导入聚球藻7002中,经氨苄青霉素筛选,得到遗传性状稳定的转基因藻,PCR检测证明mTM-Ⅰ基因已整合到蓝藻基因组DNA上;蛋白质印迹表明mMT-Ⅰ已在蓝藻中表达;ELISA结果显示mMT-Ⅰ在蓝藻中的表达量约为800μg/g。     

通过同源重组在聚球藻7002中表达小鼠金属硫蛋白-Ⅰ的初步研究

用PCR方法从海洋单细胞蓝藻聚球藻7002(Synechococcus sp. PCC 7002)基因组DNA中扩增得到藻蓝蛋白β亚基基因(cpcβ)的上游序列(Pcpcβ),及编码谷氨酰胺合成酶的glnA基因片段.以Pcpcβ作为启动子、以glnA基因片段作为整合平台,构建含有小鼠金属硫蛋白-Ⅰ(mMT-Ⅰ)cDNA的同源整合表达载体pKGC-MT.通过自然转化法将整合表达载体导入聚球藻7002中,经氨苄青霉素筛选,得到遗传性状稳定的转基因藻.PCR检测证明mMT-Ⅰ基因已整合到蓝藻基因组DNA上;蛋白质印迹表明mMT-Ⅰ已在蓝藻中表达;ELISA结果显示mMT-Ⅰ在蓝藻中的表达量约为800 μg/g.     

转小鼠金属硫蛋白-Ⅰ基因聚球藻7002的生长潜力分析

以野生聚球藻7002为对照,从室温吸收光谱、光合放氧速率、生长动力学参数以及气升式光生物反应器中的生长特性阐述了转小鼠金属硫蛋白-Ⅰ基因聚球藻7002的生长优势和培养潜力.结果表明:转MT聚球藻室温可见光光谱吸收峰比野生藻略高;最大净光合速率和饱和光强比野生藻高,呼吸速率和补偿光强比野生藻低;转MT聚球藻摇瓶培养的最大细胞浓度为野生藻的1.74倍,具有较高的细胞生长速率;气升式光生物反应器有利于转MT基因聚球藻生长潜力的发挥.     

通过同源重组在聚球藻7002中表达小鼠金属硫蛋白-Ⅰ的初步研究

用PCR方法从海洋单细胞蓝藻聚球藻7002（Synechococcus sp. PCC 7002）基因组DNA中扩增得到藻蓝蛋白β亚基基因（cpcβ）的上游序列（Pcpcβ）,及编码谷氨酰胺合成酶的glnA基因片段．以Pcpcβ作为启动子、以glnA基因片段作为整合平台,构建含有小鼠金属硫蛋白-Ⅰ（mMT-Ⅰ）cDNA的同源整合表达载体pKGC-MT.通过自然转化法将整合表达载体导入聚球藻7002中,经氨苄青霉素筛选,得到遗传性状稳定的转基因藻.PCR检测证明mMT-Ⅰ基因已整合到蓝藻基因组DNA上;蛋白质印迹表明mMT-Ⅰ已在蓝藻中表达;ELISA结果显示mMT-Ⅰ在蓝藻中的表达量约为800 μg/g.     

雪松聚球藻金属硫蛋白的纯化及其性质的研究

在雪松聚球藻的培养基中逐渐增加氯化镉的浓度以诱导藻细胞内金属硫蛋白的合成,经Ｓｅｐｈａｄｅｘ Ｇ－５０,ＤＥＡＥ－ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ和Ｓｅｐｈａｄｅｘ Ｇ－２５柱层析,获得的ＭＴ没有亚型,经ＳＤＳ－ＰＡＧＥ分析是高度均一的。每个蛋白分子约含５个Ｃｄ原子,１０个巯基,分子量约为７．６ＫＤ,等电位ｐＨ４．５左右,半胱氨酸含量约占总氨基酸量的１５．５％,还含有少量的芳香族氨基酸,ＭＴ的最大紫外吸收在２５     

聚球藻7002在光生物反应器中的光自养培养

通过对聚球藻7002在光生物反应器中的培养,研究了光强在聚球藻7002培养液中的衰减规律,得到了培养过程光强随藻细胞浓度和光程距离变化的关系式,即I=I₀exp［-(-0.0239+0.0777OD₇₅₀)·L］。并对培养过程特性及培养温度、外加CO₂浓度和光照强度对藻细胞生长的影响进行了较为详细的研究,得到了反应器中较为适宜的聚球藻7002的培养条件,藻细胞培养密度达到3.4g/L(干重),体积产率达到0.57g/(L·d)的较高水平。     

聚球藻类金属硫蛋白的纯化及部分性质的研究

单细胞蓝藻以５０μｍｏｌ／Ｌ Ｚｎ＾２＋诱导８ｄ后收集,破碎取上清液经凝胶过滤,离子交换层主反相ＨＰＬＣ纯化得到类金属硫蛋白,产率为每升培养液收集１．５ｇ鲜藻,得２．５ｍｇ纯品。其单体分子量为８７５０,Ｎ末端测定为缬氨酸,氨基酸组成分析得每分子含１０个半胱氨酸,疏水氨酸较多,且含有芳香族氨基酸,原子吸收光谱测得每分子蛋白结合４个二价金属。     

转人源胸腺肽α1基因聚球藻7942及其野生藻的培养

探讨光照强度、光照时间、接种量和不同碳氮源对转人源胸腺肽α1基因聚球藻7942（转化藻）及其野生藻（聚球藻7942）生长的影响以及生长过程中pH的变化。研究发现,无论是野生藻还是转化藻的生长都表现出全天光照优于半天光照。三角瓶培养转化藻生长的最佳光照度为1500lx,野生藻生长的最佳光照度为2000lx;光反应器培养两种藻生长的适宜光照强度均随藻体浓度的变化而改变。为了尽量缩短延滞期,转化藻接种量OD730≥0.08,野生藻OD730≥0.05。两种灌体生长适宜的碳氮源为NaHCO3和KNO3,生长过程中pH值变化趋势基本相似。     

产蜡酯聚球藻PCC7002的构建

蜡酯是由含C16以上偶碳的高级脂肪酸与高级脂肪醇酯化形成的中性酯, 是一种重要的经济油脂, 被广泛应用于纺织、医药、化妆品和食品等行业。液态不饱和蜡酯还能作为航空航天工业、人工心脏、精密仪器仪表和特种机械等高科技领域专用的润滑剂1,2。目前使用的蜡酯主要来源于动植物及矿石资源, 来源十分有限, 且提取比较困难; 通过化学方法生产蜡酯则存在条件难以控制和产物分离困难等问题。因而, 蜡酯的价格十分昂贵, 这极大地限制了蜡酯的使用。所以, 开发完全以廉价可再生的原料合成的新型蜡酯来替代传统蜡酯成为了工业生产的必然要求。       

ISOLATION OF ccmKLMN GENES FROM THE MARINE CYANOBACTERIUM, SYNECHOCOCCUS SP. PCC7002 (CYANOPHYCEAE), AND EVIDENCE THAT CcmM IS ESSENTIAL FOR CARBOXYSOME ASSEMBLY

A high CO₂ requiring mutant of the marine cyanobacterium Synechococcus PCC7002 was generated using a random gene-tagging procedure. This mutant demonstrated a reduced photosynthetic affinity for inorganic carbon (C_i) and accumulated high internal levels of C_i that could not be used for photosynthesis. Analysis of the mutant genomic DNA showed that the mutagenesis had disrupted a cluster of genes involved in the cyanobacterial CO₂ concentrating mechanism (CCM), the so-called ccm genes. These characteristics are consistent with a cyanobacterial mutant with defects in carboxysome assembly and/or functioning. Further genomic analyses indicated that the genes of the Synechococcus PCC7002 operon, ccmKLMN , are structurally similar to those of two closely related cyanobacteria, Synechococcus PCC7942 and Synechocystis PCC6803. The Synechococcus PCC7002 ccmM gene, which encodes a polypeptide with a predicted size of 70 kDa, was the direct target of the mutagenesis event. The CcmM protein has two distinct regions: an N-terminal region that shows similarity to an archaeon gamma carbonic anhydrase and a C-terminal region that contains repeated domains demonstrating sequence similarity to the small subunit of Rubisco. Physiological analysis of a ccmM -defined mutant showed that these cells were essentially identical to the original mutant; they required high CO₂ concentrations for growth, they had a low photosynthetic affinity for C_i, and they internalized C_i to high levels. Moreover, ultrastructural examination showed that both the original and the defined mutants lack carboxysomes. Thus, our results demonstrate that the ccmM gene of Synechococcus PCC7002 encodes a polypeptide that is essential for carboxysome assembly and therefore for proper functioning of the cyanobacterial CCM.     

人肿瘤坏死因子-α基因对鱼腥藻7120的光合活性的影响

藻类分子生物学和基因工程的发展已使外源基因能在蓝藻中表达,这就有可能分析外源基因对光合作用的影响。本研究采用两种转化系统所得的转基因蓝藻(Anabaena sp.PCC7120)1(To1)、2(To2)及野生藻(Wo)测定其生长曲线表明,它们的生长速度比较接近,转基因藻略微缓慢,生物量也偏少。用氧电极测定转基因藻的饱和光强与野生藻接近,为480μEm~(-2)s~(-1),最大放氧量为355mol O_2/mg Chl.h.吸收光谱测定结果表明转基因藻与野生藻的色素组成一致,均含有叶绿素a、类胡萝卜素和藻蓝蛋白等,但T02的藻胆蛋白含量高于野生藻。低温荧光发射光谱测定表明,外源基因的导入及表达促进了转基因藻中藻蓝蛋白的合成,改变了光能在两个光系统之间的分配,特别是由藻胆蛋白吸收的光能向光系统Ⅰ的传递受阻,不同的转化系统中所得的转基因藻中表现程度亦有差异。     

表达多聚半乳糖醛酸酶反义RNA的转基因番茄分析

果实成熟是一系列基因在时空上有序表达的结果［１］,成熟阶段出现的多聚半乳糖醛酸酶（ＰＧ,Ｅ,Ｃ,３,２,１,１５）在果实软化过程中起作用［２,３］。番茄果实的软化与ＰＧｍＲＮＡ及ＰＧ活性增加呈平行关系［４］。ＰＧ的表达有发育阶段性［１,５］与组织特异性［６,７］,其调控主要是在转录水平［８,９］。本工作将ＰＧ反义基因转入番茄,对Ｔ０～Ｔ２代转基因果实的ＰＧ活性、生理后熟行为及品质进行了研究。１　材料和方法１．１　ＰＧ反义基因植物表达载体构建及Ｎｏｒｔｈｅｒｎ检测方法见前文［１０］。１．２　转化与…     

NUTRIENT REQUIREMENTS OF THE DINOFLAGELLATE PERIDINIUM GATUNENSE1

Optimum nutrient conditions for growth and photosynthesis of Peridinium gatunense (Nygaard) (Peridinium cinctum fa. westii) were investigated using axenic clones in batch cultures. Selenium (Se) had previously been found to be an indispensable growth factor for P. gatunense. Optimal, suboptimal, and supraoptimal concentrations of HCO₃^?, N, Ca, Cl, Mg, P, K, S, Si, EDTA-Na, Fe, Mo, Zn, Mn, Co, Se, B, Br, I, and various trace element mixtures were determined by measuring biomass development, growth rates, ¹⁴C uptake, and/or oxygen production at various concentration gradients of these elements. The general characteristics of the best formulation, medium-L 16, relative to other media, are its high content of NaHCO₃ (1 meq · L^?1) and Mo (0.2 μM) but low concentrations of NO_3-N (150 μM), PO_4-P (10 μM), and Fe (0.4 μM), in addition to its content of Se. The total content of trace metals, except for Se, may be reduced to one-fourth of that in medium-L 16 without altering the major growth-promoting properties of the medium. Medium-L 16 deviated considerably from Lake Kinneret (Israel) water, being much lower in macroelements except for N and P. The pH (8.1–8.4) was in the same range, but the values of conductivity (140 μS · cm^?1), alkalinity (1 meq · L^?1) and NaCl (200 μM) were > 8, 2, and 30 times higher, respectively, in the lake water. Selenium deficiency may limit the growth of P. gatunense in this lake.     

RNA解旋酶基因crhR对于集胞藻PCC6803低温适应的作用

蓝藻对低温胁迫的适应涉及许多基因的表达调控,RNA解旋酶基因crhR即是其中之一。研究检查了该基因在集胞藻PCC6803从30℃转到15℃后的转录情况,观察到在2h内有瞬时诱导表达。该基因失活导致集胞藻在15℃下几乎不能生长,光合作用和呼吸速率大幅下降,脂质过氧化物不能被有效清除。以PrbcL过量表达crhR基因可互补突变株表型,并且在低温下生长略优于野生型。在野生型中,低温诱导脂肪酸脱饱和酶基因desA、desB、desD表达上调,膜脂不饱和度增加;而在crhR突变株中,低温诱导的desB基因的上调表达显著削弱,同时多不饱和脂肪酸含量没有显著增加。推测crhR基因可能影响蓝藻在低温胁迫下的蛋白合成或通过伴侣蛋白发挥影响。       

一种快速构建集胞藻6803petBD必需基因定点突变株的方法

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集胞藻Synechocystis sp.PCC 6803脂质组的分析

以集胞藻Synechocystis sp.PCC 6803为研究对象,研究建立了基于超高效液相色谱耦合串联质谱技术脂质组学分析方法.鸟枪法脂质组学通过电喷雾离子化有效分离油脂粗提物中所含单个脂质分子,在三重四极杆扫描碎片离子,能够利用特征片段离子鉴定光合甘油酯的种类和酰基组成,具有高效、灵敏度高和质量准确度高等优点.对...