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相似文献
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1.
本研究旨在建立光发酵培养三角褐指藻高效生产岩藻黄素的技术体系。在5 L光发酵罐中,系统研究了兼养条件下初始光强、氮源种类和浓度以及光质对于三角褐指藻生物量浓度和岩藻黄素积累的效果。结果表明,在初始光强为100μmol/(m2·s)红蓝(R:B=6:1)混合光、含氮量为0.02 mol/L的胰蛋白胨和尿素混合氮源(1:1, N mol/N mol)优化条件下,三角褐指藻生物量浓度、岩藻黄素含量和产率分别达到了最大值3.80 g/L、13.44 mg/g和4.70 mg/(L·d),比优化前分别提高了1.41、1.33和2.05倍。本研究开发了强化三角褐指藻光发酵生产岩藻黄素的关键技术,促进了海洋天然产物开发。  相似文献   

2.
通过改进硅藻主要捕光天线(FCP)的分离和提取方法, 得到高纯度、高均一性的三角褐指藻FCP蛋白,并通过电泳、液相色谱、质谱和吸收荧光光谱学等手段研究三角褐指藻FCP的氨基酸序列、色素组成和捕光特点等, 初步预测三角褐指藻的结构和功能特点。结果表明三角褐指藻FCP含有198个氨基酸, 与高等植物LHCII的序列Identity约为24%。三维结构预测显示FCP具有与LHCII相似的三次跨膜螺旋框架结构, 但跨膜螺旋较短, 且无膜表面螺旋结构。FCP中主要结合了叶绿素a、叶绿素c、岩藻黄素, 不含叶绿素b, Chl. a/c为3.0。光谱学分析表明岩藻黄素可以在水下弱光环境中有效地捕获绿光, 并高效地传递至叶绿素。而岩藻黄素在400-500 nm区域吸收的光能, 向叶绿素传递效率较低, 预示着岩藻黄素在强光下也有一定的光保护功能。FCP中有4个叶绿素结合的保守氨基酸位点, 可能是其叶绿素结合位置, 但岩藻黄素的结合位置因其结构和结合位点的变化而无法预测。研究为进一步探索FCP的结构和功能特性奠定了基础。  相似文献   

3.
吕娇  龚一富  章丽  胡媛  王何瑜 《遗传》2023,(3):237-249
加权基因共表达网络分析(weighted gene co-expression network analysis,WGCNA)是一种分析多个样本间基因表达模式的方法,可将表达模式相近的基因聚类并发掘与特定的性状或表型相关的关键基因。本研究采用转录组测序和WGCNA方法,分析了三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)在缺磷、红光和黄光等非生物胁迫下对岩藻黄素积累的影响。结果表明,与对照组相比,岩藻黄素含量在缺磷和红光处理后显著提高(P<0.05),但是在黄光处理后显著降低(P<0.05)。利用转录组测序得到的10,392个基因构建加权基因共表达网络,为了确保无标度网络,选择β=18(R2>0.8)作为软阈值。通过对岩藻黄素含量进行关联分析,共鉴定了10个共表达模块,其中purple模块与岩藻黄素含量呈正相关(r=0.9,P=1E–200),并确定了9个关键基因,包括5个岩藻黄素合成通路上的基因(DXR、PSY、PDS1、ZEP2、VDL2)和4个转录因子基因(bHLH5、HOX2、CCHH13、HSF1b)。进一步利用qRT...  相似文献   

4.
八氢番茄红素脱氢酶(phytoene desaturase, PDS)是类胡萝卜素合成的关键酶,在光合生物的类胡萝卜素代谢调控中发挥了重要的作用。本研究根据三角褐指藻基因组数据库,克隆三角褐指藻PDS1和PDS2基因启动子序列,采用启动子缺失技术研究启动子活性,利用Plant CARE预测三角褐指藻PDS1和PDS2启动子顺式作用元件,采用qRT-PCR技术检测三角褐指藻PDS1和PDS2基因在不同胁迫下的相对表达量。结果表明,三角褐指藻PDS1和PDS2基因启动子全长分别为2 000 bp和920 bp,不同长度的5′端缺失后启动子均能驱动绿色荧光蛋白表达,具有较强启动子活性。Plant CARE分析结果表明,三角褐指藻PDS1和PDS2基因启动子中均含有与光照和植物激素响应有关的顺式作用元件。光照和植物激素胁迫处理结果表明,三角褐指藻PDS1基因受光合诱导因子(photosynthetic induction factor, PIF)的诱导表达,但在其他因子处理下表达均显著下降(P<0.05)或无显著性差异。三角褐指藻PDS2基因在PIF、红光、茉莉酸甲酯、乙酰水杨酸和脱落酸...  相似文献   

5.
杨淼  王海涛  薛松 《微生物学通报》2018,45(5):996-1006
【背景】三角褐指藻作为生物燃料潜在的生产者,在胁迫条件下能通过改变其甘油酯组成来适应外部环境的变化,同时伴随着生物燃料原料甘油三酯(TAG)的积累,研究三角褐指藻甘油酯对氮胁迫的响应机制有利于深入认识TAG的积累过程。【目的】通过分析三角褐指藻在正常和氮胁迫条件下各类脂质含量及其脂肪酸成分的变化,揭示氮胁迫诱导积累的TAG酰基主要来源,以及在胁迫前生成的各极性甘油酯脂肪酸的去向,从而为进一步认识三角褐指藻对氮胁迫的响应机制提供新信息。【方法】利用高效薄层色谱结合气相色谱法分析三角褐指藻在正常和氮胁迫条件下的脂肪酸及甘油酯组分的变化。【结果】三角褐指藻在氮胁迫条件下TAG含量增加至57.8 mg/g时,总甘油酯含量几乎不变,但各甘油酯含量变化差异很大,表现为各极性脂含量显著降低。在此期间,各类甘油酯脂肪酸组成含量的变化表明,三角褐指藻TAG主要积累饱和及单不饱和脂肪酸,即16:0和16:1n7,分别以从头合成及原有极性脂转化为主,极性脂的部分二十碳五烯酸(EPA)作为酰基供体也向TAG发生了转化;此外组成极性脂的多不饱和脂肪酸16:2n4、16:3n4及EPA分解导致其含量显著下降。【结论】当氮胁迫诱导的三角褐指藻TAG含量为57.8 mg/g时,积累的TAG酰基中有48%来自从头合成,52%来自极性脂转化;而氮胁迫诱导所减少的极性脂酰基中有54%转化成TAG,46%发生了分解。  相似文献   

6.
为研究6种外源因素处理对三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸合成酶(DXS)基因表达的影响,通过高通量转录组测序技术获得三角褐指藻dxs基因cDNA全长序列,并对其进行生物信息学分析。研究结果表明,三角褐指藻dxs基因cDNA全长2476 bp, ORF全长2193 bp,编码730个氨基酸,具有高度保守的ThDP结合位点和转酮醇酶结构域。三角褐指藻DXS蛋白为亲水性稳定蛋白,相对分子质量(Mw)为79.31 kD,理论等电点为6.65,具有信号肽、跨膜区域、卷曲螺旋和TM-螺旋等。系统进化树分析结果表明, DXS蛋白进化树分为高等植物和藻类2个分支,高等植物DXS蛋白进一步分为DXS1和DXS2两支,藻类DXS蛋白聚类为3个分支,分别为硅藻门、红藻门和绿藻门分支,三角褐指藻聚类在硅藻门分支上。诱导表达调控结果表明,三角褐指藻dxs基因受到茉莉酸甲酯(MeJA)、花生四烯酸(AA)、硫酸铈铵(ACS)、光合诱导素(PIF)、光合抑制剂(DCMU)和光质等6种外源因素的诱导调控。在100μmol/L MeJA...  相似文献   

7.
对硫磷对三角褐指藻核酸和蛋白质合成动态的影响   总被引:14,自引:0,他引:14  
唐学玺  李永祺 《生态学报》2000,20(4):598-600
应用同位素标记法研究了对磷磷对三角褐指灌核酸和蛋白质合成动态的影响。结果表明,低浓度的对硫酸(≤1.5mg/L)对三角褐指的生长有刺激作用,而高浓度的对硫磷(≥2.0mg/L)却严重抑制三角褐指藻的生长,低浓度划硫磷在促进生长的过程中,藻细胞中蛋白质、DNA、RNA3种大分子物质的合成活跃,其合成速度升高,而在高浓度对硫磷的胁迫下,蛋白质,DNA,RNA的合成明显地受到了抑制,合成速度降低。  相似文献   

8.
三角褐指藻具有较高的脂肪酸含量,是一种很有潜力的生物柴油生产原料。此外,它是多不饱和脂肪酸尤其是二十碳五烯酸(EPA)重要的来源。合适转化体系的缺乏限制了通过基因工程手段对其进行改造。首次采用基因枪方法成功地将外源基因转入三角褐指藻,转化细胞经染色后呈现蓝色,表明外源报告基因β-糖苷酸酶( GUS ) 基因得到了成功的表达。同时还进行了转化参数等因素对转化效率影响的分析,优化了转化条件。结果显示最佳的转化条件为: 每60 μg钨粉包被1 μg质粒DNA,样品室真空度为27英寸汞柱,可裂膜为1500psi,受体与阻挡网距离6 cm。此外,转化载体采用了三角褐指藻内源基因fcp的启动子,实现了外源基因在细胞内的表达。通过5种基因工程中常用抗生素对三角褐指藻生长抑制的研究发现,三角褐指藻对卡那霉素、氨苄青霉素、链霉素和新霉素不敏感,500 mg/L 的卡那霉素、氨苄青霉素和新霉素,以及1000 mg/L 链霉素仍不能抑制其生长;三角褐指藻对氯霉素非常敏感,130 mg/L的氯霉素可以完全抑制其生长,其半抑制浓度为60 mg/L。这为基因工程手段改造三角褐指藻脂肪酸代谢相关途径奠定了基础。  相似文献   

9.
叶绿体转化三角褐指藻表达外源蛋白   总被引:1,自引:0,他引:1  
为建立三角褐指藻(Phaeodacty lum tricornutum)叶绿体表达体系,从其叶绿体基因组中克隆了rnS-trnI、trnAml序列作为遗传转化同源重组序列,并以氯霉素抗性基因(CAT)表达盒作为筛选标记,以及绿色荧光蛋白基因(GFP)表达盒作为报告基因.以TA克隆载体pMD19-T为基础,将CAT表达盒...  相似文献   

10.
唐建新  陈卓  胡晗华 《遗传》2009,31(8):865-870
为了阐明硅藻利用氮源的分子机制, 以三角褐指藻为材料, 利用抑制差减杂交技术, 分离鉴定了16个在缺氮诱导条件下上调表达的基因片段。其中, 与已知功能基因具有较高相似性的有7种, 都是跟氮源的吸收利用相关的。Northern blotting验证其中5个基因, 包括硝酸盐转运蛋白基因、铁氧化还原蛋白亚硝酸还原酶基因、铵盐转运蛋白基因、结合ATP盒的转运蛋白基因和嘌呤透过酶基因, 在缺氮诱导条件下转录水平有明显上调。  相似文献   

11.
【背景】丙二酰单酰辅酶A:酰基载体蛋白转酰基酶(malonyl coenzyme A:acyl carrier protein transacylase, MCAT)是Ⅱ型脂肪酸合酶(fatty acid synthase Ⅱ, FASⅡ)的重要亚基,与脂肪酸合成直接相关,然而关于微藻MCAT的信息却很少。【目的】验证三角褐指藻MCAT的功能。【方法】在模式硅藻三角褐指藻的全基因组序列中发现了一个可能的mcat基因序列,对其进行生物信息学分析,构建原核表达载体,并转入MCAT缺陷型大肠杆菌L48菌株中,最后利用GC-MS分析突变株脂肪酸的成分和含量。【结果】三角褐指藻MCAT主要结构为α-螺旋和无规则卷曲,与圆柱脆杆藻的亲缘关系最为接近,为protits型MCAT;三角褐指藻MCAT的表达使MCAT缺陷型大肠杆菌L48菌株恢复了合成脂肪酸的功能;对L48回复突变株的脂肪酸组成进行分析,发现该酶对C14:0具有底物偏好性,从而促进中长链脂肪酸如C16:0和C17:1的合成,这一特点与protits型MCAT的特性基本相符。【结论】三角褐指藻MCAT能促进脂肪酸的合成,这为微藻脂肪酸合成及...  相似文献   

12.
Based on our recent findings that in the diatom Phaeodactylum tricornutum, chlororespiration in periods of prolonged darkness leads to the accumulation of diatoxanthin (DT), we have elaborated in detail the interdependence between the chlororespiratory proton gradient and the activation of diadinoxanthin de-epoxidase (DDE). The data clearly demonstrates that activation of DDE in Phaeodactylum occurs at higher pH-values compared to activation of violaxanthin de-epoxidase (VDE) in higher plants. In thylakoid membranes as well as in enzyme assays with isolated DDE, the de-epoxidation of diadinoxanthin (DD) is efficiently catalyzed at pH 7.2. In comparison, de-epoxidation of violaxanthin (Vx) in spinach thylakoids is observed below pH 6.5. Phaeodactylum thylakoids isolated from high light grown cells, that also contain the pigments of the violaxanthin cycle, show violaxanthin de-epoxidation at higher pH-values, thus suggesting that in Phaeodactylum, one de-epoxidase converts both diadinoxanthin and violaxanthin. We conclude that the activation of DDE at higher pH-values can explain how the low rates of chlororespiratory electron flow, that lead to the build-up of a rather small proton gradient, can induce the observed accumulation of diatoxanthin in the dark. Furthermore, we show that dark activation of diadinoxanthin de-epoxidation is not restricted to Phaeodactylum tricornutum but was also found in another diatom, Cyclotella meneghiana  相似文献   

13.
报道了中国兰科(Orchidaceae)隔距兰属(Cleisostoma Blume)一新记录种:角唇隔距兰(C.tricornutum Averyanov)。该种与C.crochetii(Guillaumin)Garay、C.parishii(J.D.Hooker)Garay相近,因其有不分枝的线状花粉团柄、球状的花粉团块和一个先端短喙状的半球形药帽而与C.crochetii(Guillaumin)Garay相区别;因其有松散、罕分枝的花序,长角状的唇瓣侧裂片而与C.parishii(J.D.Hooker)Garay相区别。提供了新记录种的形态描述及图片。  相似文献   

14.
15.
为研究莱茵衣藻丝/苏氨酸蛋白激酶(silk/threonine protein kinase, STK)介导藻细胞蓝光响应的分子机制,本文对蓝光胁迫下莱茵衣藻STK突变株系crstk11(AphvIII盒反向插入stk11基因编码区)进行表型鉴定及转录组分析。表型鉴定显示,正常光(白光)下,野生型株CC5325与突变株crstk11的生长和色素含量差异较小;蓝光抑制了crstk11藻细胞生长和叶绿素合成,但显著促进类胡萝卜素积累。转录组分析显示,蓝光处理4 d,突变株(STK4) vs.野生型(wild type, WT4)共检测到差异表达基因(differential expression genes, DEGs) 860条(559个上调,301个下调)。高蓝光处理8 d,STK8 vs. WT8共获得1 088个DEGs (468个上调,620个下调)。KEGG富集分析发现,与CC5325相比,crstk11蓝光响应基因主要参与胞内光合作用催化活性、碳代谢和色素合成等。其中,上调基因包括psaA、psaB和psaC,psbA、psbB、psbC、psbD、psbH和psbL,pet...  相似文献   

16.
草地覆盖全球陆地面积的40%左右,在全球碳循环中发挥着重要作用。近年来,人类活动,如化石燃料燃烧和畜牧业的发展显著增加了氮在全球环境中的沉积。草地管理方式(如刈割)在介导氮沉降对草地植物的影响方面具有重要作用。因此,筛选合适的模型对光响应过程进行拟合并计算相关参数对研究植物光合特性具有重要意义。依托6种氮添加(NH4NO3)梯度和两种草原管理方式(刈割和不刈割)交互处理的野外控制实验,利用Li-6400便携式光合作用系统测定上述实验平台的优势种羊草(Leymus chinensis)的光合作用-光响应过程。采用直角双曲线模型、非直角双曲线模型、指数模型和直角双曲线修正模型4种光响应模型对羊草光响应曲线进行拟合,从参数拟合效果和模型拟合优度筛选氮添加和刈割条件下羊草的最佳拟合模型并分析羊草的光合特性。结果表明:指数模型对表观量子效率(α)、光饱和点(LSP)和最大净光合速率(Pnmax)具有较好的参数拟合效果,非直角双曲线模型的模型拟合优度最好。在所有处理中,羊草均未表现出明显的光抑制现象,具有一定的光合潜力和适应环境变化的能力。适度氮添加和刈割处理能提高羊草净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、Pnmaxα和LSP等,提升了羊草的光能利用率并拓宽了光强利用范围,但过度氮添加并不能进一步提高光合能力。综上,指数模型和非直角双曲线模型较适用于氮添加和刈割条件下羊草的光响应曲线拟合,施氮浓度为20 g N m-2 a-1并刈割是最有利于提高羊草光合能力的草原管理措施。探讨了不同氮添加浓度和刈割处理对优势种羊草的交互影响,从光合作用角度分析羊草的适应机制,将对未来全球氮沉降增加情况下的草地管理方案提供科学依据。  相似文献   

17.
Sailer H  Nick P  Schafer E 《Planta》1990,180(3):378-382
Gravitropic stimulation of maize (Zea mays L.) seedlings resulted in a continuous curvature of the coleoptiles in a direction opposing the vector of gravity when the seedlings were rotated on a horizontal clinostat. The orientation of this response, however, was reversed when the gravitropic stimulation was preceeded by symmetric preirradiation with blue light (12.7 mol photons·m–2). The fluence-response curve of this blue light exhibited a lower threshold at 0.5 mol·m–2, and could be separated into two parts: fluences exceeding 5 mol·m–2 reversed the direction of the gravitropic response, whereas for a range between the threshold and 4 mol·m–2 a split population was obtained. In all cases a very strong curvature resulted either in the direction of gravity or in the opposite orientation. A minor fraction of seedlings, however, curved towards the caryopsis. Furthermore, the capacity of blue light to reverse the direction of the gravitropic response disappeared with the duration of gravitropic stimulation and it depended on the delay time between both stimulations. Thistonic blue-light influence appears to be transient, which is in contrast to the stability observed fortropistic blue-light effects.This work was supported by the Deutsche Forschungsgemeinschaft.  相似文献   

18.
Nutritional insufficiency and toxicity are deleterious effects of phytoplankton on grazers. We hypothesize that toxic food is likely to have stronger evolutionary selective effects on grazers than nutritionally insufficient food. We explore this hypothesis in comparative studies of egg production and egg hatching of the copepod Acartia hudsonica challenged with both a toxic and a nutritionally insufficient alga. Experiments lasting 6 days, in which mixtures of different proportions of the suspect and a control alga were offered as food to female copepods, showed that the dinoflagellate Alexandrium fundyense, which bears paralytic shellfish toxins, was toxic to A. hudsonica. In contrast, the diatom Phaeodactylum tricornutum was nutritionally insufficient to A. hudsonica. In another set of experiments, the effects of A. fundyense and P. tricornutum, respectively, as sole foods on egg production and egg hatching success of two geographically separated populations (Maine and Connecticut) of the copepod A. hudsonica were examined in common-environment experiments, after being raised under identical conditions for two generations. The location in Maine regularly experiences toxic blooms of Alexandrium sp. whereas the location in Connecticut does not. During a 6-day period, A. fundyense reduced the egg production rates of the Connecticut copepod population, but not of the Maine population. In contrast, the diatom P. tricornutum reduced the egg production of both populations. These results of this study are consistent with the hypothesis of local adaptation to toxic food, but not to nutritionally insufficient food.  相似文献   

19.
Plants respond to excess light by a photoprotective reduction of the light harvesting efficiency. The notion that the non-photochemical quenching of chlorophyll fluorescence can be reliably used as an indicator of the photoprotection is put to a test here. The technique of the repetitive flash fluorescence induction is employed to measure in parallel the non-photochemical quenching of the maximum fluorescence and the functional cross-section (sigma(PS II)) which is a product of the photosystem II optical cross-section a(PS II) and of its photochemical yield Phi(PS II) (sigma (PS II) = a(PS II) Phi(PS II)). The quenching is measured for both, the maximum fluorescence found in a single-turnover flash (F(M) (ST)) and in a multiple turnover light pulse (F(M) (MT)). The experiment with the diatom Phaeodactylum tricornutum confirmed that, in line with the prevalent model, the PS II functional cross-section sigma (PS II) is reduced in high light and restored in the dark with kinetics and amplitude that are closely matching the changes of the F(M) (ST) and F(M) (MT) quenching. In contrast, a poor correlation between the light-induced changes in the PS II functional cross-section sigma (PS II) and the quenching of the multiple-turnover F(M) (MT) fluorescence was found in the green alga Scenedesmus quadricauda. The non-photochemical quenching in Scenedesmus quadricauda was further investigated using series of single-turnover flashes given with different frequencies. Several mechanisms that modulate the fluorescence emission in parallel to the Q(A) redox state and to the membrane energization were resolved and classified in relation to the light harvesting capacity of Photosystem II.  相似文献   

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