多变鱼腥藻可逆氢酶的诱导及其特性

在NH4^ 或在无氮培养条件下,对多变鱼腥藻的营养细胞照光并通过N3气24小时,均可诱导出可逆氢酶,照光和厌氧是在多变鱼腥藻营养胞中诱导出可逆氢酶的必要条件。－－在NH4^ 或无氮两种培养条件下所诱导出的可逆氢酶的性质基本相同。（1）当提供还原甲基紫精做它的电子供体时,它们能够放氢;当提供苄基紫精做它的电子受体时,它们都可以吸氢。（2）它们都是热稳定的,并对O2都是不敏感的。（3）它们的放氢活性的最适pH相同,为pH7－7．5。（4）在NH4^ 和无氮培养条件下,所诱导的可逆氢酶的Km值（对于放氢）分别为300umol/l和295umol/l,大致相同,如此高的Km值表示它们在细胞中的代谢功能可能是放氢。（5）CO抑制它们的放氢活性,而C2H2对它们的放氢活性没有影响,在NH4^ 培养条件下,从从变鱼腥藻营养细胞所诱导出的可逆氢酶的放氢活性可达1530nmol H2/mg. 干重．小时。它比在无氮培养条件下所诱导的可逆氢酶的放氢活性高3－5倍,以上实验结果表明,多变鱼腥藻在无氮培养条件下,异形胞的出现影响营养细胞中可逆氢酶的合成和活性的调节。     

多变鱼腥藻半稳定状态连续培养的若干特征

分别使用恒化装置和全玻璃发酵罐连续培养多变鱼腥藻。在稳定条件下加以周期性的光照(L∶D=12∶12),经5—6d得到半稳定状态连续培养物。在光照阶段,培养物的生物量增长速度约等于稀释速度D的两倍,叶绿素的增长速度略小于D的两倍,糖原的累积速度几乎高出D~5的一个数量级。细胞内糖原和蛋白质含量变化的时间过程反映出培养物在光-暗条件下的碳氮物质合成与消耗相互联系的代谢特点。半稳定状态连续培养受培养物内在的生理活性支配,生长参数的变化符合方程X=X_(oe)~((μ-D)~t),但不同于恒浊培养和恒化培养。外界因素的强弱变化只改变生长参量变化的强度。本法适用于研究微藻的生态生理。     

多变鱼腥藻在不同氮源培养条件下光能转换效率的研究

依公式PE=KY,其中K等于生物量的热值(每克干重千卡),Y等于产率即每吸收千卡光能所产生的生物量的干重,测试了在无氮和有结合氮培养下的多变鱼腥藻(Anabaena variabilis)的光能转化效率。结果指出在无氮培养下的最高PE_(N2)为8.1%,在结合氮(NH_4Cl)培养下PE_(NH_4~ )为5.8%。对这种差异性作了简要讨论。     

多变鱼腥藻在不同氮源培养条件下光能转换效率的研究

依公式PE=KY,其中K等于生物量的热值(每克干重千卡),Y等于产率即每吸收千卡光能所产生的生物量的干重,测试了在无氮和有结合氮培养下的多变鱼腥藻(Anabaena variabilis)的光能转化效率。结果指出在无氮培养下的最高PEN2为8．1％,在结合氮(NH4Cl)培养下PENH =4+为5.8％。对这种差异性作了简要讨论。     

固氮鱼腥藻(Anabaena azotica Ley HB 686)氢酶的存在形式和性质

Anabaena azotica HB 686氢酶有可溶性和膜结合两种存在状态,其中膜结合氢酶占总吸氢活性的67％,是吸氢酶的主要存在形式。在分离过程中,这两种氢酶在DEAE(DE—52)柱上的洗脱行为不同;此外,膜结合氨酶与氢的亲和力和吸氢能力均较强,对低温更敏感。这些差异可能与这两种氨酶的结构与生理功能不同有关。     

固定化固氮鱼腥藻细胞的固氮放氢

以2％海藻酸钙包埋鱼腥藻细胞进行固定化培养,鱼腥藻的固氮、放氢和吸氢活性均明显提高。固定化培养的鱼腥藻生长速度减缓,较高固氮活性维持的时间增长,对氧和铵的敏感度降低。以2％GaCl_2固化5min制成的胶珠较为理想。     

我国鱼腥藻的新记录种——粘质鱼腥藻

蓝藻是淡水水体的重要组成类群,而鱼腥藻又是水华蓝藻的一个重要种属.但由于该属种类较多,国内文献报导的不到世界分布的四分之一.该文利用染色和显微镜镜检方法对采自广东省高州水库蓝藻水华的样品进行观察,经鉴定,确认一个我国鱼腥藻属的新记录种--粘质鱼腥藻Anabaena mucosa, J. Komarkova-Legnerova & P. Eloranta ,1992 .对该属及该属一个新记录种的主要形态学特征进行了描述,提供了相应的形态照片,并对相似种进行了形态学比较研究.     

鱼腥藻7120异形胞分化的调节及细胞蛋白的变化

分离了有固氮活性的异形胞,它的可溶部分和膜部分的吸收光谱与营养细胞明显不同。SDS凝胶电泳图谱表明,营养细胞中存在的可溶蛋白,在异形胞中有一半左右被降解,最明显的是藻蓝蛋白。异形孢具有与营养细胞共同的肽带,但也合成了一些新的多肽。异形胞可溶蛋白有五条最主要的肽带,表观分子量约为73K,54K,48K,4lK和34K。膜蛋白中至少有2个多肽带(4lK,35K)在营养细胞膜蛋白中是缺少的。     

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。     

固氮鱼腥藻的蛋白水解酶及其部分性质的研究

应用溶菌酶处理,超声破碎细胞,通过差异离心和解离剂处理,将细胞的不同部分分开。以水解α-酪蛋白反应检测蛋白水解酶活性,结果表明,在细胞的可溶部分、内细胞质膜、外膜及胞浆周围区均存在蛋白水解酶活性。异形胞可溶部分的蛋白酶活比营养细胞可溶的蛋白酶活高4—5倍。在固氮条件下,营养细胞可溶性蛋白酶反应最适温度为50—55℃,65℃时,酶活迅速下降。有Ca^2 5mmol／l时,蛋白酶在60℃稳定,无Ca^2 存在下,酶液在60℃预处理10分钟,酶活性丧失80％以上。酶反应的最适pH为8—10。而且氮饥饿之后,培养基的pH值对细胞蛋白酶活水平有明显影响,氮饥饿24小时内,蛋白酶活迅速增加,但在碱性条件下,酶活水平比在中性条件下要高得多。邻菲哕啉对蛋白酶活性有严重的抑制,EDTA仅有轻微抑制,而PMSF对细胞蛋白酶活的抑制作用,与细胞氮饥饿时间有关。     

拉氏拟鱼腥藻的个体发育及其分类问题

本文发现由于受环境因素影响,拉氏拟鱼腥藻Anabaenopsis raciborskii Wolosz. 个体发育可分四个时期：(I)幼体期;(II)增长期;(III)异形胞形成期;(IV)休眠孢子形成期。 其中(III)曾被定名为拉氏拟鱼腥藻Anabaenopsis raciborskii Wolosz.,(IV)曾被定名为中华尖头藻Raphidiopsis sinensis Jao和弯曲尖头藻Raphidiopsis curvata Frit,根据实验与观察,我们认为三者为同一种的不同发育阶段。     

鱼腥藻SP.595液泡化原生质球诱导条件的研究

用浓度为0．15mol／L的KNO3、KCl、K2SO4、KH2PO4、K2HPO4、NaNO3、NaCl、Na2SO4、NaH2PO4、Na2HPO4、(NH4)2SO4、MgSO4、CaC12等单盐分别配合0．1％的溶菌酶处理鱼腥藻sp．595(Anabaenasp．595)。经4h,KH2PO4、K2SO4、Na2SO4、NaH2PO4、(NH4)2SO4、MgSO4、CaC12能诱导形成原生质球,但液泡化原生质球极少,而KNO3、NaNO3、NaC1诱导形成少量液泡化原生质球。用相近浓度的双盐,即KNO3和NaC1、KNO3和(NH4)2SO4、NaC1和(NH4)2SO4分别配合0．1％的溶菌酶处理,诱导效果亦不佳。用相近浓度的三盐NaC1、KNO3和(NH4)2SO4及五种盐NaC1、KNO3、(NH4)2SO4、Na2HPO4和KH2PO4分别配合0．1％的溶菌酶处理,诱导原生质球和液泡化原生质球的效果明显提高,液泡化原生质球比例达到66．90％—79．97％。     

四唑（Tetrazolium）对固氮鱼腥藻固氮和氢代谢的影响

固氮鱼腥藻(Anabaena azotica Ley)细胞能还原无色的TTC和NBT分别成为红色或蓝色的甲zan(formazan)沉淀。异形胞还原TTC的速率高于营养细胞。前异形胞及异形胞附近的营养细胞对NBT的还原作用最强。而异形胞对NBT不起还原作用。无论在异形胞形成红色甲zan或在营养细胞形成蓝色甲zan后都抑制固氮酶活性。NBT甲zan对固氮酶活性的抑制作用大于TTC甲zan,因为NBT氧化还原电位低于TTC。TTC和NBT两者都明显地抑制固氮鱼腥藻完整细胞的放氢。因鱼腥藻的放氢是由固氮酶催化的结果。四唑抑制放氢推想是由于它截取了固氮酶催化系统中的电子的缘故。固氮微生物(包括蓝色细菌和根瘤菌)对四唑还原与吸氢酶之间有无相关是一个争论的问题。一些学者认为分离豆科植物体的一些根瘤菌株培养于含有TTC的琼脂培养基,如还原,便可证明这些根瘤菌株能氧化氢;换言之,应用TTC的还原可作为一些根瘤菌的菌落具有吸氢酶的验证。相反,我们发现固氮鱼腥藻还原TTC和NBT之后,都没有影响吸氢的能力。因此,我们推想固氮鱼腥藻对四唑之还原与吸氢酶是没有直接的关系。     

多变鱼腥藻藻胆体的分离和荧光鉴定其完整性与解离程度

完整藻胆体的室温荧光峰位于678nm附近,而不完整藻胆体其峰位于673nm以下。在液氮温度下,完整藻胆体的F686与F666相对荧光强度比值超过10,F686与F655之比值超过20。不完整藻胆体的F686与F666和F686与F655之比值远低于完整藻胆体。可用室温荧光峰的波长位置和液氮温度下F686与F655和F666的相对荧光强度比值来判断藻胆体的完整性和解离程度。而液氮温度下F686与F655,F666之比值是更灵敏的指标。     

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。     

中国鱼腥藻属的八个新记录种

目前,全世界共报道100多种鱼腥藻,中国只记录了40余种,而且一些种类的描述仍比较模糊.近期,在湖北、云南、广东、江西、安徽、江苏、上海、北京等地进行野外调查时,发现了多种鱼腥藻,其中有8种是中国尚未报道的新记录种,分别是:近亲鱼腥藻Anabaena affinis Lemmermann 1897、浮游鱼腥藻Anabaena planctonica Brunnthaler 1903、凯氏鱼腥藻Anabaena kisseleviana Elenkin 1938、束丝鱼腥藻Anabaena aphanizomenioides Forti 1912、伯氏鱼腥藻Anabaena bergii Ostenfeld 1908、乌克兰鱼腥藻Anabaena ucrainica(Schkorb.)Watanabe 1996、大湖鱼腥藻Anabaena oumiana Watanabe 1996和真紧密鱼腥藻Anabaena eucompacta Li et Watanabe 1999.     

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。     

用毛地黄皂苷分离异形胞及其对光合和固氮的某些特性的影响

本文叙述一种从多变鱼腥藻(Anabaena variabilis)中分离异形胞的简易方法。这种新方法是用毛地黄皂苷和甘露醇的 TES 缓冲液处理藻丝,破碎营养细胞,并结合分级离心的方法获得异形胞。所分离异形胞的纯度,在显微镜下观察达到90%左右。当提供 ATP 和Na_2S_2O_4时,能够测到所分离异形胞的固氮活性,其最大速率是5.31毫微克分子 C_2H_2/10~6异形胞/小时,为整体藻丝活性的10%。这种比活性,在4小时内,甚至更长的时间内,保持不变。但是,在氢气下和照光条件下,分离的异形胞缺乏受光促进的固氮活性。分离的异形胞在77°K下波长为430nm 光激发的荧光光谱和完整藻丝的相比,它缺乏属于光合系统Ⅱ的685nm 和695nm 的荧光发射峰,而仅具有光合系统 I 的730nm 荧光发射峰。当提供 DCIP 和抗坏血酸时,被压碎的异形胞能够光还原甲基紫精,其活性为360消耗 O_2的微克分子/毫克叶绿素/小时。上述结果表明用毛地黄皂苷法分离的异形胞具有较完整的 DCIPH_2→MV 的 PSI 活性。     

多变鱼腥藻ATCC 29413基因的一步插入失活

多变鱼腥藻ATCC 29413有潜力发展为异养生长产异形胞蓝藻的研究模式种, 但由于细胞内的限制-修饰系统等原因, 其基因转移效率极低。研究克隆了该藻株的两个甲基化酶(M. AvaⅠ和M. AvrⅡ)基因ava_3181和ava_4359, 构建了辅助质粒pHB6088, 对运载质粒进行甲基化保护以避免被细胞中的限制酶切割。以ava_1237和ava_4412基因为例, 研究证明利用该辅助质粒和接合转移系统可通过双交换对多变鱼腥藻ATCC 29413的基因实现一步插入失活。     

转hTNF-α基因鱼腥藻7120的培养及外源基因的表达调控

讨论了转hTNF-α基因鱼腥藻7120外源基因的调控和重组质粒的稳定性问题,并探索了鱼腥藻高效培养的方法和获得大量外源基因产物的途径。