杜氏盐藻psaB基因cDNA克隆及系统进化分析

根据真核生物莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)、Chlamydomonas moewusii及Chlorella vulgaris等光系统Ⅰ反应中心蛋白psaB基因的氨基酸高度保守序列,设计一对简并引物,利用TRIzol试剂提取杜氏盐藻(Dunaliella salina)细胞的总RNA,通过RT-PCR,得到的一段长为1.8kb左右的cDNA片段。PCR产物经T-A克隆并测序以及测序结果推导成氨基酸序列进行同源性比较,表明所克隆的1815bp序列为杜氏盐藻光系统Ⅰ反应中心psaB基因的cDNA片段,GenBank收录号为AY820754。根据已经得到的psaB的核苷酸序列推导成氨基酸序列与一些已知物种的psaB氨基酸序列相比较,同源性分别为Chlamydomonas reinhardtii 92%,Chlamydomonas moewusii 91%,Chlorella vulgaris 86%,Mesostigma viride 85%,Phy -scomitrella patenssubsp.Patens 85%,Nephroselmis olivacea 84%。此外,psaB密码子偏爱性分析表明:杜氏盐藻psaB基因第三位密码子A和T的组成分别为35.7%和39.17%,而G和C分别为7.27%和17.85%,即杜氏盐藻psaB基因密码子的组成大多为NNA和NNT。根据psaB基因的特征,作者对绿藻门的50个物种的psaB基因作了进化分析,结果表明:杜氏盐藻与Haematococcaceae中的大多数种类进化地位最为接近,这为更进一步弄清杜氏盐藻的遗传背景提供了理论依据。     

集胞藻PCC6803铜离子诱导表达平台的构建

在集胞藻PCC6803中,基因敲除是研究基因功能的最直接有效的方法,但是对于某些生存必需的基因则无法通过这种方法获得突变株。为研究集胞藻PCC6803中此类基因的功能,在其基因组中构建了一个petE基因启动子（PpetE）控制的铜离子诱导表达的平台。将集胞藻PpetE装配在lacZ报告基因的上游,通过同源双交换整合到这种蓝藻的基因组中。通过调节培养基中铜离子的浓度发现,lacZ的表达能够人为控制。特别是当铜离子浓度在6－400nmoL／L范围时,LacZ活力随铜离子浓度增加呈S型增长关系。利用这个铜离子诱导表达平台,可以控制某些必需基因的表达：提供铜离子维持细胞生存;而撤去铜离子时则关闭基因的表达,可以观察其对生命活动的影响。     

粤东柘林湾中肋骨条藻(Skeletonema costatum)种群生态学

于2000年5月～2004年12月对粤东大规模养殖区柘林湾的赤潮藻中肋骨条藻（Skeletonema costatum）种群的时空分布进行了长达5a的调查。结果表明,中肋骨条藻种群密度的周年变动模式基本为双峰型,平面分布没有显著的空间差异。调查期间,中肋骨条藻种群密度的站位实测值为0～1．4×10^7cells／dm^3,总均值为3．3×10^5cells／dm^3,占浮游植物总细胞数的67．1％,为调查海区第1优势种。在总共1045份样品中,有中肋骨条藻出现的样品数为1020份。其中,种群密度大于10^6cells／dm^3的样品有65份,大于10^7cells／dm。则有4份。以大于10^6cells／dm^3为中肋骨条藻的赤潮密度标准,在调查期间至少于2000年、2003年发生4次赤潮。运用灰关联理论对中肋骨条藻种群密度与13个环境因子的关系进行排序分析发现,水温、pH值和浮游动物是影响柘林湾中肋骨条藻种群时空分布的关键因子。水温还与中肋骨条藻种群密度的对数值具极显著意义的线性关系,而达到赤潮密度的样品均落在24．5～32．0℃区间,即每年的5～9月份高温季节。由于柘林湾浮游动物的年高峰期也出现在高温季节,说明浮游动物摄食压力的存在可能是柘林湾中肋骨条藻赤潮发生的重要抑制因子。2004年调查海区中肋骨条藻种群密度和在浮游植物群落中的优势度骤然降低,可能与水体营养盐结构和Fe含量的变化有关。因此,长期调查与监测对于研究海湾生态学和赤潮发生机制是极为重要的。     

锌对盐藻生长与物质积累的调控作用

实验研究了不同浓度的锌对盐藻细胞生长与物质积累的调控作用。结果表明,培养液中供给锌过多或过少都不利于盐藻细胞的生长与物质积累。以培养基中6 mg/L的锌浓度对盐藻细胞生长、蛋白质合成与β-胡萝卜素积累的促进作用最大。这一锌浓度可用于盐藻的生产性培养。当培养液中锌浓度较高(8 mg/L)或较低(2 mg/L)时,单个盐藻细胞中的蛋白质与β-胡萝卜素含量较高。但此时,因培养液中细胞密度较低,盐藻细胞积累的物质总量仍然较少。在锌浓度较高或较低的逆境条件下,盐藻可能通过适应性反应形成了逆境蛋白质与胡萝卜素等。     

磷酸盐对盐藻生长与物质积累的调控作用

实验研究了不同浓度的磷酸盐对盐藻细胞生长与物质积累的调控作用。结果表明,培养液中供给磷过多或过少都不利于盐藻细胞的生长与物质积累。以培养基中30mg/L的磷浓度对盐藻细胞生长、蛋白质合成与β-胡萝卜素积累的促进作用最大。培养液中磷浓度提高会使盐藻细胞生长与物质积累受到抑制。在培养液中的磷浓度为0mg/L时,单个盐藻细胞中的蛋白质含量最高。     

扁藻多糖的性质及结构特征的研究

利用不同浓度范围的乙醇从培养至平衡期后的扁藻细胞内沉淀分离出不同组分的扁藻多糖级分,对其理化性质和结构特征进行了相应的测定和对比分析。结果表明,经过凝胶层析分离后,乙醇浓度在0%~50%范围时沉淀的扁藻多糖与乙醇浓度为50%~75%范围时沉淀的扁藻多糖相比,前者分子量大、糖含量高、其结合的蛋白质也多,但前者的溶解度和粘度小于后者。两个级分的扁藻多糖的官能团相似,均含有硫酸基和氨基,但其含量不同。所得结果为深入研究扁藻多糖的结构及其实际应用提供了实验依据。     

中国淡水红藻一个新记录属——托氏藻属

报道了中国淡水红藻一个新记录属——托氏藻属Tuomeya Harvey。标本采于江苏徐州。该属以植物体软骨质, 多层细胞紧密排列组成坚固的皮层, 果胞枝弯曲等特征, 区别于串珠藻科Batrachospermaceae的其他属。除对此种藻类的形态作详细描述外, 还通过rbcL序列比较分析其与北美地区样本的地理差异。该属先前在加拿大、美国和南非有过报道。     

淡水超微型浮游植物多样性及其研究方法

超微藻广泛分布于海洋和淡水生态系统中,在水生生态系统尤其是微食物环中起着重要作用。自20世纪70年代被发现以来,有关超微藻的研究大多集中在海洋,直到近年来淡水超微藻才受到广泛关注。目前淡水生境中发现的超微藻主要包括真核超微藻和原核聚球藻,而在海洋生境中分布广泛的原绿球藻在淡水环境中则很少被发现。超微真核藻多样性极其复杂,几乎在所有的门类都有发现;而目前在中国湖泊中发现的聚球藻主要以富含藻蓝素的聚球藻为主。影响超微藻生长的因子主要包括营养盐、温度、光照及生物因子(如捕食)等,自然水体的超微藻可能同时受多个以上环境因子的共同影响。由于超微藻细胞微小,形态特征不明显,而且大部分物种不能被分离纯培养,因此传统研究方法受到限制,直至近些年来,荧光显微技术、流式细胞术及分子生物学技术的发展,才使我们有机会对超微藻多样性和生态学有了进一步的认识。本文对淡水超微藻多样性的研究进展进行了综述,介绍了淡水超微藻的主要类群及其环境影响因子,重点阐述了当前超微藻的研究方法。     

溶藻细菌BS01产二异丁氧基苯基对塔玛亚历山大藻生长的影响

摘要:【目的】利用一株溶藻细菌BS01分泌的杀藻化合物(二异丁氧基苯基)胺作用于赤潮藻———塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense),研究该化合物对塔玛亚历山大藻的作用效果及可能的作用机制。【方法】利用10和20μg/mL的杀藻化合物处理塔玛亚历山大藻,观察藻细胞的响应。【结果】研究发现,利用20μg/mL的杀藻化合物处理藻,24 h后杀藻率达到84.1%,此时细胞内叶绿素a的含量仅为对照的58.5%。而当对藻细胞最大光化学效率(Fv/Fm)进行测定时发现,20 μg/mL的浓度处理24 h后,最大光化学效率相比于对照细胞降低了55.5%,这说明藻细胞的光合作用过程受到抑制。细胞内部的活性氧(ROS)水平在处理0.5 h后即开始增高,并导致细胞内部的脂质过氧化,使细胞内丙二醛(MDA)的含量上升。藻细胞的抗氧化酶如超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)的活性也有不同程度的增高,以清除细胞内部的活性氧。利用透射电镜观察发现,20 μg/mL的浓度处理24 h后,细胞内重要的细胞结构解体,细胞严重空泡化,显示出细胞死亡的特征。【结论】杀藻化合物(二异丁氧基苯基)胺能够通过引起藻细胞内部氧化损伤的方式引起藻细胞的死亡,同时该化合物仅针对少数几种藻类具有杀藻效果,因此该杀藻化合物在赤潮的治理方面具有较好的应用前景。     

发菜藻蓝蛋白基因克隆及原核表达

发菜（Nostoc flagelliforme）是一种陆生固氮蓝藻,具有重要的经济和生态价值。运用双向电泳技术、MALDI-TOF-TOF/MS鉴定和数据库检索,获得藻蓝蛋白部分氨基酸序列并设计简并性引物,克隆藻蓝蛋白基因并研究其表达。结果表明,发菜藻蓝蛋白α和β亚基两个基因的编码序列及两者之间的间隔序列全长为1097bp,编码β亚基和α亚基的基因序列全长分别为519bp和489bp,β亚基基因序列位于α亚基基因序列上游,两者之间通过89bp的基因片段连接,GenBank登录号为GU549478,并对推译的α和β亚基三维结构进行了预测。将藻蓝蛋白的α和β亚基基因在大肠杆菌中表达,获得了符合预期的外源重组蛋白。研究结果为进一步研究发菜藻蓝蛋白的分子结构及生物学功能奠定了基础。