蓝藻基因组研究进展

本文对近年来蓝藻基因组研究进展进行了综述.介绍了聚胞藻PCC6803基因组研究方法和成果,包括最佳分析软件的选择,所获得的基因组基本信息,以及后基因组研究的部分成果.蓝藻基因组间差异很大,文中介绍了其它蓝藻基因组的基本信息和在各个藻种里的重要发现.文章最后探讨了蓝藻基因组的研究意义和前景.     

两种蓝细菌中7对毒素-抗毒素系统的分析和鉴定

蓝细菌(cyanobacteria)是一类能进行放氧光合作用的原核生物。蓝细菌生长速度较快, 几乎存在于所有的陆地和水生环境中。毒素-抗毒素(toxin-antitoxin, TA)系统在原核生物中分布十分广泛, 在细菌的生命活动中扮演了重要的角色, 如维持水平基因转移元件的稳定性以及应对环境胁迫压力等。已有的基因组分析表明, 蓝细菌基因组中含有大量潜在的毒素-抗毒素系统, 但是目前对蓝细菌毒素-抗毒素系统的实验鉴定仍较少。本文分别以淡水和海水代表菌株集胞藻PCC6803(Synechocystis sp. PCC6803)和聚球藻WH7803(Synechococcus sp. WH7803)为研究对象, 对二者基因组上的毒素-抗毒素系统进行预测, 并选取预测结果中的7对潜在的毒素-抗毒素系统进行实验验证。结果表明, 集胞藻PCC6803的两对毒素-抗毒素系统BAD01932-1933 和 BAA18559-New ORF7中的毒素具有明显的细胞毒性。本文的研究结果有助于后续对蓝细菌毒素-抗毒素系统及其生态和生物学功能的研究。     

具荧光活性的节旋藻藻蓝蛋白α亚基在大肠杆菌中的重组表达

为探索节旋藻藻蓝蛋白的生物合成机理,以钝顶节旋藻(Arthrospira platensisFACHB314)基因组DNA为模板克隆了藻蓝蛋白α亚基基因cpcA、催化脱辅基蛋白与色基结合的裂合酶基因cpcE和cpcF,以及催化色基合成的铁氧蛋白氧化还原酶基因pcyA;以Synechocystissp.PCC6803基因组DNA为模板克隆了亚铁血红素氧化酶基因hox1。然后分别将cpcA、cpcE和cpcF基因构建到质粒pACYCDuet-1中,将hox1和pcyA基因构建到质粒pET-24a(+)中,用电击法将二者共同转化E.coliBL21(DE3),经诱导表达得到具有荧光活性的节旋藻藻蓝蛋白α亚基。在590 nm激发波长下,荧光发射峰为637.8 nm,证实了节旋藻自身的裂合酶CpcE和CpcF能够催化色基PCB与藻蓝蛋白脱辅基结合产生有荧光活性的藻蓝蛋白α亚基,为表达有荧光活性的藻蓝蛋白提供理论和实验基础。     

利用同源重组质粒pUTK转化蓝藻Synechococcus sp.PCC7942及胸腺素α1的表达

采用本实验室构建的丝状蓝藻Calothrixsp.PCC7601基因整合平台系统供体质粒pUTK转化单胞蓝藻Synechococcussp.PCC7942,通过抗性筛选获得了具卡那霉素抗性的转化藻株。经Southern杂交证实 pUTK部分序列已整合到Synechococcussp.7942染色体DNA上 ;红光诱导后通过蛋白质SDS PAGE电泳 ,Westernblot证实 pUTK的胸腺素α1 基因得以有效表达,表达量达到总蛋白的4.8 %。结果表明,基因整合平台系统供体质粒 pUTK不仅可转化丝状蓝藻Calothrixsp.PCC7601,还可转化单胞蓝藻Synechococcussp.PCC7942。     

利用同源重组质粒pUTK转化蓝藻Synechococcus sp.PCC7942及胸腺素α1的表达

采用本实验室构建的丝状蓝藻Calothrixsp.PCC7601基因整合平台系统供体质粒pUTK转化单胞蓝藻Synechococcussp.PCC7942,通过抗性筛选获得了具卡那霉素抗性的转化藻株.经Southem杂交证实pUTK部分序列已整合到Synechococcussp.7942染色体DNA上;红光诱导后通过蛋白质SDS-PAGE电泳,Westernblot证实pUTK的胸腺素α1基因得以有效表达,表达量达到总蛋白的4.8%.结果表明,基因整合平台系统供体质粒pUIK不仅可转化丝状蓝藻Calothrixsp.PCC7601,还可转化单胞蓝藻SynechococcussP.PCC7942.     

蛋白质组学研究在赤潮藻研究中的应用

1蛋白质组学的发展随着DNA序列测定技术的飞速发展,人类基因组(Human genome)的测序工作提前完成,人们可以在很短的时间内获得某种生物基因组的全序列。到2004年7月,已经有173种病毒和原核生物基因组的工作已经完成,其中古细菌19种、真细菌154种(蓝藻8种),与此同时一些更高等生     

利用同源重组质粒pUTK转化蓝藻Synechococcus sp.PCC9742及胸腺素α1的表达

采用本实验室构建的丝状蓝藻Wynechococcus sp.PCC7601基因整合平台系统供体系粒pUTK转化单胸藻Syenchococcus sp.PCC7942，通过抗性筛选了具卡那霉素抗性的转化藻株，经Southern杂交证实pHTKUK部分序列已整合到Synechococcus sp.7942染色体DNA上，红光诱导后通过蛋白质SDS－PAGE电泳，Westem blot证实pUTKpUTK的腺素a1基因得以有效表达，表达量达到总蛋白的4．8％，结果表明，基因整合平台系统供全质粒pHT不仅可转化丝状蓝灌Calothrix sp.PCC7601,还可转化单蓝藻Synechococcus sp.PCC7942.     

蓝藻钙信号的研究进展

近年来对钙离子在蓝藻信号传导中的潜在作用进行了研究。大量证据表明，蓝藻能够“感知”与“区分”不同的环境刺激，并以钙瞬变的形式产生反应。这是不同的环境刺激所引起的钙离子的内流或外流的结果。由氮缺乏所引起的钙信号对丝状蓝藻鱼腥藻异型胞的分化非常关键。鱼腥藻PCC7120中钙结合蛋白（CcbP）的发现为钙信号在蓝藻中的作用提供了进一步的证据，CcbP的降解或表达下调是氮缺乏时钙信号产生的主要原因。但是与真核生物相比，蓝藻钙信号的编码与解码机制还不清楚。因此，为了解钙信号如何在蓝藻中发挥作用，还要进行系统的、深入的研究，特别是从细胞水平了解钙信号的动力学特征。     

鲸类线粒体基因组特征分析及分子标记探讨

综合分析鲸类32个物种的线粒体基因组全序列,全面揭示了鲸类线粒体基因组的基本特征、蛋白质编码基因、选择压力和差异位点等.鲸类线粒体基因组均编码后生动物标准的37个基因.绝大多数鲸类线粒体基因组的基因排列顺序完全相同,而且与脊椎动物线粒体基因组的典型排列一致.4个类群(真露脊鲸属、须鲸属、原海豚属和宽吻海豚属)线粒体基因...     

耐盐基因转化蓝藻Synechococcus sp. PCC 7942研究

将从极端耐盐的假单胞杆菌中克隆得到的3个基因，即转录调控因子基因，NADH脱氢酶Ⅱ基因和磷酸甘油磷酸酯酶基因转入淡水蓝藻Synechococcus sp.PCC 7942中，使受体藻对NaCl的耐受性从低于2．5％显著提高到4．5％，进一步证明了这3个基因确定与生物的耐盐性密切相关。本实验为进一步培育耐盐经济作物奠定了基础。