蓝细菌16S rRNA双甲基化酶基因ksgA的进化分析、蛋白结构预测及功能验证

为研究核糖体小亚基rRNA双甲基化酶基因ksgA的进化关系、蛋白结构和功能,利用MEGA 5.2软件构建了37种蓝细菌ksgA基因和16S rDNA的系统进化树,通过SWISS-MODEL分析和预测KsgA的蛋白质结构模型,并通过克隆集胞蓝细菌Synechocystis sp.strain PCC 6803、鱼腥蓝细菌Anabaena sp.strain PCC7120和聚球蓝细菌Synechococcus elongates sp.strain PCC 7942的ksgA基因对大肠杆菌ksgA突变体进行了异源互补.结果表明:ksgA基因在蓝细菌中与16S rDNA进化分支高度相似,且体现出蓝细菌进化的聚类特征;蓝细菌KsgA甲基化酶与该蛋白家族的其他蛋白质拥有共同的保守结构、催化位点和配体结合位点;克隆的3种蓝细菌ksgA基因均能在一定程度上互补大肠杆菌ksgA基因的功能.     

Synechocystis sp. strain PCC 6803定量PCR模板制备方法的改进

以Synechocystis sp.strain PCC 6803为实验菌株,设计改良制备定量PCR模板的方法;同时,对Synechocystis sp.strain PCC 6803总RNA的Trizol抽提法进行优化.结果显示,利用改良方法抽提得到的RNA结构更完整;同时,利用改良方法制备的模板可以用于后续定量PCR实验;其中,只有高表达量基因适用于半定量PCR,低表达量基因则需要实时荧光定量PCR检测.     

MreB在鱼腥蓝细菌PCC 7120细胞分裂过程中的功能

为研究Anabaena sp. PCC 7120中的细胞形态决定蛋白MreB的亚细胞定位和功能,构建了由mreB自身启动子驱动的mreB-gfp融合载体,通过接合转移的方法将其转化到野生型Anabaena sp. PCC 7120中,获得绿色荧光蛋白标记的MreB的鱼腥蓝细菌菌株,同时用MreB的抑制剂A22处理菌株。结果显示,MreB的亚细胞定位随着细胞周期的进程而发生变化,A22处理可导致MreB无法正确聚合定位。     

鱼腥蓝细菌PCC 7120对Mn2+的吸附

为寻找新型生物吸附剂用于重金属污染环境的修复,本研究通过设置不同时间、质量浓度以及氮源缺乏等条件,检测了鱼腥蓝细菌PCC 7120对Mn~(2+)的吸附情况。结果表明:在Mn~(2+)质量浓度低于10mg/L时,PCC 7120对Mn~(2+)的去除率最高能达到80%,并且PCC 7120对Mn~(2+)的吸附过程符合Freundlich等温吸附模型和准二级吸附动力学方程。缺氮后,PCC 7120对Mn~(2+)的耐受力降低且吸附能力大大减弱。     

鱼腥蓝细菌PCC 7120中两个磷酸酶N端结构域活性分析

为了研究鱼腥蓝细菌(A nabaena sp.)PCC 7120中两个PP2C类蛋白磷酸酶PrpJ1和PrpJ2的磷酸酶活性,将编码两个蛋白N端至跨膜区的基因片段重组到质粒中,转化大肠杆菌进行原核表达,获得了可溶性的PrpJ1up和PrpJ2up蛋白.并且以pNPP为底物测定了所得蛋白的磷酸酶活性,双倒数作图法结果显示PrpJ1up蛋白的KK为0.30 mmol/L,Vmax为7.10 nmol/min;PrpJ2up蛋白的Km为0.24 mmol/L,Vmax为0.43 nmol/min.     

鱼腥蓝细菌PCC 7120异形胞的分离

鱼腥蓝细菌PCC 7120是一种光合自养型丝状蓝细菌.缺氮条件下,菌丝上5％～10％的营养细胞分化为异形胞,发挥固氮作用.异形胞是研究生物固氮和细胞分化的理想材料.为研究异形胞生理功能及其发育过程中的基因表达变化,需要从菌丝中分离高质量的异形胞.用2 mg/mL溶菌酶与0.1％ Triton X-100同时处理菌丝30 min,得到了完整性好、纯度高的异形胞.     

集胞藻Synechocystis sp. PCC 6803 slr1501的克隆及原核表达分析

组蛋白乙酰基转移酶上调表达与抗逆性有一定相关性。集胞藻Synechocystis sp. PCC 6803 Slr1501是一个未知蛋白,预测其属于组蛋白乙酰基转移酶GNAT家族N-乙酰基转移酶。为了进一步明确slr1501基因功能,本研究从集胞藻6803中克隆slr1501基因,成功构建了pET-28a(+)-slr1501原核表达载体,并转化至大肠杆菌BL21(DE3)进行分析。经1 mmol/L IPTG诱导2 h后Slr1501蛋白成功表达,表达量随诱导时间的延长而增加,且主要以包涵体形式表达。Western blot检测结果显示Slr1501重组蛋白特异性表达。本试验结果为进一步研究该基因的功能奠定了基础。     

不同盐分对羊草种子萌发和根芽生长的影响

采用水培发芽方法研究了4种中性盐(NaCl、KCl、Na2SO,4、K2SO,4)和4种碱性盐(NaHCO3、KHCO3、Na2CO3、K2CO,3)及其不同浓度培养对羊草种子萌发和根芽生长的影响.结果表明,钠盐对羊草种子萌发和根芽生长的抑制作用明显大于钾盐,碱性盐大于中性盐,二价盐大于一价盐.Na2CO3和NaHCO3浓度≥20 mmol·L-1Na2SO4、K2CO3和KHCO3浓度≥50 mmol·L-1NaCl、KCl和K2SO4浓度≥100 mmol·L-1时对羊草种子萌发达到显著抑制水平.羊草根系埘盐分的抑制作用具有敏感性,除5 mmol·L-1的NaCl、KCl和NaHCO,3外,各种盐分浓度对根长均达到显著抑制水平.相同摩尔浓度(以50 mmol·L-1为例)下,羊草种子芽长在NaCl、KCl、Na2SO4、K2SO,4、NaHCO3、KHCO3、Na2CO3和K2CO3胁迫下分别比对照下降了26%、5.5%、50.7%、11%、38.7%、37.1%、79%和83.9%.高Na 含量和高pH是抑制羊草种子萌发和根芽生长的主要原因.     

3种钠盐胁迫对中华羊茅种子萌发的影响

为了探明不同钠盐胁迫中华羊茅种子的萌发特性,采用实验室发芽试验研究了不同中性盐(NaCl)和碱性盐(NaHCO3和Na2CO3)胁迫对中华羊茅种子发芽率、胚芽长、胚根长等的影响.结果表明:1)3种钠盐胁迫下,中华羊茅种子的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数均随着盐浓度的升高而降低.2)当NaC1浓度≤200 mmol/L、NaHCO3≤100 mmol/L、Na2CO3≤50 mmol/L时,中华羊茅种子可正常萌发;当NaCl浓度为300 mmol/L、NaHCO3为150 mmol/L、Na2CO3为100 mmol/L时,种子萌发明显受到抑制;当NaC1浓度为500 mmol/L、NaHCO3为300 mmol/L、Na2CO3为150 mmol/L时,种子不发芽,并且随着3种盐浓度的继续增高,胚芽生长迅速下降,而胚根的生长也呈下降趋势;在NaC1浓度为50 mmol/L时,种子的胚根生长较对照略高.     

不同钠盐胁迫对德兰臭草种子萌发的影响

[目的]研究不同钠盐胁迫对德兰臭草(Melica transsilvanica)种子萌发和幼苗生长的影响.为德兰臭草对不同种盐胁迫的适应能力以及耐受性提供科学参考.[方法]采用(NaCl、Na2CO3、Na2SO4、NaHCO3)4种盐试验,通过对发芽率、萌发指数、相对萌发率、相对盐害率、根长、芽长、地上部分鲜重以及株重的测定,比较不同钠盐对其生长的影响.[结果]在4种盐胁迫中,随着NaCl浓度的增加,发芽率相关指标均呈显著下降,NaC1在200 mmol/L时就不再萌发;Na2CO3浓度小于10 mmol/L时,种子萌发和生长均受到促进,20 mmol/L时就不再萌发;NaHCO3在小于10 mmol/L时,促进种子萌发和生长,在70 mmol/L时就不再萌发;NaSO4对德兰臭草种子萌发的影响最小,150 mmol/L时为种子萌发的半致死浓度,在200 mmol/L时种子就不再萌发.[结论]不同盐处理对德兰臭草种子萌发的抑制作用表现为Na2CO3＞ NaHCO3＞ NaCl＞ Na2SO4.     

鱼腥蓝细菌实时观察微型培养系统的建立和应用

为克服传统方法不能实现对特定菌丝或细胞的连续定点观察的难题,利用低熔点琼脂糖培养基将菌丝包埋在玻底培养皿中,制备了鱼腥蓝细菌PCC 7120菌株实时观察的微型培养体系.结果表明:在该培养体系中,菌丝能进行正常的生长、分裂和分化;利用该系统可以观察细胞分裂蛋白FtsZ和DNA双链损伤修复蛋白RecN在细胞分裂过程中的动态变化,实现对同一菌丝进行长时间的连续定点观察.     

单交换法构建鱼腥蓝细菌ftsZ的gfp原位标记菌株

利用单交换法将gfp整合到鱼腥蓝细菌PCC 7120基因组上,构建ftsZ-gfp的翻译融合菌株,并观察了FtsZ蛋白的亚细胞定位.结果表明:通过同源重组,gfp与基因组中唯一完整的ftsZ融合,既保证了ftsZ基因的正常表达又能准确反映ftsZ蛋白的亚细胞定位,并且实验周期短、操作方便,是研究蛋白质亚细胞定位的一种简单有效的方法.     

氮磷比对鱼腥藻和普通小球藻生长竞争的影响（英文）

通过室内试验研究了不同氮磷比(低氮磷比组:N/P=16∶1;中低氮磷比组:N/P=32∶1;中高氮磷比组:N/P=64∶1;高氮磷比组:N/P=320∶1)条件下鱼腥藻(Anabaena sp.strain PCC)、普通小球藻(Chlorella vulgaris)的生长及种间竞争情况,结果表明,鱼腥藻在中高氮磷比下的现存量最大。氮磷比对纯培养体系中普通小球藻的生长没有显著影响,但对混合培养体系中普通小球藻的生长有显著影响,中低氮磷组普通小球藻的现存量最大。氮磷比对藻类的竞争抑制参数影响显著。低氮磷比、中低氮磷比下,鱼腥藻在竞争中占优势;中高氮磷比、高氮磷比下,鱼腥藻、普通小球藻不稳定共存。     

集胞藻6803藻胆体藻蓝蛋白多克隆抗体制备及其初步应用

通过PCR扩增出集胞藻6803 C-PC编码基因cpcA,构建表达质粒pET32a(+)-cpcA,转化大肠菌株BL21(DE3)pLysS,用IPTG诱导表达、经His-tag纯化后免疫日本大耳白兔获得多克隆抗体。间接ELISA法揭示该抗体效价可高达1∶1 025 000;蛋白免疫印迹确定该抗体具有高度特异性。应用该抗体进行蛋白免疫印迹检测,结果发现C-PC蛋白在生长光与高光培养条件下的数量,以及与2个光系统间的连结数量均存在显著差异,为进一步研究藻胆体的杆在响应与适应机制中所承担的重要角色奠定了生化基础。     

碱法絮凝采收聚球藻7002的研究

[目的]探究碱法絮凝采收聚球藻7002的效果和机制。[方法]通过研究不同pH、沉降时间和藻细胞浓度对絮凝效果的影响,确定碱法絮凝聚球藻7002的最佳条件,通过检测藻体Zeta电位和藻体沉淀中Ca~(2+)和Mg~(2+)的浓度,分析碱法絮凝收集聚球藻7002的机制,并根据采收的藻细胞的生长情况,评估碱絮凝方法的安全性。[结果]碱法絮凝采收聚球藻7002的最佳pH和沉降时间分别为10.5和120 min,采收过程不受藻细胞浓度的影响。当絮凝pH为10.5时,藻体Zeta电位(绝对值)最低,Mg(OH)_2沉淀大量形成,并通过正负电荷中和作用诱导藻细胞絮凝。此外,pH 10.5的絮凝条件不会对藻细胞的生理活性产生明显影响。[结论]该试验得到了一种经济高效采收聚球藻7002的方法。     

集胞藻PCC6803蛋白组学研究进展

自集胞藻PCC6803蛋白组学研究工作开展以来,已取得一系列研究成果。这些研究成果主要分为2类：①鉴定了全细胞或亚细胞结构内表达的蛋白质;②发现了许多环境胁迫条件引起的蛋白质差异表达,为理解细胞胁迫反应和蛋白的功能提供了线索。从这2个方面分别对集胞藻PCC6803蛋白组学的研究成果进行简要综述。