集胞藻6803中一个未知基因的功能分析及其自然转化条件的优化

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1、上海师范大学硕士学位论文集胞藻6803中一个未知基因的功能分析及其自然转化条件的优化姓名：龙宗娟申请学位级别：硕士专业：水生生物学指导教师：马为民;王全喜20100501上海师范大学硕士学位论文摘要论文题目：集胞藻6803中一个未知基因的功能分析及其自然转化条件的优化学科专业：水生生物学学位申请人：龙宗娟指导老师：马为民副教授、王伞喜教授摘要蓝藻是一类能进行光合放氧的原核生物，也是研究光合作用的模式生物之一。集胞藻6803(Synechocystissp．strainPCC6803)是一种单细胞的蓝藻。尽管集胞藻6803是第一个完成基因组序列测定的光合生物，但目前该藻株中

2、仍存在许多未知功能的基因，其中也包括了一些潜在调控光系统II的未知基因。然而，至今人们对这些未知基因的了解尚不够。酵母双杂交的数据表明，一个未知功能基因(命名为：rps2)的表达产物与光系统IIPsb27亚基间存在蛋白质的相互作用。而Psb27亚基是组装和稳定放氧复合体的一个关键因子。因此，为了揭示rps2基因的表达产物是否也会影响光系统lI放氧复合体的组装与稳定，本研究对rps2基因进行了深入调查。首先，通过构建同源重组载体pUC．Arps2、自然转化和多次继代筛选后，PCR的鉴定结果表明，我们获得了rps2基因缺失的突变株。其次，通过叶绿素荧光仪和氧电极等测定了rps

3、2基因缺失突变株和野生型集胞藻6803光系统II的光化学与非光化学淬火以及放氧活性。结果表明，rps2基凶的缺欠严重影响了光系统II的放氧活性。再次，通过光度计等测定了rps2基因缺失突变株和野生犁集胞藻6803细胞的生长曲线，结果表明，rps2基因的缺失严重影响了细胞的生长速率。这些结果暗示：rps2基因通过调控了Psb27亚基的表达，下调了光系统II放氧复合体的活性，从而抑制细胞的生长速率。．在同源重组载体pUC-Arps2的自然转化过程中，我们意外地发现：低光处理能够有效地提高转化子出现的频率；相反，高光处理则显著地抑制了转化子出现的数量，但可明显地缩短转化子出现的

4、时间。并且，这一自然转化的效率IV卜海师范大学硕十学位论文摘要与细胞膜的通透性密切相关。进一步，我们对集胞藻6803自然转化的分了机制进行了讨论。综上所述，未知基因rps2通过下调光系统II放氧复合体的活性，从而抑制了细胞的生长速率。因此，rps2的表达产物是稳定光系统Il放氧复合体的又一个关键因子。另外，光强是影响集胞藻6803自然转化效率的一个重要因素。关键词：新基因；光系统II；放氧复合体；自然转化；集胞藻6803VSUBJECETFunctionalanalysisforanunknownencodinggeneofSynechocystissp·strainPC

5、C6803anditsoptimationfornaturaltransformationconditionsMAJORHydrobiologyAUTHORZongjuanLongSUPERVISORAssociateProf．WeiminMaandProf．QuanxiWangAbstractCyanobacteriaaleautotrophicprokaryotesperformingoxygenicphotosynthesissimilartothatofhigherplants．Synechocyst括sp．strainPCC6803(Synechocystis6

6、8031isaunicellularcyanobacterium．AlthoughSynechocysits6803completegenomeisfirstcharacterizedinphothosyntheticorganisms，uptonow,thereexistmanvencodinggenesofunknownfunctionsinthisunicellularcyanobacterium，includingsomepotentialunknowngenesforregulatingthephotosystemIIcomplex·However'little

7、isknownregardingthecharacteristicsoftheseunknowngenesinSynechocystis6803．Theresultsofyeasttwo-hybridindicatedthatthereexistaprotein。proteininteractionbetweentheexpressionproductofanunknownfunction(rps2)andthesubunitPsb27ofphotosystemII．Ithasbeenpreviouslyreportedtha