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《中国科学院研究生院(水生生物研究所)》 2007年
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集胞藻PCC6803铜离子调控表达平台和新型插入突变方法的建立

高宏  
【摘要】: 集胞藻(Synechocystis sp.) PCC6803是一种具有天然DNA转化系统的单细胞蓝藻,它既能利用光能进行自养生长,也可利用葡萄糖进行异养生长,是光合作用分子生物学研究的重要模式之一。本研究在集胞藻PCC6803中构建了一个铜离子诱导表达平台,利用这个平台对类囊体膜发生基因vipp1进行了研究;发展了一种新的基因插入突变方法,并对93个功能未知但在蓝藻和植物中高度保守的基因进行插入失活。 主要研究内容和研究结果分3部分: (1)铜离子诱导表达平台的建立。克隆了集胞藻PCC6803的petE基因的启动子PpetE,并在集胞藻PCC6803中建立了一个受铜离子浓度诱导表达的平台,利用lacZ作为报告基因发现铜离子能调控lacZ基因的表达。 (2) vipp1基因的功能研究。利用铜离子诱导表达平台构建了一个vipp1基因的突变株(PpetE-vipp1),实验表明该突变株中vipp1受铜离子浓度的调控表达。我们的研究表明vipp1是细胞生命活动所必需的基因,它对于集胞藻PCC6803的光合放氧、色素含量、光合电子传递链以及类囊体膜结构的维持均起着重要作用。 (3)集胞藻PCC6803中未知功能保守基因的敲除。通过相似性搜索,发现在集胞藻PCC6803中存在93个与高等植物基因高度相似的未知功能基因。我们发展了一种基于T-A克隆的基因敲除方法并对这些基因进行了逐一敲除,发现56%的突变株中基因不能完全分离,表明这些基因可能是细胞生命活动所必需的。 本研究得到以下主要结论: (1)铜离子诱导表达平台可以用于人为地调节基因在集胞藻PCC6803中的表达,是研究基因功能的良好工具。 (2) vipp1是集胞藻PCC6803生命活动所必需的基因,它对于细胞的光合放氧、色素的含量、光合电子传递链以及类囊体膜的结构的发生/维持均起着重要的作用。 (3)集胞藻PCC6803存在一些未知功能的保守基因,它们在蓝藻及高等植物中均非常保守,其中一些是细胞生命活动所必需的。
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(水生生物研究所)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:Q943.2

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