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集胞藻PCC6803 RNA结合蛋白基因rbp3在寒冷适应中的作用

唐蜻  
【摘要】: 集胞藻(Synechocystis sp.)PCC6803是一种单细胞蓝藻,既可以利用CO2进行光合自养生长又可利用葡萄糖进行异养生长,具有天然的外源DNA转化系统。作为蓝藻分子遗传学研究的模式生物之一,该种是嗜中温蓝藻,适合于在25~40oC温度区间生长,最适生长温度为30oC。本文利用基因芯片技术研究了集胞藻在15oC低温条件下的转录谱,并重点研究了RNA结合蛋白rpb3基因在寒冷适应中的作用。 主要研究内容有如下两个方面: 1、集胞藻PCC6803的转录组学研究。利用基因芯片技术比较集胞藻PCC6803在30oC生长和在15oC处理后的转录谱差异。15oC光照条件下,在2950个基因中有282个基因转录上调,223个基因转录下调。而15oC黑暗条件下,则有154个基因转录上调,212个基因转录下调。经过对比分析,发现有25个基因在这两种条件下都上调,其中未知功能的有9个,这些基因编码的蛋白涉及到基因转录、翻译、光合电子传递、光系统等;同时发现有49个基因在这两种条件下表达都下调,这些基因编码产物涉及光合作用和蛋白折叠等。 2、rpb3基因在寒冷适应中的作用。无论是30oC或15oC条件下,rbp3突变株的生长相对于集胞藻PCC6803野生型都无明显差异。然而rbp3突变株的低温强化系数为41.6±4.2 %,它对抵抗寒冷光照胁迫的作用有显著影响。由于脂肪酸不饱和度是影响集胞藻PCC6803冷适应的重要因素,我们在rbp3::?突变株和野生型中分析了脂肪酸脱饱和酶基因desA、desB和desD的表达以及不饱和脂肪酸成分,发现二者都在突变株中显著降低。rpb3以单基因转录并在低温下略有上调。 本研究得到的主要结论有: (1)rbp3基因对于集胞藻PCC6803的低温适应起重要作用; (2)rbp3以单基因转录,其表达水平在低温条件下有所上调; (3)rbp3基因显著影响desA、desB和desD的表达水平。


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