别藻蓝蛋白β亚基基因在莱茵衣藻中重组表达及其对光能传递的影响研究

作者：徐晓婷; 臧晓南^*; 章峰; 尚孟慧; 李瑞; 毕莹; 赵悦; 马艺宁

来源：中国海洋大学学报(自然科学版), 2023, 53(09): 77-88.

DOI：10.16441/j.cnki.hdxb.20220051

• 别藻蓝蛋白β亚基
• 钝顶节旋藻
• 莱茵衣藻
• 重组表达
• 光能传递

为了探究别藻蓝蛋白与类囊体膜光合系统之间的光能传递规律，及其与异源类囊体膜光合系统之间光能转移的可能性，本研究构建了含有钝顶节旋藻(Arthrospira platensis)的别藻蓝蛋白β亚基基因(apcB),及合成藻蓝胆素的血红素氧化酶基因(ho)和铁氧还蛋白氧化还原酶基因(pcyA)的转化载体pHyg3-apcB-ho-pcyA,利用玻璃珠转化法将其导入莱茵衣藻中。聚合酶链式反应筛选验证阳性转化藻株，Southern Blot结果表明基因apcB、ho、pcyA成功转化入莱茵衣藻基因组中。而后将转化藻株与对照藻株均置于高光(50μmol·m-2·s-1)和低光(25μmol·m-2·s-1)条件、白光和绿光条件中培养，并检测别藻蓝蛋白β亚基的表达、总叶绿素含量、77 K低温荧光、光系统表观电子传递效率、生物量变化。结果显示：实时定量PCR分析和Western Blot检测表明外源基因apcB,pcyA和ho均在转基因藻株Cr-ApcBHP中得到了转录表达。高光和低光条件下光系统Ⅱ(PSⅡ)和光系统Ⅰ(PSⅠ)位置处的荧光峰均显著高于对照莱茵衣藻藻株CC-849,绿光中PSⅡ荧光峰(波长为690 nm)显著高于对照藻株；高光与低光和白光与绿光条件下转基因藻株的光系统Ⅱ的表观电子传递速率(ETRPSⅡ)值均高于对照藻株，但生物量并未见明显提高。这些结果表明转基因莱茵衣藻中可能存在自重组别藻蓝蛋白到光系统核心的光能传递，但是吸收的光能没有达到促进生物量积累的作用。本研究为利用重组表达蓝藻藻胆蛋白提高异源类囊体膜的光合作用进行了尝试。

• 单位
  中国海洋大学