莱茵衣藻丝/苏氨酸蛋白激酶突变株蓝光响应的表征

作者：李旺宁; 梁梦静; 杨泽; 李亚男; 张春辉; 季春丽; 李润植; 秦松; 薛金爱^*; 崔红利^*

来源：生物工程学报, 2023, 39(11): 4563-4579.

DOI：10.13345/j.cjb.230185

• 莱茵衣藻
• 丝/苏氨酸蛋白激酶
• 蓝光胁迫
• 转录组分析
• 差异表达基因

为研究莱茵衣藻丝/苏氨酸蛋白激酶(silk/threonine protein kinase, STK)介导藻细胞蓝光响应的分子机制，本文对蓝光胁迫下莱茵衣藻STK突变株系crstk11(AphvIII盒反向插入stk11基因编码区)进行表型鉴定及转录组分析。表型鉴定显示，正常光(白光)下，野生型株CC5325与突变株crstk11的生长和色素含量差异较小；蓝光抑制了crstk11藻细胞生长和叶绿素合成，但显著促进类胡萝卜素积累。转录组分析显示，蓝光处理4 d，突变株(STK4) vs.野生型(wild type, WT4)共检测到差异表达基因(differential expression genes, DEGs) 860条(559个上调，301个下调)。高蓝光处理8 d,STK8 vs. WT8共获得1 088个DEGs (468个上调，620个下调)。KEGG富集分析发现，与CC5325相比，crstk11蓝光响应基因主要参与胞内光合作用催化活性、碳代谢和色素合成等。其中，上调基因包括psaA、psaB和psaC,psbA、psbB、psbC、psbD、psbH和psbL,petA、petB和petD，以及编码ATP合成酶α、β和c亚基的基因。下调基因有petF和petJ等。研究揭示了莱茵衣藻蛋白激酶CrSTK11可能通过介导光合作用、色素合成和碳代谢参与藻细胞蓝光响应，这为深入解析藻类光胁迫抗性机制提供了新知识。

• 单位
  中国科学院烟台海岸带研究所; 山西农业大学