衣藻增殖、悬浮与沉降过程对水-泥 界面磷素动态的影响

为阐明水华过程藻群动态对水-泥界面磷素变化的影响,采集太湖梅梁湾水样和泥样,以莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)为对象,通过室内模拟实验(76 d),研究藻体增殖、悬浮与沉降过程水-泥界面不同形态磷素含量及碱性磷酸酶活性(APA)的变化。结果表明:衣藻快速增殖与悬浮导致水体pH与DO含量明显升高,总磷和无机磷浓度迅速降低,但底泥有机磷含量平均高出无藻处理1.5倍。此外,衣藻沉降期底泥水溶性磷含量明显降低,这是由于部分沉降在底泥表面的藻体继续存活并吸收利用了水溶性磷。上覆水APA在藻体大量沉降后平均高于增殖和悬浮期1～3倍。相比较而言,底泥APA在藻体快速增殖与悬浮期达到最高,此后,APA降低,但仍高于无藻处理2倍以上。因此,衣藻水华过程加速了水-泥界面磷素的释放,部分沉降至底泥表面的存活藻体吸收利用磷素进而增殖和再悬浮,这可能是富营养化水体水华反复和多次暴发的重要原因之一。     

Pb^2＋对衣藻和微囊藻种间竞争的影响

以衣藻和微囊藻的混合培养来模拟水体生态系统的浮游植物群落，研究了Pb^2＋不同质量浓度对水体生态系统中衣藻和微囊藻种问竞争的影响．结果显示，其优势种随Pb^2＋质量浓度的变化而变化，在乙酸铅低质量浓度下铜绿微囊藻为优势种，而在乙酸铅高质量浓度下衣藻变为优势种．测定了Pb^2＋不同质量浓度对衣藻和微囊藻的生长、叶绿素a含量以及蛋白质的影响，结果表明：微囊藻在乙酸铅低质量浓度污染下生长速度较快，而衣藻对Pb^2＋高质量浓度污染的耐受能力较微囊藻高，这可能是导致衣藻和微囊藻混合培养的培养体系结构随环境Pb^2＋污染强度而变化的重要原因．     

水葫芦根厌氧发酵与沙角衣藻生长偶联研究

本文对水葫芦采用不同浓度的NaOH预处理,研究其对水葫芦厌氧发酵产气量的影响. 在培养基中分别加入乙酸钠、碳酸氢钠和发酵上清液培养沙角衣藻,讨论对沙角衣藻生长的影响. 结果发现,2% 浓度的NaOH预处理对根发酵产气最为有利,根叶混合物经预处理后可获得802.6mL/100g新鲜底物的最佳产气量;以乙酸钠作培养基碳源,沙角衣藻生物量能得到明显积累,可从初始的0.4×106个/mL达到10d后的2.84×106个/mL.     

盐生杜氏藻和衣藻双结构域NAD+GPD基因的生物信息学分析

将盐生杜氏藻(Dunaliella salina)双结构域(SerB和GPD)3-磷酸甘油脱氢酶基因(NAD+-GPD)序列与莱茵衣藻全基因组进行比对,发现莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)中也存在具有SerB和GPD结构域的NAD+-GPD基因序列.在对两个物种NAD+-GPD基因的基因结构、mRNA组成成分、编码蛋白及其理化性质和编码蛋白结构的分析中,发现二者具有较高的相似性.针对目前仅在盐藻和衣藻中发现含SerB和GPD结构域的NAD+-GPD基因这一现象,分别对SerB和GPD结构域同源基因的系统进化进行了分析.     

沙角衣藻对镉胁迫下小麦幼苗抗氧化酶活性的影响

以不同浓度单一沙角衣藻和混合Cd2+对小麦进行处理,分别在处理后第0~6 d测定小麦幼苗体内SOD、CAT、GR、APX的活性变化.结果表明,单一Cd2+处理使前3种酶的活性升高,后一种酶的活性降低;一定时间内一定浓度的单一藻液处理能使酶活性升高.在藻液与Cd2+混合处理中,SOD、CAT、GR、APX活性最终都高于单一Cd2+处理组.说明在高浓度胁迫下,沙角衣藻对小麦幼苗能起到一定的保护作用.     

莱茵衣藻鞭毛内运输蛋白IFT81调控鞭毛组装

利用插入突变的方式获得了一株衣藻不运动突变体ift81,该突变体表现出鞭毛缺失或者短鞭毛的性状。基因序列分析表明,外源基因aphⅧ插入了突变体中IFT81( intraflagellar transport, IFT)基因的第五个外显子内,并导致该外显子原有的52个碱基对被替换。把含有完整IFT81基因的重组质粒导入突变体ift81后,其鞭毛恢复为野生型且可以检测到IFT81-HA融合蛋白的表达,这证明突变体的鞭毛缺陷确实是由于IFT81基因突变所导致。电镜观察显示突变体中鞭毛的显微结构发生改变,免疫荧光实验证实IFT81蛋白主要定位于基体和鞭毛部位。上述结果表明：IFT81蛋白缺失会导致衣藻鞭毛组装缺陷,在鞭毛组装所需蛋白的运输过程中,IFT81蛋白是必不可少的。     

gpd1基因莱茵衣藻表达载体构建及农杆菌介导转化莱茵衣藻

甘油3-磷酸酰基转移酶基因(gpd1)可以调控植物脂质代谢中关键酶甘油-3-磷酸脱氢酶(GPDH)的活性,能促进植物脂质合成。本研究以莱茵衣藻FACHB-479为受体,通过克隆酵母gpd1基因,构建莱茵衣藻的农杆菌双元表达载体pRI-Ble-GPD1,首次以农杆菌介导法将携带在农杆菌LBA4404的gpd1基因转移到FACHB-479基因组。在含有10μg/m L博莱霉素的TAP平板筛选得到抗性藻体细胞。经过分子生物学PCR及RTPCR鉴定,获得转基因藻FACHB-GPD。尼罗红染色法鉴定分析FACHB-GPD细胞中油脂含量增高1.3~1.52倍。该研究表明农杆菌介导外源gpd1基因在莱茵衣藻FACHB-479基因组的过表达能增加脂肪酸含量,从而提高其产油能力。     

用p387NIT1转化和诱变莱茵衣藻(C.reinhardtii) CBN1基因的研究

用微玻璃珠研磨法将p387NIT1质粒转入到莱茵衣藻硝酸还原酶缺陷型及缺壁突变株品系CC-2677(cw15nit1-305 mt-)中,得到了一些不同的插入型突变转化子.在本实验室条件下CC-2677突变株品系的转化率最高时达到了88个/μg DNA.经多次转化共获得各种转化子1 800多个,对它们进行荧光检测后检测出缺乏叶绿素b的一个突变子NIT17-1.并进一步用高效液相色谱法对其光合色素含量进行检测,结果证实该突变体的确丧失了叶绿素b合成能力.该突变株将可作为CBN1基因克隆及其定位的有利工具.     

Transfer of a eubacteria-type cell division site-determining factor CrldfnD 8ene to the nucleus from the chloroplast genome in Chlamydomonas reinhardtii

MinD is a ubiquitous ATPase that plays a crucial role in selection of the division site in eubacteria, chloroplasts, and probably Archaea. In four green algae, MesosUgma viride, Nephroselmis olivacea, Chlorella vulgaris and Prototheca wickerhamii, MinD homologues are encoded in the plastid genome. However, in Arabidopsis, MinD is a nucleus-encoded, chloroplast-targeted protein involved in chloroplast division, which suggests that MinD has been transferred to the nucleus in higher land plants. Yet the lateral gene transfer （LGT） of MinD from plastid to nucleus during plastid evolution remains poorly understood. Here, we identified a nucleus-encoded MinD homologue from unicellular green alga Chlamydomonas reinhardtii, a basal species in the green plant lineage. Overexpression of CrMinD in wild type E. coil inhibited cell division and resulted in the filamentous cell formation, clearly demonstrated the conservation of the MinD protein during the evolution of photosynthetic eukaryotes. The transient expression of CrMinD-egfp confirmed the role of CrMinD protein in the regulation of plastid division. Searching all the published plastid genomic sequences of land plants, no MinD homologues were found, which suggests that the transfer of MinD from plastid to nucleus might have occurred before the evolution of land plants.