蓝细菌

摘要： 海洋超微型蓝细菌是地球上数量最多的光合自养原核类群,主要由聚球藻(Synechococcus)和原绿球藻(Prochlorococcus)两个属组成,贡献了约25%的海洋净初级生产力.聚球藻是一个古老且多样性非常高的类群,从赤道到极地都有分布.聚球藻与异养细菌及病毒的相互作用维系了微食物环的结构和复杂性,对于海洋生源要素生物地球化学循环过程至关重要.在全球变化的大背景下,基于模式预测,聚球藻将会在生态系统中发挥更重要的作用.本文从海洋聚球藻对初级生产力的贡献、遗传多样性,及其与异养细菌和蓝细菌病毒的互作机制4个方面综述该领域研究的新进展.

摘要： 蓝细菌(cyanobacteria)是一类能进行放氧光合作用的原核生物。蓝细菌生长速度较快,几乎存在于所有的陆地和水生环境中。毒素-抗毒素(toxin-antitoxin,TA)系统在原核生物中分布十分广泛,在细菌的生命活动中扮演了重要的角色如维持水平基因转移元件的稳定性以及应对环境胁迫压力等。已有的基因组分析表明,蓝细菌基因组中含有大量潜在的毒素-抗毒素系统,但是目前对蓝细菌毒素-抗毒素系统的实验鉴定仍较少。本文分别以淡水和海水代表菌株集胞藻PCC6803(Synechocystis sp.PCC6803)和聚球藻WH7803(Synechococcus sp.WH7803)为研究对象,对二者基因组上的毒素-抗毒素系统进行预测,并选取预测结果中的7对潜在的毒素-抗毒素系统进行实验验证。结果表明,集胞藻PCC6803的两对毒素-抗毒素系统BAD01932-1933和BAA18559-New ORF7中的毒素具有明显的细胞毒性。本文的研究结果有助于后续对蓝细菌毒素-抗毒素系统及其生态和生物学功能的研究。

摘要： 最初的蓝细菌、单细胞真核生物,通过无性繁殖产生后代。母体细胞分裂产生后代,后代和母体完全一样,如同复制品。为了适应日益变化的环境,单细胞真核生物中出现了有性繁殖,由两个细胞将遗传信息重组,使得后代产生多样变化。而无穷无尽的演化之旅,就此开始。

摘要： 鲕粒岩在古气候、古环境,以及古海洋领域有着独特的研究价值,然而学术界对于鲕粒成因目前仍没有统一认识。近年来,随着鲕粒形成过程中微生物诱导矿化证据的不断丰富,广为接受的“无机成因”观点正不断受到挑战。本论文从历史和当前视角,回顾了从“藻类参与”到“细菌参与”,以及现在“有机矿化过程”在微生物成因鲕粒研究方面的历程,对鲕粒形成的地球生物学过程进行了系统阐述,并着重介绍了鲕粒形成的各类生物—化学模型。但是这些模型能否解决所有鲕粒的成因问题,还有待进一步工作的检验。考虑到现阶段关于鲕粒成因的认识仍然存在非常大的争议,研究某些特定类型鲕粒的形成机制可为探究鲕粒成因之谜提供一个突破口,而具有条带状纹层结构的Kalkowsky型鲕粒则最有可能存在微生物参与。这是由于Kalkowsky型鲕粒一般以贫有机质和富有机质纹层的交替出现为特征,这与Robert Burne所述的“规则纹层状叠层石”或Robert Riding所述的“混合结构叠层石”特征非常相近,可能意味着它们具有相似的成因。富含有机质的纹层状(或带状)鲕粒虽然在现代巴哈马碳酸盐沉积环境中很少见,但在其他地区和地史记录中较为常见,通过对这种与叠层石特征非常相似的鲕粒进行研究可为了解这类鲕粒纹层形成的有机矿化过程提供了一个新的视角。

摘要： 化石记录长达35亿年的蓝细菌在地球历史的生态演化方面发挥了极其重要的作用。与蓝细菌有关的"前寒武纪之谜"等系统性科学问题一直困扰着研究学者。胞外聚合物在蓝细菌钙化起到了至关重要的作用。在分析国内外大量文献基础上,通过系统介绍蓝细菌及胞外聚合物的主要特征,回顾和总结前人在蓝细菌光合作用有关和降解过程中的钙化过程的研究成果,重点剖析蓝细菌胞外聚合物在其钙化过程中的作用,总结了主要的地质意义并提出下一步的研究展望,以期为探索与蓝细菌和微生物席钙化方面相关的系统科学问题提供借鉴和启示。

摘要： 在气候和人类活动的长期影响下,南海珊瑚礁演变出生境各异的珊瑚礁生态系统。珊瑚对特殊生境的适应离不开体内共生微生物类群的调节。分析共生微生物的生态特征有助于了解珊瑚的环境适应机制,同时可以对珊瑚未来的进化趋势做出评估。本研究从南海低纬度的南沙群岛(NS)和西沙群岛(XS)以及相对高纬度的海南陵水(LS)3个珊瑚礁区采集一种环境敏感型造礁珊瑚Pocillopora sp.,分析关键共生微生物(虫黄藻和细菌)的群落结构特征和生物量以及与环境的相关性。结果表明:(1)共生虫黄藻的群落组成在NS、XS与LS之间存在较大差异,NS和XS珊瑚共生虫黄藻的主导系群分别为D1、C1d和C42,而LS则为C42、C1d、C1p、C1和C1t;(2)共生细菌的群落组成均以变形菌(Proteobacteria)、拟杆菌(Bacteroidetes)和厚壁菌(Firmicutes)为主导系群,而具有光合作用功能的蓝细菌(Cyanobacteria)则随着纬度的升高,其相对丰度显著升高(从NS的0.95%到LS的8.18%,p<0.05);(3)在细胞数量方面,随着纬度的升高,共生虫黄藻的密度显著升高(从(3.39±0.49)×10^(6)cells/cm^(2)升至(8.90±0.65)×10^(5)cells/cm^(2),p=0.001<0.05),在相对高纬度的LS同样有着更高的珊瑚共生细菌16S rRNA基因拷贝数(p=0.001<0.05);(4)环境因子相关性分析表明,具有潜在耐热性质的虫黄藻亚系群D1与海表温度和透明度呈正相关,而在LS珊瑚中占主导的虫黄藻C42以及蓝细菌的相对丰度则与海表温度呈显著负相关,与营养盐浓度呈显著正相关。本研究对南海的环境敏感型珊瑚Pocillopora sp.的环境适应微生态机制以及未来进化趋势提供了一个较全面的认识。

摘要： 为实现思想政治工作贯穿教育教学全过程,实现全程育人、全方位育人的教育目标,课程思政成为了目前高校思想政治工作的重要内容.本文以环境工程微生物学中“蓝细菌”的教学为例,深入挖掘思政元素.在学习蓝细菌大规模爆发造成的危害时,结合国内外科研成果,通过展示图片、视频和列举数据等方式,激发学生作为环保工作者的责任感、使命感和紧迫感;在学习蓝细菌的利与弊时引导培养学生客观、辩证、全面认识问题的能力;在学习防治蓝细菌大规模爆发时,利用当代科研工作者的拼搏探索实例,培养学生的求实、创新的科学家精神.将思政元素与授课内容有机融合,一方面丰富了环境工程微生物学课程的思政案例库,另一方面充分激发了学生的课程学习兴趣,提高了学生的科研素质和人文素养.

摘要： 火烈鸟正名红鹳,隶属于鹳形目、红鹤科。红鹤雄雌相似,羽毛主要由深浅不一的红色、粉色或白色组成。火烈鸟生活在甲壳类动物、蓝细菌和硅藻等资源丰富的湿地,这些对其他动物来说可能存在毒素的食物正是火烈鸟的食物,它鲜艳的体色与它摄取的食物以及特殊的新陈代谢系统有关。

摘要： CO_(2)是最主要的温室气体,也是储量丰富的碳资源。发展CO_(2)的高效资源化利用技术可缓解迫切的能源和环境压力,是实现“双碳”目标的重要途径。蓝细菌可通过光合自养的方式将CO_(2)转变为有机物,是开发光驱动细胞工厂并直接利用CO_(2)生产化合物的主要微生物底盘。聚球藻作为蓝细菌的典型代表,生长快、遗传背景清楚、营养需求低,是目前光驱动合成生物学的热门底盘。在当前“碳达峰”和“碳中和”的“双碳”背景下,聚球藻底盘的研究正迎来前所未有的机遇。本文从自然进化、地球物理局限、土地气候依赖、太阳能转化效率等角度探讨了蓝细菌底盘开发的理性和机遇;分析了其在能源生产、化合物制造和碳汇与碳捕集中的应用潜力和愿景;从碳固定、光能捕捉和生物多样性的层面讨论了蓝细菌的代谢潜能。在上述基础上,系统综述了基因编辑、适应性进化、多元抗逆和光驱动细胞工厂这些蓝细菌合成生物学的热点研究领域近期的重要研究进展,并对当前所面临的挑战与难题进行了梳理,分析提出了可行的应对策略。对这些问题和挑战的深入探索有望推动光能捕获、固碳、抗逆、代谢网络重编等方面研究的突破,开发出超越自然进化的高效光合底盘,并最终建造高版本的光驱动细胞工厂,助力“双碳”目标的实现。

摘要： 蓝细菌是一类能进行光合作用的原核微生物,其分布广泛,环境适应力强.在盐胁迫环境下,蓝细菌能迅速合成小分子相容性物质,如甘油葡糖苷、蔗糖、海藻糖等,用以抵抗外界的高盐逆境.由于这些相容物在功能食品、美容保湿、发酵原料供给等方面展现出良好的应用潜力,近年来,利用基因工程技术提高蓝细菌相容性物质的合成能力受到业界的关注,多种相容性物质在蓝细菌中的合成效率已获得大幅提高.然而,人们对蓝细菌中相容性物质积累调控机制的认识还十分有限,这制约着相关技术的进一步发展.本文对当前蓝细菌应对盐胁迫迅速积累相容性物质的调控机制进行了综述,分别从关键基因的表达(包括转录、翻译)和关键酶的酶学活性两个层面,对相关研究进展进行了总结,并对蓝细菌相容物光驱合成技术的发展方向进行了展望.

摘要： 浅海环境是蓝细菌化石等地球早期微生物化石形成的重要埋藏环境之一.陆源黏土矿物广泛存在于前寒武纪的浅海沉积环境,探究这些黏土矿物在蓝细菌等微生物化石和相关的微生物沉积构造形成中的作用机制具有重要意义.本研究工作中,探索了黏土矿物对蓝细菌自水体沉降及其后续保存中的作用和机制.研究表明，悬浮黏土矿物可能是影响前寒武纪浅海环境中蓝细菌等微生物发生沉降保存，进而形成微生物沉积构造的一个重要因素。黏土矿物与蓝细菌等微生物的相互作用值得进一步深入探讨。

摘要： 本文通过大量的突变株筛选获得了一系列在蓝细菌铁的吸收、转运、存储和Fe-S组转方面起关键作用的关键基因，并揭示了多个关键基因的功能，研究发现蓝细菌在铁吸收机制上与其它非光合细菌存在较大差异，比如利用阳离子扩散蛋白(CDF)参与细胞在低铁条件下的铁吸收，而大肠杆菌则利用CDF蛋白向外排出铁进行高铁的脱毒害。水体中绝大多数铁被有机物鳌合，以维持其可溶性，而无机自由铁浓度低至纳摩尔以下，但蓝细菌可以利用Tong-ExbB-ExbD依赖的外膜主动运输途径，高效的吸收环境中浓度极低的无机自由铁，揭示了蓝细菌吸收铁的独特机制。

摘要： 环丁烷嘧啶二聚体光解酶是一种简单、高效的DNA修复酶，该酶利用光能修复紫外线辐射造成的DNA损伤。在光解酶中含有两类辅酶：一类是其催化活性所必须的黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)，另一类是吸收光能的光吸收天线，称作第二类辅酶。迄今为止，共发现有三种二类辅酶，包括：黄素腺嘌呤单核苷酸(FMN)、5，10-甲叉亚甲基四氢叶酸(MTHF)和8-羟基-5-去氮核黄素(8-HDF)。rn 本文通过蓝细菌Synechococcus sp.PCC 7942光解酶的过表达、全酶重建，对全酶中的辅酶进行了鉴定。氨基酸序列比对结果表明蓝细菌Synechococcus sp.PCC 7942光解酶可能具有和蓝细菌Synechococcus sp.PCC 6301光解酶一样的辅酶。光谱学研究结果确证了FAD和8-HDF在重建蓝细菌Synechococcus sp.PCC 7942光解酶中的存在。光复活结果进一步证明了8-HDF在重建蓝细菌Synechococcus sp.PCC 7942光解酶中的存在。rn 本研究结果表明蓝细菌Synechococcus sp.PCC 7942光解酶属于8-HDF型光解酶。

摘要： 谷氧还蛋白是一种作用广泛的巯基转移酶，能够还原蛋白分子间二硫键以调节细胞内氧化还原态势。本文首次克隆了蓝细菌6803谷氧还蛋白基因ssr2061，重组蛋白Grx2061经两步纯化达到纯度95％。蛋白催化二硫化物比活力为41.5 U/mg，具有较高的热稳定性，点突变结果表明保守位点的N端半胱氨酸为关键位点。体内试验表明谷氧还蛋白能提高大肠杆菌和蓝细菌的抗氧化能力。构建突变蛋白作为亲和配基钓取蓝细菌6803胞内相互作用蛋白。经LC-MS/MS鉴定共有42个目标蛋白，分别属于胁迫响应、卡尔文循环、蛋白质合成和折叠等12中细胞过程。这表明谷氧还蛋白在维持细胞内氧化还原态势方面有广泛而重要调节作用。

摘要： 本文的研究集中在蓝细菌细胞分化的早期信号与调控网络方面,通过研究异型胞发育过程中这些基因的表达,以便找到那些细胞发育过程中表达受调控的因子,为生理及遗传方面的研究打下基础.同时利用芯片技术,也可以测定在某些突变体中,哪些基因的表达受到影响,从而使我们能够了解不同基因之间的相互依赖关系.

摘要： 本文以一种耐高HCO的丝状蓝藻为研究对象,在含有O.2MHCO的培养体系中,匀速加入不同浓度的Ca成间断加入Ca并分别补充CO和蒸馏水进行了不同时期的控制模拟实验,研究了Ca对蓝细菌生长和沉积的影响和对碳酸岩沉积的贡献,探索了前寒武纪时期Ca通量大小与有机质埋藏的关系.

摘要： PCR扩增了蓝细菌体内偏码ADP-葡萄糖焦磷酸羧化酶(ADPG PPase)的agp基因,通过DNA体外重组,以红霉素抗性基因部分取代agp基因片段,构建了既含agp基因上游及下游序列、又携带选择性标记——红霉素抗生——的pUCAE质粒.该质粒转化野生型集胞藻6803细胞,获得了能在含红霉素的培养基上正常生长的突变株.对该突变株基因组DNA的PCR扩增,结果表明,在agp基因上确实发生了缺失突变.同时,突变株中ADPG PPase的活性已经消失,其细胞生长速度较野生塑细胞快,胞内叶绿素含量比野生型细胞高,表明该突变株具有较高的光合效率.在突变株中未检测到糖原的存在.而光合自养时PHB的百分含量可由野生株的3.4﹪提高到15﹪.

摘要： 本文将太湖原位试验与实验室研究相结合，分析了太湖藻华暴发水样的环境健康效应。在2009年7月对全太湖湖区，特别是梅梁湾(受污染区域)与胥口湾(对照区域)水域进行了大规模的现场采样与原位毒性试验。同时在实验室以水华暴发衍生污染物的纯品进行毒性作用机制的研究。毒性测试结果显示，太湖水华暴发地区衍生污染物的浓度在特定的条件下已经达到甚至远远超过了该污染物对水生生物的半致死浓度。微囊藻毒素染毒可以导致肝细胞产生病理转变，但却对肾脏组织没有显著影响。藻华提取物对生殖细胞的遗传毒性比肝细胞大，微囊藻毒素主要通过内质网应激和线粒体介导的凋亡途径共同作用引起肝细胞凋亡，藻毒素影响细胞脂质代谢的调控，使脂肪含量增加。藻毒素对免疫系统具有毒性作用，低剂量藻毒素能诱导正常肝细胞恶性转化，藻毒素影响细胞的基质金属蛋白酶基因的表达，可以加快肿瘤细胞在组织内的迁移。

摘要： 蓝细菌(Anabaena PCC7210)中的NtcA是属于cAMP受体蛋白(CAP)家族的一个转录因子.在本文将NtcA克隆入博T28含组氨酸标签的表达载体，在大肠杆菌BL21(DE3)中与分子伴侣共表达。经过亲和层析和和凝胶过滤法纯化得到纯度高于95%的均一性蛋白质，浓缩后在有无α-酮戊二酸（2-OG）加入的条件下结晶，希望能利用X射线衍射得到晶体数据，通过解析，从结构的角度解释2-OG使NtcA发生了怎样的构象变化，提高了其与DNA的结合能力。现已得到无2-OG条件下的单晶和纯化蛋白与1mM2-OG共混的晶体，并在晶体优化中。

摘要： 作者克隆表达了Anabaena PCC7120的aphA基因,表达产物和PCB的体外自催化重组结果与Cph1一致.同时作者用藻蓝蛋白(PC)代替PCB进行了重组.

摘要： 本发明提供含聚合氯化铝([Al2(OH)nCl6‑n]m(1＝n≤＝5,m≤＝10))、氯化锌(ZnCl2)、氯化钙(CaCl2)、氯化钾(KCL)、硫酸钠(Na2SO4)和水为特征的蓝细菌的发生预防或去除用组合物，以及将此按5至50mg/L的浓度添加后，在120小时以内消灭蓝细菌为特征的蓝细菌去除方法。

摘要： 本发明涉及用于合成脂肪醇的构建体，载体，蓝细菌，以及在蓝细菌中生产脂肪醇的方法。具体而言，本发明涉及用于在蓝细菌中合成脂肪醇的构建体，包含所述构建体的载体，包含所述构建体或用所述载体转化的蓝细菌，以及在蓝细菌中生产脂肪醇的方法。

摘要： 本发明提供了一种用于合成咖啡酸的构建体，包含有：在蓝细菌中具有活性的启动子，以及处于该启动子控制之下的苯丙氨酸酶基因、肉桂酸‑4‑羟化酶基因和对香豆酸‑3‑羟化酶基因三个基因，其中苯丙氨酸酶基因序列如SEQ ID NO.5所示，肉桂酸‑4‑羟化酶基因序列如SEQ ID NO.6所示，对香豆酸‑3‑羟化酶基因序列如SEQ ID NO.7所示。载体和蓝细菌以及在蓝细菌中生产咖啡酸的方法。本发明还涉及包含有所述构建体的载体和包含所述构建体或用所述载体转化的蓝细菌，以及在蓝细菌中生产咖啡酸的方法。一种用于合成咖啡酸的构建体，应用了该构建体的底盘生物能够催化CO2直接合成咖啡酸，无需外界碳源对香豆酸的支持，成本低，适于进行大规模生产。

摘要： 本发明涉及修饰蓝细菌、修饰蓝细菌的制造方法以及蛋白的制造方法，所述修饰蓝细菌的在蓝细菌中参与外膜(5)与细胞壁(4)的结合的蛋白的功能受到抑制或丧失。

摘要： 本发明涉及修饰蓝细菌、修饰蓝细菌的制造方法以及蛋白的制造方法。所述修饰蓝细菌表达使外膜(5)的蛋白透过性提高的有机物通道蛋白(18)。

摘要： 本发明涉及一种用于合成橄榄醇酸的构建体，包含有：在蓝细菌中具有活性的启动子，以及处于该启动子控制之下的第一基因和第二基因，其中第一基因是TKS基因和OAC基因联合基因TKS/OAC，其序列如SEQ ID NO.2所示，第二基因是酰基活化酶基因，其序列如SEQ ID NO.3所示。本发明还涉及包含有所述构建体的载体和包含所述构建体或用所述载体转化的蓝细菌，以及在蓝细菌中生产橄榄醇酸的方法。TKS基因与OAC基因的联合基因TKS/OAC会将蓝藻光合作用产生的丙二酰辅酶A和己酰辅酶A催化合成橄榄醇酸。本发明以蓝藻为底盘生物进行改造合成橄榄醇酸，生产原料仅需阳光和水分等，生产设备和生产环境构建简单，因此相较于其它生产方法，生产成本大幅度降低。

摘要： 本发明提供含聚合氯化铝([Al2(OH)nCl6‑n]m(1＝n≤＝5,m≤＝10))、氯化锌(ZnCl2)、氯化钙(CaCl2)、氯化钾(KCL)、硫酸钠(Na2SO4)和水为特征的蓝细菌的发生预防或去除用组合物，以及将此按5至50mg/L的浓度添加后，在120小时以内消灭蓝细菌为特征的蓝细菌去除方法。

摘要： 本发明涉及用于合成脂肪醇的构建体，载体，蓝细菌，以及在蓝细菌中生产脂肪醇的方法。具体而言，本发明涉及用于在蓝细菌中合成脂肪醇的构建体，包含所述构建体的载体，包含所述构建体或用所述载体转化的蓝细菌，以及在蓝细菌中生产脂肪醇的方法。

摘要： 本发明提供了从微观藻类、蓝细菌以及光合和非光合细菌中生产异戊二烯烃类的方法和组合物。

摘要： 本发明涉及蓝细菌果糖激酶失能剂在制备具有果糖分泌能力和高果糖产量的蓝细菌中的应用，还涉及所述蓝细菌果糖激酶失能剂为与所述蓝细菌中的果糖激酶相应的果糖激酶基因敲除用的试剂或果糖激酶功能拮抗剂，还涉及一种果糖激酶失能的蓝细菌及其生产果糖的应用。本发明通过对蓝细菌的碳循环通路中的果糖激酶进行敲除，突变株却意外地获得了大量生产果糖并分泌至胞外的能力，果糖产量提升数百倍，为后续利用蓝细菌工业化生产果糖提供了可能性，也为以蓝细菌作为底盘藻株进一步代谢工程改造提供了基础。