《毕业论文--莱茵衣藻酸敏感突变体的表型分析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业论文--莱茵衣藻酸敏感突变体的表型分析（26页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、摘 要莱茵衣藻，大小为7微米到10微米，是当前最理想的纤毛类研究模式生物，部分原因是由于它易于培养和操纵其遗传学的能力，具体来说是因为（1）它具有很短的繁殖时间；（2）它是既是异养生物又是兼性自养生物；（3），它可以有性和无性繁殖；（4）它有丰富的遗传信息可用。虽然它没有神经细胞的支配，但是鞭毛能够通过精确的调控来应对不同的环境变化，而这种复杂精确的调控机制涉及很多领域的知识。本文意图找出对莱茵衣藻的生长运动和鞭毛情况有影响的酸浓度，为下一步研究酸性响应基因做基础。作为海洋生物及鞭毛模式生物的衣藻，面对二氧化碳浓度升高导致的海洋酸化，其纤毛发生酸化响应，导致能动性和长短的改变，影响细胞分裂及相
2、关生命活动。因此，研究纤毛酸化响应的相关基因是很有必要的，这有助于我们了解酸化响应机制并且找出面对海洋酸化问题海洋生物的保护。本实验的研究内容主要有1、建立莱茵衣藻酸化响应基因突变体库。2、观察突变体库中对酸敏感并响应的突变株；3、取突变株15个和一个野生型作对照，固体培养基进行pH梯度筛选，找到抑制衣藻生长的酸浓度。4、96孔板中液体培养基不同pH条件下培养，观察衣藻运动情况和鞭毛情况。得出结论为：随着pH降低，突变体生长运动逐渐变缓。在选中的15个经过初筛的突变体中，编号44,2-37,3-41对酸十分敏感，7,90新，12-44对酸不敏感，其余对酸较为敏感。关键词：莱茵衣藻； 酸化响应；
3、 鞭毛Abstract Chlamydomonas reinhardtii, the size of 7 microns to 10 microns, is the most desirable ciliate study model of the creature, partly because of its ability to easily cultivate and manipulate its genetics, specifically because (1) it has a short (3) it can have sexual and asexual reproductio
4、n; (4) it is rich in genetic information available. (2) it is both heterotrophic and facultative; Although it does not dominate the nerve cells, the flagellum can respond to different environmental changes through precise regulation, and this complex and precise regulatory mechanism involves many ar
5、eas of knowledge.This paper intends to find out the acid concentration that affects the growth movement and flagellum of Chlamydomonas reinhardtii and make the basis for the next study of acid response genes.As a marine creature and flagellum model of the body of Chlamydomonas reinhardtii, in the fa
6、ce of increased carbon dioxide concentration caused by acidification, the cilia acidification response, leading to changes in activity and length, affecting cell division and related life activities. Therefore, it is necessary to study the related genes of cilia acidification response, which helps u
7、s to understand the mechanism of acidification response and to find the protection of marine organisms in the face of ocean acidification. The main contents of this study are to establish the mutant library of algae-lytic acid response gene. 2, to observe the mutation in the mutant library of acid a
8、nd response to the mutant; 3, Fifteen mutants and one wild type were used as control, and the solid medium was screened by pH gradient to find the acid concentration that inhibited the growth of Chlamydomonas reinhardtii.4, 96-well plates were cultured under different pH conditions to observe the mo
9、vement of Chlamydomonas reinhardtii and flagellum.It was concluded that the growth of the mutant gradually slowed down with the decrease of pH. Of the 15 selected mutants, numbered 44, 2-37, 3-41 were sensitive to acids, 7,90 new, 12-44 less sensitive to acids, and the rest were more sensitive to ac
10、ids.Keywords: Chlamydomonas reinharda; Acidification response; flagellum III目 录绪 论1第1章 莱茵衣藻酸敏感突变体库的建立6第1节 相关材料6第2节 试验方法6第3节 结果分析7第2章 转化子筛选及表型筛选7第1节 相关材料7第2节 试验方法8第3节 结果分析9第3章 确定突变株生长适宜的酸浓度及变体株表型观察10第1节 相关材料10第2节 试验方法10第3节 结果分析14结 论16致 谢17参考文献18绪 论第1节 莱茵衣藻鞭毛研究的背景和意义11 学术价值 莱茵衣藻，大小为7微米到10微米，作为最理想的纤毛类研
11、究模型，长期以来就受到研究者关注，虽然它没有神经细胞的支配，但是鞭毛能够通过精确的调控来应对不同的环境变化，而这种复杂精确的调控机制涉及很多领域的知识。现在 , 全球 100 多家著名实验室已建立了衣藻实验生物学研究体系及多个研究主题和相应的遗传系统 , 奠定了衣藻的学术地位。我所研究的酸化响应涉及鞭毛的组装和解聚，以及其相关基因和分子机制，具有很大的学术价值。12 应用价值 衣藻是一种单细胞绿藻,属于低等植物。基于衣藻在生物化学、遗传学、细胞结构等方面的优势,衣藻作为模式生物被广泛用于植物科学的研究中包括光合作用等。此外,衣藻具有两根以细胞微管为主形成的鞭毛。因此,衣藻也是研究细胞微管动态学
12、变化的良好模式生物。纤毛解聚对细胞分裂的调控是近些年的一个重要发现，说明纤毛另一方面不为人熟知的作用，而作为海洋生物及鞭毛模式生物的衣藻，面对二氧化碳浓度升高导致的海洋酸化，其纤毛发生酸化响应，导致能动性和长短的改变，影响细胞分裂及相关生命活动。因此，研究纤毛酸化响应的相关基因是很有必要的，这有助于我们了解酸化响应机制并且找出面对海洋酸化问题海洋生物的保护。另外，纤毛是人体内广泛存在的一种细胞结构，体内的纤毛不仅可以提供运动的动力来源 , 推动呼吸道表面的黏液层向咽部运动 、推动生殖道内的卵子和精子细胞完成受精 , 还可以充当细胞感受器 , 感受周围环境中的信号变化并协助信号转导至细胞内。由基
13、因缺陷或其他原因引起的纤毛结构异常和功能异常可导致多种纤毛相关疾病的发生它的缺陷与诸多人类疾病和发育异常密切相关，例如，肾囊肿、失明、失聪、失敏、内脏反转、肥胖、生殖不育，甚至肿瘤的发生等。因此，以莱茵衣藻这种模式生物来研究纤毛的酸化响应具有高效意义重大的优点。13 国内外研究现状莱茵衣藻（绿藻）是已经研究了“30年的基本模型和应用生理学与生物化学光合biflagellate微藻”。在此期间莱茵衣藻可用于操纵的资源数目大增。其中包括用于生长良好的操作方法，有性繁殖和诱变，以及公布了众多的生化分析和报告基因分析。支撑研究细胞生物学的各个方面衣藻库存中心，具有 300质粒， 2700株的集合。细胞
14、核基因叶绿体的序列和线粒体基因组已经完成。由于现有的大量表达数据，以及社会各界的努力，约17万个基因都产生了研究成果。目前的核基因组数据库已经是93的完整版本。细胞代谢的复杂性，也可通过基因组范围的代谢模型进行很好的研究。近年来关于纤毛的研究一直是个热点。而纤毛的组装与解聚对纤毛的结构与功能是关键的，但是具体机制还了解的不多。纤毛轴丝的微管结构成分来源于胞质中的前体物质库（precursor pool），但是该前体物质库是如何调控的却了解很少。关于酸对于莱茵衣藻的影响据研究已经得知：1.pH5.0乙酸、300mMNaCl以及25mM、50mM和150mMNa2CO3胁迫均会引起莱茵衣藻光合色素
15、降解，并且此种降解作用与光照条件无关。除叶绿素降解外，乙酸、NaCl和Na2CO3胁迫还使莱茵衣藻的光合特性发生改变，Fv/Fm、Y()和ETR均发生了不同程度的降低；低强度胁迫使qP增强，而高强度胁迫则降低了qP；在一定时间内，所有胁迫处理均使NPQ增强。2.乙酸、NaCl和Na2CO3胁迫均能诱导莱茵衣藻迅速产生大量的O2-和H2O2，当乙酸胁迫10min时，两种ROS含量均达到最大值；当NaCl和Na2CO3胁迫30min时，ROS含量达到最大值。在ROS含量升高的同时，细胞内SOD、POD和CAT活性也发生相应变化，其中低强度胁迫使这些酶的活性得到了不同程度的提高。3.莱茵衣藻在乙酸、
16、NaCl和Na2CO3胁迫处理后，对照株系CW-Arg及SGAT敲减株系T和A的SGAT酶活性均显著增强，Set和Gly含量升高，并且随NaCl胁迫强度增强，酶活性进一步增强、两种氨基酸含量进一步升高。虽然在正常以及乙酸、NaCl和Na2CO3胁迫条件下，T和A株系的生长状况均弱于CW-Arg，但是在胁迫条件下，T和A株系受到的影响明显大于对照株系。这表明藻类植物的光呼吸途径与其抗逆性密切相关，逆境胁迫促进藻类植物的光呼吸途径运转，而光呼吸途径受阻后，藻类植物抵抗逆境胁迫的能力明显降低。4.采用抑制剂SHAM阻断乙醇酸-醌氧化还原酶系统或MOA阻断甘氨酸脱羧酶后，莱茵衣藻细胞内Ser含量明显降低，Gly含量明显升高，这表明其光呼吸途径的正常运转已受到明显影响。在NaCl
