蓝细菌是地球上最早出现的光合自养生物,是水体中重要的初级生产者,其中集胞藻PCC6803(Synechocystis sp.PCC6803)具有天然的基因转化系统,是蓝藻分子生物学研究的模式藻种之一。已有研究证明其P450单加氧酶CYP120A1在S.sp.PCC6803中起代谢视黄醛类似物的作用。但是CYP120A1介导的视黄醛类似物代谢过程究竟影响蓝细菌哪些生物学功能,仍然没有阐明。由于有研究表明蓝藻依赖视黄醛的质子泵有助于利用远红外光,因此本研究通过敲除S.sp.PCC6803的slr0574基因获得突变株并构建其互补株,以野生型为对照,进行了不同光照强度变化处理、紫外胁迫处理以及趋光性研究,测定了蓝细菌的生长情况、色素、藻胆蛋白及光合活性,目的是为了解CYP120A1在S.sp.PCC6803光适应过程中的作用。结果如下:1.在低光,高光,正常光下处理7d后,slr0574::C.K2突变株与WT野生型和互补株相比,其生长情况、叶绿素a(Ch1a)、类胡萝卜素(CAR)、藻胆蛋白(CPC)含量、P-Ⅰ曲线及Fv/Fm都没有显著性差异(P>0.05)。低光到高光(其中LL4d,HL3d)条件下,slr05 74::C.K2突变株与WT野生型和互补株相比,单位细胞的Ch1 a、CAR、CPC含量不变,色素组成也不变,但是突变株的生长明显受到了抑制(P<0.05),另外光合电子传递速率(rETR)对光照强度(PAR)的响应降低(P<0.05),PS Ⅱ的最大光化学效率Fv/Fm降低(P<0.05),其光合活性明显受到抑制。说明CYP120A1在S.sp.PCC6803低光到高光变化的环境下起重要作用,其机制是此环境压力诱导了视紫红质蛋白上依赖于视黄醛的质子泵发挥更大作用,从而促进类囊体膜上PSⅡ的光合电子传递,生成NADPH为光合作用提供能量ATP,增大光合效率,从而能维持其正常光合生长。2.藻液在正常条件下生长3d后进行UV-B紫外胁迫8h,S.sp.PCC6803的生长情况、Ch1 α含量、CAR含量、CPC含量、P-I曲线及Fv/Fm都没有明显变化(P>0.05),说明CYP120A1与蓝藻紫外保护机制无关。3.在单侧光下,S.sp.PCC6803野生型,slr0574::CK2突变株,slr0574-com互补株都表现明显的趋光运动,说明CYP120A1基因的敲除对S.sp.PCC6803的趋光性没有影响。