光合作用是指光合生物将光能转变为化学能,并合成有机物的过程,它是地球上所有生物直接或间接的能量来源。蓝藻作为地球上最早出现的光合放氧生物,其光合机构组成与高度植物大体相同,但不同于植物光系统中存在有捕光复合体,蓝藻主要是通过藻胆体来捕获光能并传递至光系统反应中心。蓝藻中叶绿素d（Chl d）和f（Chl f）的发现,使人们意识到光合放氧生物不仅可以吸收利用可见光,远红光波段的光能也可被用于驱动放氧光合作用。与白光环境相比,产Chlf蓝藻在远红光环境下,会诱导合成Chlf,并且发生光系统与藻胆体的重构,然而不同藻株的适应策略有所区别,藻胆体对于远红光条件的适应性变化研究仍十分有限。本文就以实验室前期从武汉地区亚热带森林生态系统分离纯化得到的四株能够产生Chl f的蓝藻为材料,围绕含有红移叶绿素蓝藻的藻胆体对远红光的适应性变化开展了如下的研究:1.四株产 Chlf蓝藻分别为 Leptolyngbya sp.CCNUW1、Aphanocapsa sp.CCNUM3、Chroococcidiopsis sp.CCNUC1和Chroococcidiopsis sp.CCNUC3,通过蔗糖密度梯度离心的方法分离了分别处于白光和远红光（波长＞700nm）条件下培养的四株蓝藻的藻胆蛋白,并对分离得到的各层藻胆蛋白条带进行吸收光谱与77K荧光发射光谱鉴定,以初步探究这四株蓝藻的藻胆体对远红光环境的适应性变化。研究发现,四株蓝藻在远红光条件下均产生远红光适应型藻胆体,相较于白光条件下的完整藻胆体,远红光型藻胆体的外围杆/中心核的比例有所降低,藻胆体大小也有所减小,这可能利于较长波长的光能的传递。光谱检测结果表明,其中两株蓝藻在远红光培养下仍含有白光条件的完整藻胆体,而另外两株蓝藻中只存在远红光型藻胆体,说明不同藻株对远红光环境的适应策略具有多样性,即不同Chlf蓝藻对远红光吸收、传递方式存在差异。2.以其中一株产Chlf蓝藻-Chroococcidiopsis sp.CCNUC1为材料,对藻胆蛋白的分离条件进行了探索,并对合适条件分离的各藻胆蛋白条带进行质谱检测,以分析藻株分别在两种光照条件培养后的藻胆蛋白组分或含量的变化。研究发现,远红光型藻胆体与白光下的完整藻胆体,两者组成的差别主要在于是否含有远红光适应（FaRLiP）核心基因簇编码的藻胆蛋白。同时,我们发现对于远红光培养的藻株,将其藻胆蛋白与类囊体膜完全分离需要更高浓度的Triton X-100处理,这说明在远红光条件下,藻胆蛋白与类囊体膜的连接更为紧密,而这种更为紧密的结合可能利于远红光由藻胆体向光系统进行传递。只用较低浓度的Triton X-100处理,远红光培养藻株的藻胆蛋白分离后会在1M蔗糖梯度中出现绿色条带,因而对各条带中的叶绿素组成及光系统相关蛋白组分进行研究。研究发现,绿色条带中存在较多的Chl a与Chlf,且含有较多的光系统Ⅰ相关蛋白,部分藻胆蛋白的相对含量有所提高。根据质谱鉴定结果,推测远红光适应型藻胆体与类囊体膜之间互作的变化与ApcD、PsaL等亚基的替换有关,这些亚基也可能为Chlf提供必要的蛋白环境。