【摘 要】
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近年来,蓝细菌在合成生物学中得到了广泛的应用。在蓝细菌中建立一个理想的诱导系统对理论研究以及工业应用都有着非常重要的意义。目前,在蓝细菌中常用的诱导系统分为三类:金属离子诱导系统、营养物质诱导系统和外源诱导系统。最常用的金属离子诱导表达系统为Cu2+诱导系统,该系统诱导效率高,但渗漏表达较高、可控性差。营养物质诱导系统主要包括光诱导系统、硝酸盐诱导系统,然而这类系统的诱导表达效率均较低。外源诱导系
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近年来,蓝细菌在合成生物学中得到了广泛的应用。在蓝细菌中建立一个理想的诱导系统对理论研究以及工业应用都有着非常重要的意义。目前,在蓝细菌中常用的诱导系统分为三类:金属离子诱导系统、营养物质诱导系统和外源诱导系统。最常用的金属离子诱导表达系统为Cu2+诱导系统,该系统诱导效率高,但渗漏表达较高、可控性差。营养物质诱导系统主要包括光诱导系统、硝酸盐诱导系统,然而这类系统的诱导表达效率均较低。外源诱导系统主要为IPTG诱导表达系统,但该系统在多数蓝细菌中的可应用性均较差。鱼腥蓝细菌PCC 7120（Anabaena sp.PCC 7120）是蓝细菌研究领域中的一种重要模式菌株,但该菌株中目前还缺乏一种理想的诱导表达系统。在单细胞集胞藻PCC6803（Synechocystis sp.PCC 6803）中,人们以胞内Ni2+转运系统操纵子调控元件为基础成功构建了一个可控性较好的Ni2+诱导表达系统。在本研究中我们尝试在Anabaena sp.PCC 7120中建立该系统,并系统研究了它在Anabaena sp.PCC 7120中的表达特性。我们选取gfp作为Ni2+诱导表达系统的报告基因。通过荧光显微镜观察、酶标仪检测、Western Blot等方法检测了不同条件下该系统在Anabaena中的表达特性。得到的主要结论如下:1)Ni2+诱导表达系统在细胞中的渗漏表达量很低,而诱导前培养基中添加EDTA会进一步减少降低背景表达（30-100μmol/L EDTA对Anabaena sp.PCC 7120的生长无明显影响）;2)为达到报告基因的最佳诱导表达效果,诱导剂Ni2+的最适浓度为3μmol/L,诱导时间为5 h（若在前期培养细胞时添加了EDTA,最佳诱导时间则延长至24 h）;3)除Ni2+外,Co2+也可激活该表达系统,但Cu2+不能;4)在缺氮条件下,Ni2+在使用浓度下对Anabaena sp.PCC 7120的异形胞发育频率无显著影响,但它不能有效驱动报告基因在异形胞内的表达。在本实验室,该Ni2+诱导系统现已成功应用于对Anabaena sp.PCC 7120的研究中。其优异的诱导表达特性使得我们今后能更加便利地从基因水平深入研究该模式菌种的各种调控机制。
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