集胞藻PCC6803是一种单细胞中温蓝藻,最适生长温度约30℃。本研究以PCC6803为材料,选取了21个在低温光照下上调表达的功能未知的基因并构建突变株,从中筛选到一个对低温光照敏感的突变株slr0815::C.CE2。在此基础上,对基因slr0815在集胞藻适应低温光照条件中的作用进行了研究。　　 主要研究内容包括两个方面:　　 1.与集胞藻PCC6803适应低温有关基因的筛选。选取21个在低温下表达上调的未知功能基因,分别进行插入失活。对分离完全的突变株作低温敏感性的检测,获得一个低温敏感表型显著的突变株slr0815::C.CE2。在15℃、30μE.m-2.s-1的条件下,突变株slr0815::C.CE2的自养生长完全停滞而混养生长严重减缓；自养生长的突变株最终丧失在固体平板上形成单藻落的能力。通过互补实验和下游基因slr0816的敲除,证明基因slr0815的确与集胞藻适应低温有关。　　 2.slr0815在集胞藻PCC6803低温适应过程中的作用研究。Northern blot分析发现,从30℃转到15℃后,slr0815的转录表达在较短时间内出现上调并持续累积,光照对于slr0815的诱导表达是必需的。在低温光照条件下,突变株slr0815::C.CE2的膜脂脂肪酸组分变化与野生型一致,与适应低温有关的一些基因的诱导表达不受影响,延伸因子EF-Ts水平有所下降。进一步的研究发现,低温导致突变株光合活性丧失,通过全电子传递链和由PSH介导的电子传递活性迅速下降并最终消失,而PSI介导的电子流与野生型的相比没有明显的区别。对Slr0815序列的分析和同源类似物检索表明,它普遍存在于蓝藻和许多其他生物类群中,可能对于生命活动有着重要的作用。但是,单独过量表达slr0815并不能显著提高藻细胞对寒冷光照条件的耐受性。　　 本研究得到的主要结论有:　　 (1)slr0815对于集胞藻PCC6803的低温适应起着关键作用；　　 (2)slr0815参与维持在低温条件下的光合电子传递和呼吸活性。