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目前,我国乃至世界范围内普遍发生蓝藻水华,对人们的正常生活、生产产生了重要影响。水华发生的潜在原因之一是蓝藻在富营养化的水体中能迅速的占据光照、温度、含氧量等最适宜的生态表层,然后大量生长繁殖。研究蓝藻在水体中的“垂直移动”对了解水华爆发的机理有重要作用。聚球藻和鱼腥藻是两种常见的模式生物,野生聚球藻有着较好的悬浮能力,而鱼腥藻为底栖蓝藻。从Susan.Golden实验室得到6种聚球藻菌毛突变株,通过静置培养观察发现它们的悬浮能力都有一定程度的下降,而最明显的是pilA1基因缺陷突变株26D12。26D12由于不能表达菌毛蛋白PILA1,该藻的悬浮能力与野生型相比有明显的下降。通过克隆pilA1基因构建接合转化系统把pilA1基因分别导入聚球藻pilA1缺陷突变株和野生鱼腥藻,观察悬浮能力的变化,从而鉴定pilA1基因是否对藻类的悬浮起关键作用,这项研究对蓝藻水华的形成和防治工作具有重要意义。本文研究的主要内容和结果如下：(1)克隆了pilA1基因,构建pET-28a-pilA1载体,并在大肠杆菌进行了蛋白表达,得到了包涵体蛋白,但该包涵体蛋白无活性。(2)利用蓝藻接合转移系统,将pilA1基因分别导入聚球藻7942的pilA1基因突变株26D12以及悬浮能力差的无菌毛的野生鱼腥藻株7120,成功获得了回复突变的聚球藻株和表达菌毛蛋白的鱼腥藻株。通过悬浮实验发现26D12回复突变后恢复了其悬浮能力,而悬浮能力差的鱼腥藻的细胞沉降速率也大大降低,说明PILA1菌毛蛋白对藻的悬浮能力有一定作用。电镜结果也证实了聚球藻7942的pilA1突变株26D12与回复突变的聚球藻细胞存在明显差异。(3)构建了能在蓝藻中独立复制的pEGFP-PBS穿梭质粒,通过自然转化法转化野生聚球藻、26D12和回复突变株,利用荧光显微镜进行观察并用流式细胞仪对三种藻的转化率进行统计,野生聚球藻和回复突变株26D12-pilA1均能被转化并表达GFP,而在pilA1缺陷株26D12中未检测到GFP的表达,从而验证菌毛在蓝藻吸收外源DNA过程中起重要的作用。