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集胞藻(Synechocystis sp.) PCC6803是一种单细胞蓝藻，既可利用光能进行自养生长，也可利用葡萄糖进行异养生长，且具有天然的DNA转化系统，是光合作用分子生物学研究的重要模式之一。本研究以集胞藻PCC6803为材料，建立了随机插入诱变文库，并从中筛选出光合自养生长突变株，鉴定了与光合自养生长相关的一些基因，在此基础上，对基因ssr2060和slr2094在光合作用中的一功能进行了研究。
主要研究内容和研究结果分3部分：
第一，光合自养生长突变株的筛选和基因定位。从两个集胞藻PCC6803随机插入诱变文库的约11，000个克隆中筛选到28个与光合自养相关的突变株；利用反向PCR和测序进行的突变位点定位结果显示这些突变株涉及13个基因，其中1个是功能未知的基因，其余的12个则编码功能已知蛋白。
第二，对未知功能基因ssr2060的研究。通过对突变株的重构、下游两个基因ssr2061和slr1238的敲除以及互补实验证明ssr2060是光合自养生长必需基因。经预测，Ssr2060是跨膜蛋白，与其它氨基酸序列同源的蛋白在结构上有着高度的一致性。室温叶绿素荧光的分析发现突变株的电子传递受阻，利用各种不同的电子受体和电子供体研究光合电子传递链，发现受阻位点位于放氧复合体到QA之间；77K低温荧光光谱证明该基因的突变并不影响PSII的组装，但使突变株不能进行状态1的转变；不同光强下突变株的自养生长以及不同光质和不同光强下突变株的光合放氧证明该基因的突变并不影响光能的传递。
第三，对已知功能基因slr2094的研究。在集胞藻PCC6803中，slr2094编码双功能酶果糖-1，6-/景天庚酮糖-1，7-二磷酸酶。通过对突变株的重构证明基因slr2094是光合自养生长必需基因，突变株中没有果糖-1，6-二磷酸酶活性。不同光强下的混养生长和以luxAB作为报告基因检测基因在不同光强下的表达情况发现，突变株的混养生长只能在弱光下进行。
本研究得到以下主要结论：
(1) ssr2060(编码跨膜蛋白)是集胞藻PCC6803的光合自养生长必需的基因；该基因突变后，放氧复合体到QA的电子传递受阻，不能进行状态1的转变，但Ps II的组装和光能的传递不受影响。
(2)slr2094(编码果糖-1，6-/景天庚酮糖-1，7-二磷酸酶)是集胞藻PCC6803的光合自养生长必需的基因，并且突变株不能在强光下进行混养生长。