莱茵衣藻丝/苏氨酸蛋白激酶突变株蓝光响应的表征

Characterization the response of Chlamydomonas reinhardtii serine/threonine protein kinase mutant to blue light

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摘要为研究莱茵衣藻丝/苏氨酸蛋白激酶(silk/threonine protein kinase,STK)介导藻细胞蓝光响应的分子机制,本文对蓝光胁迫下莱茵衣藻STK突变株系crstk11(AphvⅢ盒反向插入stk11基因编码区)进行表型鉴定及转录组分析.表型鉴定显示,正常光(白光)下,野生型株CC5325与突变株crstk11 的生长和色素含量差异较小;蓝光抑制了 crstk11 藻细胞生长和叶绿素合成,但显著促进类胡萝卜素积累.转录组分析显示,蓝光处理4 d,突变株(STK4)vs.野生型(wild type,WT4)共检测到差异表达基因(differential expression genes,DEGs)860条(559个上调,301个下调).高蓝光处理8d,STK8 vs.WT8共获得1 088个DEGs(468个上调,620个下调).KEGG富集分析发现,与CC5325相比,crstk11蓝光响应基因主要参与胞内光合作用催化活性、碳代谢和色素合成等.其中,上调基因包括 psaA、psaB 和 psaC,psbA、psbB、psbC、psbD、psbH 和 psbL,petA、petB 和petD,以及编码ATP合成酶α、β和c亚基的基因.下调基因有petF和petJ等.研究揭示了莱茵衣藻蛋白激酶CrSTK11可能通过介导光合作用、色素合成和碳代谢参与藻细胞蓝光响应,这为深入解析藻类光胁迫抗性机制提供了新知识.