摘要[背景]外周捕光色素蛋白复合体(peripheral light-harvesting complex,LH2)在光合作用中执行光能捕获和传递功能,对于不产氧光合细菌(anoxygenic phototrophic bacteria,APB)的光合生长至关重要.在APB中,LH2的aβ亚基通常是由多拷贝pucBA基因编码,尤其是红假单胞菌属(Rhodopseudomonas)菌株,可高达5-7拷贝.由于不同pucBA基因合成的异质性LH2彼此之间难以分离纯化,极大限制了 LH2结构与功能的深入研究.[目的]构建以沼泽红假单胞菌为宿主菌的重组LH2表达体系,利用该重组表达体系在体内和体外评价LH2的光能传递活性.[方法]以5对pucBA基因全部缺失的沼泽红假单胞菌(Rhodopseudomonas palustris)CGA009(△pucBA)为宿主菌,采用基因重组方法,以pucBAd和mrfp(红色荧光蛋白基因)基因共表达产物为检测指标,对表达载体进行遗传改造和启动子筛选;采用光谱法测定重组菌的生物量和基因表达产物光谱特征,以及纯化LH2的光谱特征、光合色素分析和能量传递活性.[结果]T7启动子(PT7)和T7 RNA聚合酶基因联合使用,可使pucBAd和mrfp在△pucBA宿主菌中共表达.用启动子PbadR、PpckA和Pars替换PT7,启动子活性从高到低依次为PpckA、Pars、PbadR和PT7,并与重组菌mrfp基因表达量、pucBAd表达产物(d-LH2)合成量和光合生长速率呈正相关关系,其中以PpckA启动子构建的重组LH2表达体系△pucBA(pucBAd)表达活性最高.在此基础上,以CGA009菌株的pucBAa基因(编码a-LH2)替换△pucBA(pucBAd)菌株的 pucBAd 基因,获得 △pucBA(pucBAa)重组菌.相较于 △pucBA(pucBAa)重组菌,低光时△pucBA(pucBAd)重组菌生长速率显著升高,高光时有升高趋势,但未呈显著差异.纯化的d-LH2和a-LH2分别呈现典型的B800-only和B800-850特征光谱,d-LH2产生～863 nm荧光的量子效率高于a-LH2,但采用经典法测定的类胡萝卜素(carotenoids,Car)到细菌叶绿素(bacteriochlorophylls,BChl)的光能传递效率却低于a-LH2,2种结果不一致的原因是"经典法"未考虑不同光谱类型LH2对～863 nm光子吸收的差异.[结论]构建沼泽红假单胞菌的重组LH2表达系统,从基因纯LH2水平和重组菌光合生长水平评价了多拷贝pucBA基因菌株中2种不同光谱类型的LH2能量传递活性,证明异常光谱LH2(d-LH2)能量传递活性高于典型光谱LH2(a-LH2),本研究为多拷贝pucBA菌株光适应过程中LH2形成和组装的分子调控机制的全面理解奠定了基础.