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摘要本研究主要围绕光合蓝细菌模式菌株集胞藻Synechocystissp.PCC6803中的两类调控蛋白展开。首先作为集胞藻中最主要信号转导系统的双组份系统，其应答调控蛋白在调节集胞藻响应环境变化方面至关重要，但由于该系统的复杂性，不同应答调控蛋白之间还存在功能偶联，很多应答调控蛋白的具体功能划分仍有待进一步研究。其次，此前集胞藻中只有少数转录调控蛋白得到明确功能注释，且广泛参与生理活动的调控，然而对于其更多的功能仍旧缺乏认知。代谢组学是近年来飞速发展的学科之一，既可以鉴定细胞中许多小分子，又能够丰富展示出它们之间的差异，使得代谢组学被广泛应用于各种微生物基因功能的鉴定和解析。<br>　　首先用基于气质联用仪的代谢组学分析方法对集胞藻的44个应答调控蛋白突变缺失株在自养条件下的响应机制进行分析，显示有7个相应突变缺失株在代谢组水平上存在显著差异，且在正常自养条件下未见明显生长差异，表明应答调控蛋白对集胞藻生长调控的多样性。此外，对所有上述突变缺失株综合进行代谢组学和进化分析，鉴定出4组应答调控蛋白编码基因，其在系统发育树和代谢组学聚类中都密切关联，说明这些应答调控蛋白在进化过程中可能的功能保守性。同时，发现6组进化相近的应答调控蛋白，其代谢谱不同，提示其在进化过程中可能的功能改变。此外在基于代谢组学的进化树中发现了10多组具有不同聚类模式的应答调控蛋白基因聚集在一起，这表明进化过程中可能存在功能聚合。<br>　　其次，使用液质联用仪对集胞藻中32个转录调控蛋白基因突变缺失株进行表型以及代谢谱的比较分析。其中，4个突变株与野生株相比存在生长差别，但在代谢水平上大部分突变株相较野生株都存在不同程度变化，表明集胞藻中的转录调控蛋白功能的多样性。此外，通过比较分析代谢组和基因家族进化数据，发掘到5组独特的转录调控蛋白基因，分别在基因家族和代谢组聚类中都存在紧密关系，表明在进化过程中这些基因间存在某种程度的保守性。同时，有更多基因位于不同家族，其进化起源及过程不尽相同，但在代谢水平上其突变缺失株之间却较为相似，说明在进化过程中部分转录调控蛋白基因存在功能趋同性。<br>　　这两种调控蛋白对集胞藻的生理过程都起着调节作用，功能侧重各有不同，对它们的研究有助于深入理解集胞藻的生理代谢和对环境扰动的响应机制。