螺旋藻丝氨酸/苏氨酸激酶基因家族的克隆与表达分析

螺旋藻（Spirulina)，是丝状不形成异型胞的蓝藻，由于其所蕴涵的高品质营养成分而成为一属具有重要经济价值的微藻。丝氨酸/苏氨酸激酶（serine/threonine kinases，STK）系统在螺旋藻的信号转导中发挥了重要作用。螺旋藻生活环境复杂，其中温度是中国北方温带地区螺旋藻大规模养殖的主要限制性因素。本文克隆了一条螺旋藻STK基因，并初步从STK激酶基因家族的角度探索了螺旋藻对高温环境的适应。主要结果如下： 1. 构建了插入片段为1-2kb的螺旋藻基因组文库。基于该文库用简并引物PCR的方法得到了一条螺旋藻STK基因5'端长度为504bp的基因组序列。 2．以本实验室构建的螺旋藻基因组草图为基础，在基因组水平上研究了螺旋藻STK基因家族的特点。发现螺旋藻草图中STK基因家族共包含33个基因，这些基因基于蛋白结构域分析可以分为三大类群。序列保守性分析发现，螺旋藻STK激酶具有与真核STK激酶相同的保守域，此外螺旋藻STK激酶还具有特有的保守氨基酸。 3．在中国北方温带地区，螺旋藻大规模养殖的主要限制性因素是温度。由于北方地区温度较低，螺旋藻规模养殖普遍存在年养殖期较短的问题，造成设备浪费，若采用加温措施又增加养殖成本；而在夏季晴天中午，又存在高温胁迫的问题。跨膜蛋白是信号转导的第一阶段，因此我们设置了不同温度来诱导螺旋藻，对其中7个跨膜STK基因进行半定量RT-PCR分析，结果显示STK2103在不同温度下表达量不同，推测该蛋白参与了螺旋藻温度相关的信号转导过程。 本文将基础研究与实验验证相结合，为螺旋藻的信号转导研究提供了线索。