藓羽藻原生质自组合团聚机制及细胞器相互作用的研究

一些海洋生物拥有陆地生物不具备的特性，其中海洋多核单细胞绿藻-羽藻就是极具代表性的物种。羽藻的原生质体被挤出后在天然海水中可以自组合团聚，进而发育成新的植株，这种独特的现象在生物界非常少见。我们的前期研究表明，羽藻原生质体的体外团聚与溶液的pH 值密切相关，主要调控物质是一种蛋白质，并且可能与依赖pH 的pH/TAT通道有关。本项目以我国海区特有的藓羽藻（Bryopsis hypnoides）为材料，分离纯化与羽藻原生质体外自组合团聚相关的调控蛋白，阐明其调控机制，并进行细胞定位分析。同时，分离纯化藓羽藻的主要细胞器（叶绿体、线粒体和细胞核等），在适宜的条件下将不同的细胞器进行重组，观察团聚和再生情况，阐释羽藻团聚体中不同细胞器间的相互作用。本项目的完成，对认识羽藻的团聚和再生的机制，羽藻不同细胞器的相互作用，进而将羽藻发展为新的生命科学研究的模式系统都具有重要的意义。

纯化了藓羽藻中与其细胞器团聚密切相关的一种凝集素并进行了性质鉴定。N端前15个氨基酸序列及LC-ESI-MS质谱分析结果证明此凝集素属于一种新的蛋白质族。进一步用同源克隆的技术获得完整得该基因，在大肠杆菌中进行表达，分离该蛋白，获得抗体，采用免疫胶体金技术对该蛋白在细胞中的定位进行观察分析。将藓羽藻的原生质体分离成2部分：纯化的器官和原生质上清，将原生质上清和纯化的器官在空气中混合没有发现团聚的现象。当将纯化的器官（转移到pH为8.3的人工海水中，这些细胞器迅速团聚成数个大小不等的球状体。在1到2分钟内，这些团聚体的表面形成了一层脂质的透明的膜，这一层膜至少存在10个小时。其中一部分团聚体在24小时后开始发育，而另一些则逐渐解体死亡。在藓羽藻亚原生质体透射电镜研究中发现并不是所有的亚原生质体中都含有藓羽藻生命所必需的细胞器，例如一部分亚原生质体就不含有细胞核。本项目还测定了藓羽藻叶绿体DNA的全序列，首次发现海洋绿藻的叶绿体DNA存在多态性，同时还系统比较分析了管藻目的系统演化关系。本项目共发表研究论文7篇，已经全部刊出，这些文章全部被SCI收录，国外刊物的有5篇，包括藻类学权威杂志Journal of Phycology的1篇，Plos ONE的1篇。