摘  要：集胞藻6803是一种单细胞蓝藻，它是第一个完成全基因组测序的光合生物。蓝藻具有一种特殊的CO2浓缩机制，可大大提高体内CO2的浓度，更有利于光合作用碳固定。本研究以该藻种基因组中参与CO2浓缩途径的其中一个基因slr0009为目标，克隆该基因并利用Gateway技术植物双元表达载体。这为下一步研究slr0009基因在高等植物中的功能奠定了基础，为提高农作物光合作用碳反应效率提供了一种可能的途径。

关键词：集胞藻6803；slr0009；二氧化碳浓缩机制；Gateway技术

Cloning of slr0009 from Synechocystis sp. strain PCC 6803 and construction of plant binary expression vector

Abstract: Synechocystis sp. strain PCC 6803, an unicellular cyanobacteria, was the first photosynthetic organism that the whole genome was sequenced. Cyanobacteria have a special mechanism that called CO2 concentration, through which the content of intracorporal CO2 was remarkably increased, which facilitate photosynthetic CO2 fixation. In this study, slr0009, one of the genes that participate in CO2 concentration was cloned from Synechocystis 6803, and the recombinant plant binary expression vector was constructed using Gateway technology. It laid a foundation for further function analysis of slr0009 in higher plants, and thus providing a possible approach to improve photosynthetic carbon fixation efficiency in crops.

Keywords: Synechocystis sp. PCC6803; slr0009; CO2 concentration mechanism; Gateway technology

目    录

摘  要： 1

关键词： 1

引 言 2

1材料和方法 3

1.1实验仪器 3

1.2实验试剂 3

1.3 实验方法 5

1.3.1PCR反应 5

1.3.2产物纯化 5

1.4BP反应 6

1.5LR反应 6

1.6转化 6

1.7保菌和提质粒 6

1.7.1保菌 6

1.7.2提质粒 6

1.8双酶切 7

2 结果与分析 8

2.1 集胞藻6803基因的扩增 8

2.2 集胞藻6803 的BP反应与双酶切 8

2.3 35SS-SLR0009-3XHA植物双元表达载体的构建 9

3 讨论与结论 9

参考文献 10

致  谢 12

集胞藻6803Slr0009基因的克隆及植物转化载体的构建

引 言

蓝藻是一种无细胞核的单细胞原核生物，形态多种多样，其中，群体或丝状体是最为常见的形式，单细胞种类较少。它是最早的光合放氧生物，可以直接利用太阳能、二氧化碳和水进行生长，因此在地球大气环境的改变中，发挥了很大作用。集胞藻6803属于蓝藻，能利用光能以及葡萄糖进行异养生长。此外，具有光合作用效率高，天然的吸收外源DNA 的能力，遗传操作简单以及生长速度快等特点，繁殖方式为分裂繁殖。目前对集胞藻6803的研究越来越多：集胞藻SynechocystisPCC6803的基因组测序已全部完成[1]，蓝藻的二氧化碳浓缩机制[2] ，制备集胞藻6803藻胆体的藻蓝蛋白多克隆抗体[3]以及对Slr1515基因提高转基因水稻植株剑叶长度和叶绿素含量的研究等[4]。

拟南芥作为一种经常用的模式植物，它的基因组测定已经在2000年完成。它属于十字花科（Brassicaceae）拟南芥属（Arabidopsis），还被称之为鼠耳芥。拟南芥的一般生长在偏干旱的环境中，生长周期很短，只有6-8周。此外，它还具有基因组小（2n=10，基因 组 大 小 为 125 Mb）、植株小、结子多、生态类型丰富等特点，所以比较容易进行遗传转化和诱变[5]。另外，拟南芥还广泛应用于众多研究领域，如植物遗传学、功能基因组学、发育生物学等。

从前人这么多的研究中，得知集胞藻因具有CO2浓缩机制(CO2concentrating mechanism,CCM)，所以有较高的光合作用效率。现在一些农作物的光合作用效率并不高，会导致农作物产量降低。对于农作物的产量问题，我们不容忽视。由于我国人口基数大，随着人口数量的不断增加，粮食压力问题伴随着社会发展一直存在。所以，如果农作物的产量得到进一步提高，这将会更好的造福于我们人类，有利社会的和谐与安定。因此，对于与CCM相关基因功能的研究有很大的必要性。