近零磁場對擬南芥生長發(fā)育影響初探及趨磁細菌(Magnetospirillum magneticum)鐵還原酶基因MmFre的克隆和功能分析.pdf

1、地磁場伴隨著生命的起源、發(fā)生和進化，地球上的一切生命無時無刻不處于地球磁場中。地球自誕生以來，地磁場的強度一直在細微變化，但地磁場強度減弱會對植物產生什么樣的直接影響尚知之甚少。隨著對太空探索的不斷發(fā)展，人類越來越需要了解處于零磁場環(huán)境的太空中生物的適應性。近零磁場是地磁場的恒定組分降低為零或者接近零的空間。本論文利用近零磁場環(huán)境探索了地磁場減弱對擬南芥整個生長周期的影響，開展了近零磁場下擬南芥短期生長試驗，主要包括種子的萌發(fā)、暗培養(yǎng)、

2、根生長、幼苗鮮重和根向重性分析，以及對近零磁場下擬南芥整個生長周期的表型進行了觀察統(tǒng)計分析。結果發(fā)現(xiàn)(1)無論在光照還是暗培養(yǎng)的環(huán)境中，近零磁場對擬南芥種子的萌發(fā)、幼苗根的伸長、鮮重變化以及根向重性等的影響較小。(2)對擬南芥整個生長周期過程中表型變化進行的觀察和統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)：近零磁場環(huán)境中，擬南芥可以完成正常的生活史；但植株開花時間推遲、開花持續(xù)時間延長、枝條數(shù)減少、植株高度受到了抑制，種子千粒重降低。表明近零磁場對擬南芥營養(yǎng)生長的影

3、響較小，而對生殖生長的影響較明顯，暗示地磁場作為環(huán)境因子可能參與影響植物的生殖生長。
　　 趨磁細菌(Magnetospirillum magneticum)是一種可以沿磁力線方向運動的特殊的細菌，其胞內鐵含量是菌體干重的3％，是非磁性細菌的數(shù)百倍，其中的鐵主要以Fe3O4/Fe3S4形式存在于磁小體(magnetosome)中。趨磁細菌主要通過分泌轉鐵載體吸收環(huán)境中的三價鐵。在磁小體合成過程中，三價鐵還原為二價是一個必需的過程

4、，因而鐵還原酶在趨磁細菌的鐵還原過程中可能起著重要的作用。我們以趨磁細菌AMB-1為材料，克隆了預測的鐵還原酶基因，命名為MmFre，并在內源鐵還原酶活性較低的酵母突變株S288C△fre1△fre2中進行異源超表達，對其鐵還原活性進行了初步分析；同時結合GFP融合蛋白技術對該基因的表達產物進行了酵母的亞細胞定位。結果表明：(1)利用生物信息學分析發(fā)現(xiàn)，MmFre基因編碼區(qū)含有1335 bp，編碼444個氨基酸殘基；氨基酸序列中含有一個