多变鱼腥藻Mn^2＋,Ca^2＋和Mg^2＋之间取代作用和放氧的研究

借助于电子顺磁共振波谱仪(EPR)探测了多变鱼腥藻中 Mn~(2 )含量的变化。较高浓度的 CaCl_2和 Ca(NO_3),处理引起藻体中结合态 Mn 的游离和藻的放氧活性的下降。当结合Mn 游离量达57％时,放氧活性降为零。MgCl_2处理的效果小于 CaCl_2。较高浓度的 MnCl_2像 EGTA 一样抑制藻的放氧。与对照比较,在 CaCl_2、MgCl_2和 MnCl_2处理下藻体的低温荧光发射光谱发生变化,波长686nm处的肩消失,F_(130)/F_(695)比值下降。本文对光合放氧复合物中离子间可能在其结合位点上发生竞争性取代作用进行了讨论。     

多变鱼腥藻半稳定状态连续培养的若干特征

分别使用恒化装置和全玻璃发酵罐连续培养多变鱼腥藻。在稳定条件下加以周期性的光照(L∶D=12∶12),经5—6d得到半稳定状态连续培养物。在光照阶段,培养物的生物量增长速度约等于稀释速度D的两倍,叶绿素的增长速度略小于D的两倍,糖原的累积速度几乎高出D~5的一个数量级。细胞内糖原和蛋白质含量变化的时间过程反映出培养物在光-暗条件下的碳氮物质合成与消耗相互联系的代谢特点。半稳定状态连续培养受培养物内在的生理活性支配,生长参数的变化符合方程X=X_(oe)~((μ-D)~t),但不同于恒浊培养和恒化培养。外界因素的强弱变化只改变生长参量变化的强度。本法适用于研究微藻的生态生理。     

多变鱼腥藻可逆氢酶的诱导及其特性

在NH4^ 或在无氮培养条件下,对多变鱼腥藻的营养细胞照光并通过N3气24小时,均可诱导出可逆氢酶,照光和厌氧是在多变鱼腥藻营养胞中诱导出可逆氢酶的必要条件。－－在NH4^ 或无氮两种培养条件下所诱导出的可逆氢酶的性质基本相同。（1）当提供还原甲基紫精做它的电子供体时,它们能够放氢;当提供苄基紫精做它的电子受体时,它们都可以吸氢。（2）它们都是热稳定的,并对O2都是不敏感的。（3）它们的放氢活性的最适pH相同,为pH7－7．5。（4）在NH4^ 和无氮培养条件下,所诱导的可逆氢酶的Km值（对于放氢）分别为300umol/l和295umol/l,大致相同,如此高的Km值表示它们在细胞中的代谢功能可能是放氢。（5）CO抑制它们的放氢活性,而C2H2对它们的放氢活性没有影响,在NH4^ 培养条件下,从从变鱼腥藻营养细胞所诱导出的可逆氢酶的放氢活性可达1530nmol H2/mg. 干重．小时。它比在无氮培养条件下所诱导的可逆氢酶的放氢活性高3－5倍,以上实验结果表明,多变鱼腥藻在无氮培养条件下,异形胞的出现影响营养细胞中可逆氢酶的合成和活性的调节。     

多变鱼腥藻可逆氢酶的诱导及其特性

在NH4^+或在无氮培养条件下,对多变鱼腥藻的营养细胞照光并通过N3气24小时,均可诱导出可逆氢酶,照光和厌氧是在多变鱼腥藻营养胞中诱导出可逆氢酶的必要条件。－－在NH4^+或无氮两种培养条件下所诱导出的可逆氢酶的性质基本相同。（1）当提供还原甲基紫精做它的电子供体时,它们能够放氢;当提供苄基紫精做它的电子受体时,它们都可以吸氢。（2）它们都是热稳定的,并对O2都是不敏感的。（3）它们的放氢活性的最适pH相同,为pH7－7．5。（4）在NH4^+和无氮培养条件下,所诱导的可逆氢酶的Km值（对于放氢）分别为300umol/l和295umol/l,大致相同,如此高的Km值表示它们在细胞中的代谢功能可能是放氢。（5）CO抑制它们的放氢活性,而C2H2对它们的放氢活性没有影响,在NH4^+培养条件下,从从变鱼腥藻营养细胞所诱导出的可逆氢酶的放氢活性可达1530nmol H2/mg. 干重．小时。它比在无氮培养条件下所诱导的可逆氢酶的放氢活性高3－5倍,以上实验结果表明,多变鱼腥藻在无氮培养条件下,异形胞的出现影响营养细胞中可逆氢酶的合成和活性的调节。     

多变鱼腥藻藻胆体的分离和荧光鉴定其完整性与解离程度

完整藻胆体的室温荧光峰位于678nm附近,而不完整藻胆体其峰位于673nm以下。在液氮温度下,完整藻胆体的F686与F666相对荧光强度比值超过10,F686与F655之比值超过20。不完整藻胆体的F686与F666和F686与F655之比值远低于完整藻胆体。可用室温荧光峰的波长位置和液氮温度下F686与F655和F666的相对荧光强度比值来判断藻胆体的完整性和解离程度。而液氮温度下F686与F655,F666之比值是更灵敏的指标。     

多变鱼腥藻藻胆体的分离和荧光鉴定其完整性与解离程度

完整藻胆体的室温荧光峰位于678nm附近,而不完整藻胆体其峰位于673nm以下。在液氮温度下,完整藻胆体的F686与F666相对荧光强度比值超过10,F686与F655之比值超过20。不完整藻胆体的F686与F666和F686与F655之比值远低于完整藻胆体。可用室温荧光峰的波长位置和液氮温度下F686与F655和F666的相对荧光强度比值来判断藻胆体的完整性和解离程度。而液氮温度下F686与F655,F666之比值是更灵敏的指标。       

高固氮酶活性的多变鱼腥藻异形胞的分离

多变鱼腥藻(Anabaena variabilis)是具有异形胞的固氮蓝藻。异形胞是由营养细胞分化而来,异形胞一般为营养细胞的5—10%。在有氮培养中营养细胞不分化为异     

固定化固氮鱼腥藻细胞的固氮放氢

以2％海藻酸钙包埋鱼腥藻细胞进行固定化培养,鱼腥藻的固氮、放氢和吸氢活性均明显提高。固定化培养的鱼腥藻生长速度减缓,较高固氮活性维持的时间增长,对氧和铵的敏感度降低。以2％GaCl_2固化5min制成的胶珠较为理想。     

多变鱼腥藻(Anabaena variabilis)藻胆体——类囊体膜光能传递的研究

多变鱼腥藻(Anabaena variabilis)藻胆体一类囊体膜的吸收峰位于678,624,490,438和418nm.当用580nm波长光激发藻胆体一类囊体膜中藻胆蛋白时,室温荧光峰位于662nm,在680nm附近有一肩;液氮温度荧光峰位于655,666,695和730nm.这说明藻胆蛋白捕获的光能能有效地传给叶绿素a.当用436nm波长光激发藻胆体一类囊性膜中叶绿素a时,室温荧光峰(?)于683nm;液氮温室荧光峰在730nm,另一小峰在695nm.表明叶绿素a捕获的光能不能传递给藻胆蛋白.藻胆体一类囊体膜放氧速率为245μmoleO_2/小时,毫克叶绿素,电境照片显示在类囊体膜上有大量藻胆体.用0.3M蔗糖,O.05M磷酸缓冲溶液洗藻胆体一类囊体膜,能使藻胆体与类囊体膜分开.对藻胆体与类囊体之间的光能传递进行了讨论.     

PROTEIN TURNOVER AND HETEROCYST DIFFERENTIATION IN THE CYANOBACTERIUM ANABAENA VARIABILIS1

Under conditions of starvation for fixed nitrogen, cells of the filamentous cyanobacterium Anabaena variabilis Kütz, degrade much of their protein prior to heterocyst differentiation. Cells starved for a source of fixed nitrogen initially degraded about 2% of their protein per hour; by 24 h after nitrogen stepdown about 40% of the protein was degraded. Most of the acid-soluble radiolabeled material was excreted into the medium. Proteolysis was completely inhibited by chloramphenicol, by cyanide, or in the dark, hut was only partially inhibited in the presence of dichlorophenyl dimethylurea. Methionine sulfoximine (MSX) (an inhibitor of glutamine synthetase) in the presence of ammonia caused heterocysts to form. MSX treated cells degraded protein; however, the amount of protein degraded was much less than in cells starved for ammonia. Glutamine, which can serve as a nitrogen source for this strain, did not prevent starvation-induced proteolysis and did not prevent the differentiation of heterocysts.     

POLYSACCHARIDES FROM THE ENVELOPES OF HETEROCYSTS AND SPORES OF THE BLUE-GREEN ALGAE ANABAENA VARIABILIS AND CYLINDROSPERMUM LICHENIFORME1

The polysaccharides from the envelopes of heterocysts of Cylindrospermum licheniforme Kütz., and of heterocysts and spores of Anabaena variabilis Kütz., like those from the differentiated cells of Anabaena cylindrica Lemm., have a 1,3-linked backbone consisting of glucosyl and mannosyl residues in a molar ratio of approximately 3:1. As is the case with A. cylindrica the polysaccharides from A. variabilis and from the heterocysts of C. licheniforme have terminal xylosyl and galactosyl residues as side branches. In addition, the polysaccharide from C. licheniforme resembles that from A. cylindrica in having terminal mannosyl residues as side branches (absent from A. variabilis). The polysaccharides from A. variabilis resemble that from A. cylindrica in having glucose-containing side branches (absent from the heterocyst polysaccharide from C. licheniforme), but in contrast to the polysaccharides from the other two species they also have terminal arabinosyl residues as side branches. All of the polysaccharides mentioned appear to be structurally related; we present tentative structures for those not previously investigated. In contrast, the envelope of spores of C. licheniforme contains only a largely 4-linked galactan. The bulk of this envelope is not polysaccharide in nature, and contains aromatic groups.     

缺钼培养的蓝藻Anabaena 1720放氢的研究

培养液中缺钼时,蓝藻Anabaena 7120的放氢受到削弱,其削弱程度比固氮活性的削弱小。此种蓝藻的放氢对CO和氧都敏感,预先以乙炔处理时,其放氢即受抑制,而在光下以分子氢预处理则促进放氢。这类蓝藻光下放氢比暗中高,当添加光合抑制剂或氯化铵于反应系统时,其放氢便明显下降。     

生物进化研究的回顾与展望

生物进化是自然科学的永恒之迷。随着历史的发展和科学的进步,生物进化思想从早期的萌芽,到自然选择学说、新达尔文主义,从现代综合理论,到分子进化的中性学说。再到新灾变论和点断平衡论等。当前,由于生物学各分支学科的飞速发展．它们就各自的研究对象在宏观和微观上不断地拓展和深入,并在不同的层次上形成了广泛的交叉、渗透和融合,现代的进化生物学研究从宏观的表型到微观的分子,从群体遗传改变的微进化到成种事件以及地史上生物类群谱系演化的宏进化,从直接的化石证据到基于形态性状、分子证据和环境变迁的综合推理,从基于遗传基础的比较基因组学到演化机理的进化发育生物学等。可以预见,在新的世纪里,在哲学和具体方法论(如系统论、控制论和信息论)的指导下,在生命科学、其他自然科学乃至社会科学工作者的通力合作下,综合遗传、发育和进化等研究领域的各种理论成果,生物进化理论即将出现也一定会出现的一个新的大综合和新的大统一。     

鱼腥藻类囊体膜及其性质的研究

研究了鱼腥藻(Anabaena azollae Strasb.)的光合膜及其性质,结果如下:(1)以培养液为反应介质,测出鱼腥藻细胞的光合放氧,这种放氧受电子传递抑制剂DCMU的抑制。1mmol/L的NH_4Cl既延迟光合放氧的诱导期又抑制光合放氧速率。(2)在700～300nm波长范围,鱼腥藻出现4个吸收高峰,分别位于680、625、480和440nm处。其中625nm的吸收峰应属蓝绿藻的特有吸收峰。(3)通过高压氮气破碎法,并结合超声波处理,可以破碎鱼腥藻细胞壁,并从中分离出鱼腥藻类囊体膜制剂。测定表明,这种膜制剂具有进行光合磷酸化的能力,同时亦有膜上ATP酶水解ATP的能力。(4)利用此膜制剂,分离并部分纯化出ATP酶,在SDS-PAGE图谱上,此酶的两种小亚基(δ和ε亚基)的分子量分别低于菠菜叶绿体ATP酶的δ和ε亚基,但两种酶的α和β两种大亚基的分子量相近。以上结果提示,鱼腥藻具有进行光合作用的内在机构,这种机构在组分及其性质上与其它种类光合膜的异同是值得深入研究的课题。     

白鲢鱼种对螺旋鱼腥藻摄食量和利用率的研究

在通过示踪试验肯定了白鲢鱼种能消化利用螺旋鱼腥藻之后,我们继续用放射性磷做了白鲢鱼种对螺旋鱼腥藻摄食量和利用率的示踪试验,同时做了鱼体自射线显影。通过以上的研究工作,证实了螺旋鱼腥藻是白鲢鱼种易摄食和消化利用的良好食物,是白鲢鱼种快速生长的主要物质基础。       

暹罗鱼腥藻空间飞行突变株的光合特性分析

对经空间飞行搭载而获得的暹罗鱼腥藻突变株的分析发现,与对照相比,它在生长率和光合效率方面明显较高。进一步分析其光合色素的组成,叶绿素荧光及PSII/PSI比值,发现突变株的PC/Chl比值明显低于对照藻株,而叶绿素荧光高于对照,PSII/PSI比值是对照藻株的1.7倍,在其它光合色素的比例上也有差异。分析这些结果表明,突变株与对照株在光合特征上有差异可能是突变株在色素系统的改变引起光能捕捉和光能利用上更为高效的原因。