噬蓝藻体光合基因

噬蓝藻体光合基因【噬蓝藻体光合基因】在栖息于海洋环境中的大量微生物有机体中，蓝细菌（一种蓝绿藻）是最为丰富和常见的能够进行光合作用的物种。两种最常见的蓝细菌，原绿球藻和聚球藻的固碳量（利用CO2 和水合成糖物质的光合作用）占全球生物固碳总量的30% 。利用自然界存在的资源，这些微生物能够依靠光系统（Photosystems，PS）I 和II，这两个光合作用的反应中心来产生能量。
基本介绍中文名：噬蓝藻体光合基因
外文名：Photosystems
性质：噬蓝藻体
方法：进行光合作用
有趣的是，一些称为噬蓝藻体的能够感染蓝细菌的病毒，也携带有能够编码 PS II 光合作用中心蛋白PsbA （在所有的产氧光合生物的中心蛋白中转换速率最快的蛋白）和 PsbD (能够和和PsbA 形成一个複合物)的基因。通过在感染蓝细菌后拷贝 psb A 和 psb D 基因，噬蓝藻体能将这两个基因整合入宿主基因来满足它们的需要――增强光合作用。这很可能是为了满足增强噬蓝藻体的适应性的需要，因为当光合作用在感染期间得到最佳化时噬蓝藻体的生长和繁殖也处于最佳状态。PS II 基因在噬蓝藻体中的分布如何？这些基因又是从何而来？直到现在也仅有一小部分噬蓝藻体样本被测定。为解决这一系列问题，Matthew Sulivan，Debbie Lindell，Sallie Chisholm 及其同事测定了33 株噬蓝藻体分离株（从马尾藻海和红海收集的样本中培养而来），加上其他九种噬蓝藻体已知的数据，来分析 psb A 和 psb D 基因在各个种中的分布情况。他们发现 psb A 存在于88%的分析样本中，而 psb D仅存在于50%的分析样本中。通过分析这些光合作用基因以及来自于宿主原绿球藻和聚球藻的基因序列，他们推测出 PS II 基因进入噬菌体基因组的进化过程。噬篮菌体可以从形态学上分为三个主要的家族（短尾噬菌体科，肌尾噬菌体科和长尾噬菌体科）。通过观察在几种不同的家族中 PSII 基因的分布状况，Sullivan，Lindell 等发现，除了感染原绿球藻的长尾噬菌体科和感染聚球藻的短尾噬菌体科噬篮藻体以外，psbA 基因存在于所有的肌尾噬菌体科和所有感染原绿球藻的短尾噬菌体科中。在不同的噬篮藻体中高度的保守性提示这一基因有可能是具有功能的，并且很可能对增加噬菌体的繁殖力有作用。同时也发现，潜伏期的长短也可能影响了 psbA 基因的分布模式。然而，更深入的调查这些可能性还需要更多的关于噬篮菌体生理学特徵方面的信息。第二个基因 psbD，没有 psbA 基因那幺常见，但在所研究的编码 psbA 的20个感染原绿球藻的肌尾噬菌体中有4个同时发现也包含此基因，而20个感染聚球藻的肌尾噬菌体中的17个同时拥有基因psbA 和psbD 。肌尾噬菌体科病毒被认为能够比其他噬篮菌体感染更广範围的蓝细菌宿主。事实上，通过研究发现，肌尾噬菌体所具有的 psbD 基因被认为与广宿主範围相关。也许同时具有两个编码基因确保了一个功能型的 psbA－psbD 蛋白複合物，从而提高了这些能够感染更广阔宿主範围的噬篮菌体的感染能力。