假根羽藻(Bryopsis corticulans)是生长在潮间带的大型绿藻,涨潮时藻体处于以蓝绿光和绿光为主的弱光环境中,并能够完成吸能、传能和转能过程以满足自身生长的需要;落潮时,藻体又能够适应高光强的暴露环境并进行光保护。光系统I(PSⅠ)是一种高效的自然光能转换器,由于藻类生存环境和进化地位的特殊性,其光系统I捕光天线(LHCI)结构也具有物种特异性。基于对假根羽藻PSⅠ-LHCI分离纯化与表征研究,我们实验室与中科院植物所、清华大学合作开展结构研究,采用冷冻电镜技术解析了该绿藻PSⅠ-LHCI的结构,但是由于该物种尚没有基因序列信息,以及Lhca天线序列的高度相似性,造成结构解析受阻。因此本研究主要通过分子生物学方法,获取假根羽藻所有Lhca天线蛋白的序列,为假根羽藻PSⅠ-LHCI的结构解析提供序列信息,并在结构研究的基础上,研究高光下衣藻光合色素的变化及其光保护机制。主要研究结果如下:1.通过同源序列扩增与转录组测序相结合的方法,获取了假根羽藻8种Lhca捕光天线蛋白氨基酸序列。序列比对及进化分析结果显示,假根羽藻8种捕光天线蛋白氨基酸序列相似,不同物种之间的捕光天线蛋白氨基酸序列较为保守。2.通获取的8种氨基酸序列与天线蛋白的电子密度进行匹配,对假根羽藻PSⅠ-LHCI超复合物中每个Lhca进行识别,为解析假根羽藻PSⅠ-LHCI分辨率为3.49?的冷冻电镜结构提供了重要信息。3.对莱茵衣藻进行正常光及高光两种不同培养条件的处理,并通过蔗糖密度梯度离心的方法,分离制备两种不同处理条件下莱茵衣藻的类囊体膜。为了研究高光下衣藻PSⅠ-LHCI的光保护机制,我们使用β-DDM增溶类囊体膜,分离纯化了PSⅠ-LHCI复合物。4.研究了高光处理前后衣藻藻体、类囊体膜、PSⅠ-LHCI的色素组成变化,结果显示:高光处理后的莱茵衣藻藻体、类囊体膜以及分离的PSⅠ-LHCI复合物中,均检测到叶黄素循环中间产物Ant和产物Zea这两种色素组分,而未经高光处理的样品中缺少这两种组分;通过对比高光处理前后,藻体中色素的变化趋势及类囊体膜样品中的色素含量,结果表明高光条件下,样品中的紫黄质Vio向玉米黄质Zea发生了转化;通过对高光处理后3种条带复合物样品中Zea转化率的计算,条带1-LHCII复合物玉米黄质的转化率为54%,条带2的转化率为33%,而条带3-PSⅠ-LHCI复合物中也有少量玉米黄质的转化,转化率仅为13%左右。说明高光条件下,PSⅠ-LHCI复合物中产生了叶黄素循环。