光合作用被誉为地球上最重要的化学反应,类囊体膜上多种蛋白复合体是其光反应过程发生的结构基础,各蛋白复合体由不同组成亚基之间精密协调、有序互作而成。TPR蛋白（Tetratricopeptide Repeat Proteins）是一类介导蛋白质间相互作用的蛋白家族,在介导蛋白质进入叶绿体、参与叶绿体基因表达、调节光系统的组装与稳定,以及参与叶绿素的生物合成等过程发挥重要作用。已有的研究已表明多种TPR蛋白在光合发生过程中至关重要,但光合生物中还存在着众多TPR蛋白功能尚不清楚。蓝藻被公认为是真核光合放氧生物叶绿体的祖先,探究蓝藻中的TPR蛋白功能对揭示光合作用生物发生机制具有普遍的借鉴意义。本研究以集胞藻PCC 6803为实验材料,利用植物生理学和分子生物学等手段,结合生物信息学分析方法,对该生物中的30个TPR蛋白功能进行初步研究,取得的主要研究结果如下:1、集胞藻PCC 6803中TPR相关基因的筛选与鉴定。通过氨基酸序列比对可知集胞藻PCC 6803中共有30个TPR蛋白,其中的9个蛋白功能已有研究。本文选取集胞藻PCC 6803中功能未知的21个TPR蛋白,对其编码基因进行定向敲除。经多次传代培养后,共获得17株基因分离完全的敲除突变株,另外4个基因sll0837、slr1196、slr1809、sll1979无法敲除完全,推测这四个基因可能为集胞藻生长所必需。2、集胞藻PCC 6803中TPR相关基因突变株的生理表型分析。对分离纯化完全的17个突变株生理表型检测发现,在30 μmol photons m-2s-1光强下sll0910::C.K2与sll1251::C.K2突变株的光合自养生长速率低于野生型藻株,暗示该两个基因可能影响集胞藻PCC 6803的光合作用。其余突变株的生长速率与野生型藻株相比无差异,荧光参数测定发现包括sll0910::C.K2在内的所有突变株光系统Ⅰ与光系统Ⅱ比例、光合电子传递速率相比野生型藻株均无显著差异。鉴于多种TPR蛋白间具有较高的同源性,单独敲除一个基因表型不明显,暗示不同基因之间可能存在功能冗余。3、TPR相关基因双敲除突变株的鉴定与生理表型分析。以sll0910::C.K2突变株为基础藻株,选取部分与sll0910具有较高同源性的TPR蛋白编码基因进行组合敲除,获得4个分离纯化完全的双突变株以及3个未分离纯化完全的双突变株,暗示这三个无法组合敲除的基因sll1882、slr1956、sll1251可能与sll0910基因共同参与集胞藻的重要生理过程,其具体功能需要进一步确认。通过对野生型及4个分离纯化完全的双突变株生理表型检测发现,在30 μmol photons m-2 s-1光强下双突变株光合自养生长较野生型藻株与sll0910::C.K2单突变株无明显变化,Δsll0910Δslr0626双突变株的相对电子传递速率略小于野生型藻株与sll0910::C.K2单突变株,其他双突变株与野生型藻株并无明显差异。双突变藻株表型不明显,暗示TPR蛋白间功能冗余,或者在正常生长条件下功能不明显。4、集胞藻PCC 6803中TPR蛋白Sll0837在光合作用中的功能研究。选取不能完全敲除的sll0837基因为研究对象,该蛋白具有五个串联TPR结构域,与已研究的光合功能重要的TPR蛋白具有相似的结构域组成特征。利用启动子替换方法构建Omega-PpetE-sll0837突变株（PpetE::sll0837）,该突变株可通过降低培养基中铜离子浓度降低sll0837的表达。在30 μmol photons m-2 s-1光强下,缺铜培养基中不加铜离子时,PpetE::sll0837突变株与野生型藻株的生长及光合荧光参数均无明显差异;在高光180 μmol photons m-2s-1与缺铜条件下,PpetE::sll0837突变株生长速率、最大光合电子传递速率以及PSⅡ最大光化学效率Fv/Fm均较野生型藻株明显下降。77K数据显示PpetE::sll0837突变株在缺铜条件下PSⅡ峰有所蓝移,而加铜下与野生型藻株没有差异,暗示S110837可能参与高光下集胞藻6803 PSⅡ的稳定性调节。已有的亚细胞定位结果表明S110837主要分布于集胞藻外膜与周质空间部分,暗示S110837可能参与PSⅡ在质膜与类囊体膜间早期生物发生的过程,功能与另一 TPR蛋白PratA可能有类似之处,具体功能有待后续进一步研究。