陆生蓝藻发菜(Nostoc flagelliforme)是我国一级保护野生植物,具有重要的生态及经济食用价值,主要分布于干旱、半干旱的荒漠与半荒漠地区,对干旱、紫外线等具有较强的适应性。实验室前期研究发现,低剂量UV-B可诱导发菜形成天然形态,并增加紫外吸收物质类菌胞素氨基酸(MAAs)的含量。然而,发菜中MAAs的分子结构、合成途径及调控机制尚不清楚。本论文在实验室前期研究基础上,对发菜MAAs的分子结构进行鉴定,阐述MAAs的合成途径,并对调控MAAs合成的转录因子进行了研究,目前主要获得以下研究结果。1、利用甲醇法提取发菜中的MAAs,光谱扫描发现其最大紫外吸收波长为330 nm。经过前期鉴定的发菜MAAs合成基因簇,包含5个基因,分别为ORF1、ORF2、ORF3、ORF4和ORF5,将这5个基因转入鱼腥藻PCC7120,经鉴定ORF1-5转基因藻株合成的物质与发菜MAAs相同。将其合成物质通过分子筛分离纯化,然后通过LC-MS对MAAs进行精细分离与鉴定,确定了发菜MAAs的分子量为756 Da,这与目前所报道的MAAs分子量均不相同。依次通过分子筛和制备型HPLC,制备高纯度的样品,进一步通过分析核磁氢谱,鉴定了发菜MAAs的分子结构如下图所示,其不同于已经报道的其他物种中的MAAs,即发菜合成了一种新类型的MAAs。鱼腥藻PCC 7120不能合成MAAs,为了进一步研究发菜MAAs的合成途径,将发菜MAAs合成基因ORF1-2、ORF1-3、ORF1-5分别转入鱼腥藻PCC7120中,对发菜MAAs合成基因簇中每个基因参与合成的产物进行研究,发现ORF1与ORF2基因参与合成MAAs的环状骨架,ORF3、ORF4、ORF5参与MAAs侧链的氨基酸加工。2、利用酵母单杂交实验验证了实验室前期工作筛选到的转录因子ORF4223与MAAs合成基因簇启动子元件probe-5的相互作用,同时利用实验室建立的发菜转基因体系,构建并获得了 ORF4223的超表达转基因藻株,发现ORF4223超表达发菜藻株增加了 MAAs的合成量,增强了对UV-B辐射的耐受能力。以ORF4223为诱饵,利用酵母双杂交筛选发菜cDNA文库,获得了一些与ORF4223有潜在相互作用的蛋白编码基因,这有利于进一步研究发菜多种代谢途径。