11月27日上午，一碳生物技术研究中心李福利研究员邀请了西湖大学李小波研究员来所进行了学术报告——海洋藻类光合色素合成研究与分子遗传工具开发。
本次报告中，李小波研究员将主要介绍CHLC的发现，并将简单介绍硅藻岩藻黄素合成通路的研究与莱茵衣藻光合作用逆境响应的机制研究。
硅藻类群中的模式物种三角褐指藻早在2008年就已完成基因组测序，但是由于硅藻细胞一般为二倍体，传统遗传学手段很难同时破坏基因的两个拷贝以测试其功能。近年来CRISPR基因编辑方法的进步使得一个基因的两个拷贝同时被破坏成为可能。李小波团队从三角褐指藻基因组中根据各基因在不同生长条件下的表达水平差异，选取了数十个候选基因，依次进行敲除与表型检测。其中一个候选基因的敲除突变体呈现出绿色表型，与野生型硅藻细胞的褐色外观形成鲜明对比。色素分析显示，该基因的突变体完全丢失了叶绿素c，同时，突变体中岩藻黄素（与叶绿素c处于同一色素-蛋白复合体的黄色色素）的含量显著降低。在低光照条件下，该突变体表现出明显的生长劣势。体外实验证实该基因编码的酶能够利用叶绿素生物合成途径中的常见前体直接合成叶绿素c，因此被命名为叶绿素c合成酶（Chl c synthase），简称CHLC。该酶与其他叶绿素合成通路组分的底物特异性可以解释叶绿素c结构的独特之处。研究团队发现CHLC同源基因广泛分布于全球海洋。在系统演化分析中，团队发现不含叶绿素c的生物（包括红藻）缺乏CHLC同源基因；而含有叶绿素c的定鞭藻、甲藻和隐藻均具有该基因。然而，与硅藻亲缘关系更近、同样含有叶绿素c的褐藻却缺乏该基因，这表明褐藻可能采用未知的、独立演化出的酶来合成叶绿素c。这一结果也表明现在的光合作用机制演化学说还有待修正。
此外，李小波研究员参观了单细胞中心实验室、一碳生物技术研究中心实验室、微生物制造工程中心实验室并与各位老师进行了交流。一碳生物技术研究中心范勇副研究员介绍了相关工作进展，并建立了合作意向。
李小波博士，长期从事植物学和微生物学研究。2007年毕业于西安交通大学，获得生物工程学士学位。2007-2012年在密歇根州立大学攻读植物学博士学位。先后在斯坦福卡内基研究所（2012-2016）和普林斯顿大学（2016-2018）进行博士后研究。获得了美国遗传学会的DeLill Nasser奖(2016)，国际植物脂类代谢论坛的 Paul Stumpf奖 (2016)，以及美国植物学家协会的Robert Rabson奖 (2016)，于2018年加入西湖大学任特聘研究员。先后在Science、Nature Genetics、Plant Cell、PNAS等知名期刊发表论文数篇。
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