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虾青素是一类具有强抗氧化活性的红色酮式类胡萝卜素，因其在人体内有清除自由基和延缓衰老的作用而在食品添加剂、化妆品、保健品和制药领域有很大的应用前景。藻源的虾青素活性最强，其中以雨生红球藻积累虾青素的含量最高，但是雨生红球藻培养周期长、需高光照胁迫、易污染等缺点限制了虾青素的规模化生产。小球藻具有丰富的类胡萝卜素前体，生长速度快，能异养发酵，但目前除了Chlorellazofingiensis能够积累虾青素，Chlorella vulgaris还未有产虾青素的相关研究报道。目前小球藻已经建立了玻璃珠转化、电击转化、基因枪转化和农杆菌介导的遗传转化等转基因方法，通过转基因技术改良小球藻的生理生化性能具有可行性。 实验筛选了Chlorella vulgaris Fma和Chlorellazofingiensis ATCC30412作为农杆菌介导遗传转化的宿主藻株。克隆了来自雨生红球藻合成虾青素的关键酶基因，通过构建双元表达载体pCAMBIA1302-crtO-crtRB，将两个目的基因crtO和crtRB同时整合到小球藻染色体上。希望获得生长快且虾青素产量高的小球藻藻株。 1.实验筛选适合做遗传转化的小球藻藻株，比较分析了C.vulgaris的三株淡水小球藻、四株海水小球藻和C.zofingiensis ATCC30412的细胞形态和生长周期，C.zofingiensis有两个生长周期，而C.vulgaris没有。ITS聚类分析结果C.zofingiensis和C.vulgaris被分在两个不同的类群。潮霉素敏感性检测结果中，600μg/ml的潮霉素不能完全抑制海水小球藻的生长，而淡水小球藻对潮霉素比较敏感。HPLC检测小球藻色素组成的结果表明，C.vulgaris没有虾青素，C.zofingiensis检测到虾青素。最后，选择C.vulgaris Fma和C.zofingiensisATCC30412作为农杆菌遗传转化的宿主。 2.crtO和crtRB基因能够编码β-胡萝卜素酮化酶和羟化酶，催化β-胡萝卜素转化为虾青素。从雨生红球藻的cDNA中克隆到这两个酶基因，构建含CaMV35S启动子和CYC1终止子的crtO基因表达盒，用crtRB基因替换了pCAMBIA1302质粒上的gfp基因。最后，重组质粒pCAMBIA1302-crtRB-crtO和空质粒pCAMBIA1302转化到农杆菌LAB4404和EHA105菌株中。 3.在农杆菌介导C.vulgaris遗传转化的实验中获得了具有潮霉素抗性的小球藻藻株，PCR结果显示hpt基因转进小球藻DNA中，但是HPLC结果没有检测到虾青素含量，可能是外源基因没有整合到小球藻基因组中、目的基因不表达或虾青素的合成代谢途径比较复杂。实验观察共培养时间、温度、培养基的pH等因素对转化效率的影响，发现共培养两天、22℃、pH5.8时的转化效率较好。