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随着化石燃料的枯竭,各国纷纷把发展可再生能源作为国家能源发展的重要组成部分。微藻生物能源作为新型的可再生能源,受到广泛的重视。本研究中的纤细裸藻(Euglena gracilis)在一定的条件下能够产生大量的油脂,是很好的生物柴油原料,同时因其具备丰富的活性成分,因此被作为食品和营养添加剂的良好来源。本研究结合纤细裸藻既可自养又可异养的特性,在光照条件下于有机培养基中,采用紫外线(UV)照射和梯度浓度的亚硝基胍(NTG)对纤细裸藻野生型进行诱变,以期获得生长较快且活性成分(如脂肪酸、裸藻副淀粉等)含量较高的突变藻株。此外,为了深入了解光合作用机理,通过将处于异养培养的绿色纤细裸藻转换到自养培养后,比较纤细裸藻野生型在光照和黑暗培养时的叶绿体转录组差异表达,进一步深入绿色裸藻叶绿体转录组与光照条件的关联机制。结果如下:(1)本研究经过上述两种诱变方法处理纤细裸藻野生型后总共成功得到34株突变藻株。其中,经过NTG诱变所得的突变株的生长速度相对于UV处理所得的突变株高。在浓度为0.8mg/mL的NTG的诱变条件下,能够得到生长速率和生物量较野生型纤细裸藻高的突变藻株;而在UV诱变中所获得的突变藻株生长速率不及野生型高。(2)通过生长曲线的绘制及最高细胞浓度的对比后,筛选得出6株突变株与野生型藻株作后续的活性成分含量对比实验,取样时间为第4天(对数期)和第9天(细胞顶峰期)。(3)本研究在脂肪酸的测定实验中检测了第4天和第9天的脂肪酸含量及种类。总体来说,第9天的总脂肪酸(TFA)比第4天高。其中,突变株A4的TFA含量最高,达171.34μg/mg dw;其他突变株的TFA含量在122.57~140.07μg/mg dw,野生型含量最低,为97.91μg/mg dw。而不论是野生型还是突变株,其脂肪酸种类当中都是饱和脂肪酸(SFA)含量最高,多不饱和脂肪酸(PUFA)其次,单不饱和脂肪酸(MUFA)最低。其中,A4的SFA和PUFA含量高于其他藻株,而MUFA含量与其他藻株相当,而PUFA中含量高的主要是C18:2ω6、C18:3ω6、C20:4、C20:5ω3和C22:6ω3(DHA)。(4)在裸藻副淀粉(paramylon,Pm)含量测定中发现,大多数藻株在第4天的Pm含量高于第9天的含量。当培养至第4天时,突变株A4、A11和野生型的Pm含量最高,分别占自身干重的60.64%、56.57%和55.02%。(5)对异养培养转换到自养培养的纤细裸藻进行转录组测序和分析后,得到有75个转录本,总共注释得到48个叶绿体基因,涉及到光合作用的基因有13个,主要是光合系统I和光合系统II的基因。其中,差异表达显著(差异表达倍数≥2,p≤0.05)的基因总有2个,为核糖体相关蛋白基因rpl5和光合作用相关蛋白基因psbH,前者上调,后者下调。纤细裸藻叶绿体转录组分析表明其调控可能主要在于转录后水平上。综上所述,本研究摸索纤细裸藻在NTG和紫外线的处理下能够得到突变株的适合条件,并且经过最高细胞浓度的对比后得到的6株突变藻株,而后进行了脂肪酸和Pm的含量测定,并利用GC-MS技术进行了脂肪酸分析初步探究了脂肪酸在不同的培养时期的积累量规律,为纤细裸藻脂质的探究和大规模工业化提供一个可能的新思路。此外,还初步分析了绿色纤细裸藻在两种不同光照培养条件下的基因表达差异性,为绿色裸藻叶绿体转录组与光照条件的关联机制探究提供基础。