葡萄糖不仅能为植物提供营养和能量,而且可作为信号分子,调控植物生长、发育和代谢等生命活动。外源葡萄糖通过转运蛋白进入细胞,经己糖激酶磷酸化参与细胞糖酵解等途径,进而为诸多生命活动提供能量及中间代谢产物。低等植物真核藻类种类繁多,结构简单,大多以自养、异养、混养等不同营养方式进行生长。充分利用光合生物的异养能力是获得高生物量的有效途径,通过基因工程改变藻类营养模式是提高其生物量的一种有效策略,也是当前研究的热点之一。莱茵衣藻（Chlamydomonas reinhardtii）作为一种单细胞真核光合自养模式生物,不能有效利用外源葡萄糖,因此可以作为研究植物外源糖转运及利用的理想研究材料。本研究分别从两株单细胞真核绿藻（Chlorophyta）中克隆获得葡萄糖转运蛋白基因（Cke HUP1）和己糖激酶基因（Hae HK/GK）并构建植物组成型表达载体,以莱茵衣藻CC849作为转基因受体,对其进行遗传转化以及转基因株系表型鉴定。通过代谢工程培育能高效利用外源葡萄糖的优异莱茵衣藻藻株,以期建立经济微藻高效异养或混养的新路径。主要研究结果如下:（1）通过同源克隆（Homologous cloning）和c DNA末端快速扩增技术（RACE）相结合的方法,获得了小球藻葡萄糖转运蛋白基因Cke HUP1和雨生红球藻己糖激酶基因Hae HK/GK的c DNA的全长序列,并分别分析基因序列及系统进化特征。Cke HUP1基因全长2 479 bp,共编码534个氨基酸。Cke HUP1是一种膜结合蛋白,具有12个典型的跨膜结构域,属于易化子超家族（major facilitator super family,MFS）成员。Hae HK基因c DNA全长为2 047 bp,共编码571个氨基酸。Hae GK基因c DNA全长为1 750 bp,共编码475个氨基酸。Hae HK和Hae GK二者均为胞内蛋白,且都形成“蝴蝶”型空间构象,具有典型的糖激酶超家族特征。（2）成功构建莱茵衣藻核表达载体p HR13-Cke HUP1,其所含启动子为Arg7组成型启动子,且带有Hyg抗性基因。以野生莱茵衣藻CC849作为受体细胞,通过珠磨法将表达载体p HR13-Cke HUP1转入,利用潮霉素筛选获得阳性转化株,分子鉴定显示目的基因Cke HUP1成功整合入莱茵衣藻基因组中,并能有效表达。（3）对不同培养条件下（自养、混养及异养）转p HR13-Cke HUP1莱茵衣藻的生物量、光合色素含量、叶绿素荧光参数、胞外葡萄糖含量以及外源Cke HUP1基因的表达量等检测显示,自养条件下外源Cke HUP1基因的转入对莱茵衣藻的生长和光合情况没有显著的影响,Cke HUP1基因的表达量较低。混养条件下转化株比野生株生长状况较好,能吸收外源葡萄糖,且Cke HUP1基因的表达量上调。异养条件下转化株的生长未达到预期效果,但黑暗-光照复苏后转化株迅速恢复生长,且能大量吸收外源葡萄糖,外源基因Cke HUP1的表达量也显著上调。这表明外源Cke HUP1基因的转入提高了莱茵衣藻利用外源葡萄糖的能力,且光可能在调控Cke HUP1基因表达与功能响应过程中发挥重要的作用。（4）成功构建莱茵衣藻核表达载体p DB124-Hae GK,其所含启动子为Psa D组成型启动子,且带有Ble抗性基因。以野生莱茵衣藻CC849作为受体细胞,应用表达载体p HR13-Cke HUP1和p DB124-Hae GK进行共转化,通过潮霉素和博来霉素双重筛选未获得阳性转化株。此外,以转p HR13-Cke HUP1莱茵衣藻作为受体细胞,再将表达载体p DB124-Hae GK转入,利用潮霉素和博来霉素筛选获得阳性转化株。分子鉴定发现,目的基因Hae GK成功整合入莱茵衣藻基因组中,但Cke HUP1基因丢失,其原因可能与共转技术难度大,启动子启动效率低,密码子未优化以及转化过程中发生基因沉默等现象相关。后续将进一步培育Cke HUP1和Hae GK基因共转化和表达的莱茵衣藻株系并系统鉴定其表型。总之,本研究克隆获得葡萄糖转运蛋白基因（Cke HUP1）和己糖激酶基因（Hae HK/GK）,培育获得Cke HUP1稳定表达的莱茵衣藻转基因株系。黑暗-光照复苏条件下Cke HUP1基因显著表达,莱茵衣藻利用外源葡萄糖的能力增强。Cke HUP1基因亦可进一步开发为基于外源糖利用的高效微藻遗传转化的筛选标记。