【摘 要】
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雨生红球藻（Haematococcus pluvialis Flotow）在胁迫条件下可以大量积累虾青素,被认为是天然虾青素的优良来源。目前对雨生红球藻的研究侧重于促进虾青素的积累和提取工艺等方面,但对雨生红球藻虾青素的合成调控研究较少,其机制尚不清楚。本研究旨在探究转录因子在雨生红球藻受到环境胁迫而大量积累虾青素时所起的调控作用。雨生红球藻192.80经强光和醋酸钠胁迫处理,提取总RNA进行高通
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雨生红球藻（Haematococcus pluvialis Flotow）在胁迫条件下可以大量积累虾青素,被认为是天然虾青素的优良来源。目前对雨生红球藻的研究侧重于促进虾青素的积累和提取工艺等方面,但对雨生红球藻虾青素的合成调控研究较少,其机制尚不清楚。本研究旨在探究转录因子在雨生红球藻受到环境胁迫而大量积累虾青素时所起的调控作用。雨生红球藻192.80经强光和醋酸钠胁迫处理,提取总RNA进行高通量测序,对差异表达的基因进行表达趋势分析,筛选差异表达转录因子进行克隆,通过对其结构和功能的分析阐明它们与雨生红球藻虾青素合成关键酶基因之间存在的调控关系,具体研究内容及结果如下:（1）通过强光醋酸钠联合胁迫雨生红球藻192.80,进行高通量测序。进行表达趋势、GO富集和Pathway富集分析;预测获得332个差异表达的转录因子,分别属于28个家族,通过多种表达趋势来响应不同的胁迫条件;藻细胞在胁迫条件下积累虾青素。以上结果表明在胁迫条件下,雨生红球藻次生代谢物合成旺盛,且转录因子与次生代谢物的合成存在联系;（2）分别采用强光、醋酸钠、水杨酸和缺氮等条件处理雨生红球藻192.80,发现雨生红球藻在缺氮条件下虾青素积累最多。基于三代转录组数据,分别克隆得到雨生红球藻AP2、b HLH、b ZIP、ERF、G2-like、HSF、Whirly和WRKY家族的8个转录因子,它们可以响应不同的胁迫并发挥作用;（3）由雨生红球藻基因组数据挖掘虾青素合成关键酶-BKT1、BKT2、Crt Rb1和Crt R-b2等基因的启动子序列,转录因子结合位点分析结果显示ERF和Ninlike等转录因子可能在BKT1等基因的转录调控中起重要作用;（4）进一步克隆获得9条雨生红球藻ERF转录因子,它们均含有AP2/ERF结构域,蛋白结构具有较高的相似性;亚细胞定位预测结果显示多位于细胞核;雨生红球藻的ERF转录因子与拟南芥具有同源性;（5）在不同胁迫条件下,雨生红球藻9个ERF转录因子和BKT1、BKT2、Crt R-b1以及Crt R-b2的表达均存在不同程度的上调。相关性分析显示雨生红球藻9个ERF转录因子和4个虾青素合成关键酶基因的表达存在较高的相关性。综上所述,我们推测:在强光、缺氮等胁迫条件下,雨生红球藻Hp ERF等转录因子表达上调,分别响应不同的环境刺激,可能通过结合于虾青素合成关键酶基因（BKT1、BKT2、Crt R-b1以及Crt R-b2）的启动子上来对基因的表达进行调控,从而调控虾青素的合成。因此,以上研究为我们弄清转录因子调控虾青素合成关键酶基因的转录奠定基础。
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