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自然界中许多光合生物的生长过程会吸收CO2转化为O2,即生物固碳。在可以进行光合作用固定CO2的生物中,微藻吸收并转化光能的效率很高,具有显著优势。本文采用核辐射诱变结合高浓度CO2驯化的方法对螺旋藻进行改良,使螺旋藻可以在高达15%的CO2浓度(燃煤烟气的CO2浓度)下稳定生长。另外,本文对生菜种子进行核诱变处理,提高诱变生菜种子的固碳生长速率,从微藻和高等植物两个角度对生物固碳技术加以研究。本文采用钴60-γ射线对螺旋藻进行核诱变处理,在核辐射剂量为9000Gy时,单细胞体积由39.37μm3提高到42.58gm3,并且细胞表面变得光滑,分形维数由1.583降低到1.215。经过核辐照诱变后的螺旋藻糖类含量上升、蛋白质含量减少。在空气中培养4天得到的生物质产量比原始藻种提高了310.9%至3.805g/L。对螺旋藻突变体的生长条件进行优化,发现在12000lux光照强度下7天的平均生长速率为1.44G/(L*d),是60001ux光强下的1.22倍；在CO2通气浓度为15%的条件下培养螺旋藻突变体时,培养基中不必添加NaHCO3,只加入0.1mol/L的Na2CO3时螺旋藻的生长速率和生物质产量更高,分别为0.805g/(L*d)和1.32g/L。为了提高螺旋藻突变体对15%浓度CO2的适应能力,本文采用高浓度CO2梯度驯化的方法对螺旋藻突变体进行优化培养。驯化后螺旋藻突变体的细胞壁孔隙直径由26.11μm增加到34.81μm,细胞壁的厚度提高了37.3%(变为80.91nm),细胞内部羧化体面积提高了92.8%(变为0.841μm3)。在15%浓度的CO2通气条件下培养7天,最终的生物质产量提高了513.2%至4.256g/L。最后,本文采用铯137-γ射线对生菜种子进行核诱变,核辐照剂量为30GY诱变后的生菜种子培养18天后,叶绿体中基粒体积为未辐照生菜的3.44倍。生长30天后,生物质湿重比未辐照生菜提高了22.3%达到52.24g,其平均固碳速率提高了16.4%达到25.91mg/min。对辐照后的生菜进行生长条件的优化发现当向诱变生菜种子根部区域恒定通入3%的CO2浓度时,培养24天后生物质产量最大,比空气中生长的生菜提高了75%达到48.7g。