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发菜,学名发状念珠藻,是一类具有生物固氮活性的光合自养陆生型蓝细菌(蓝藻),具有较高的经济和药用价值。混合营养模式是获得高发菜细胞密度的最佳营养模式,但发菜细胞耐受葡萄糖浓度较低,对葡萄糖利用率低。本课题以野生型发菜细胞株作为出发菌株,通过进化工程育种,选育耐高葡萄糖浓度的发菜细胞株。并进行了培养条件优化研究。主要研究结果如下：1、以野生发菜细胞作为出发菌株,通过UV-C紫外诱变处理建立发菜基因多样性文库,选取UV-B紫外辐射和干旱胁迫作为育种的选择压力,筛选高产多糖、耐受高浓度葡萄糖的发菜菌株。发菜细胞UV-C紫外辐射的最佳诱变剂处理时间24 h,UV-B紫外辐射和干旱胁迫的最佳选择压力分别是36 h、2 h。选育细胞株可以耐受葡萄糖浓度最高达到15 g/L。2、采用Plackett-Burman(PB)实验设计法和响应面分析法,分别对影响发菜细胞混合营养生长的6个培养基组分及培养条件进行筛选优化。确定了发菜细胞混合营养生长最佳培养基组成及最佳培养条件分别为：葡萄糖9.0g/L、硝酸钠2.5g/L、磷酸二氢钾0.31g/L,其相对应的发菜生物量可达到2.96 g/L,比优化前提高12.8%。培养温度25℃、光照强度60 μmol.m-2 s-1和培养基初始pH值8.5,发菜细胞干重2.76 g/L,比优化前提高27.4%。3、基于发菜细胞可进行混合营养生长,研究了发菜细胞混合营养及自养过程中的光衰减特性。Lambert-Beer’s定律可较好地描述细胞浓度及光程对光衰减的影响。随着发菜细胞密度的增加,透过发菜细胞液的光强都在不断减少,特别是随着光程的增加,光衰减明显加快。当发菜细胞密度和入射光强相同时,光在光合自养培养的细胞液中衰减速度比混合营养细胞液中的快。如初始入射光强为48.73μmol.m-2.s-1时,在发菜细胞密度0.7715 g/L,光程2 cm处光合自养和混合营养培养液的透射光强分别为28.35μmol.m-2.s-1和30.17 gmol.m-2.s-1。由元素分析仪所得发菜细胞中的平均含碳量为40.75%。发菜细胞光合自养的光合效率为14.3%。