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地球不可再生能源的枯竭促使研究者们探索新能源和替代能源,微藻油脂通过酯交换反应生产生物柴油将是一种非常有发展潜力的绿色能源技术。微藻生长迅速,容易培养,其细胞内能够积累高含量的甘油三酯,是生产生物柴油的重要原料。获取优良藻株并采用适宜的培养条件,促进微藻油脂产率的提升是解决油脂原料成本问题的关键。本课题利用光合磷酸化解偶联剂促进小球藻生长和积累油脂,并结合比较转录组学和qPCR对其机理进行研究。本文研究内容包含如下几个方面:1.分别研究了小球藻、斜生栅藻、莱茵衣藻和杜氏盐藻在不同碳源中培养时的生长和油脂积累情况,最终发现小球藻生长最快,油脂积累也最高。以0.5 mM硝酸钠为氮源、50 mM乙酸钠为碳源混养培养小球藻时,其油脂含量明显高于对照组。并且,研究光合磷酸化解偶联剂CCCP和FCCP对小球藻生长和油脂积累的影响时,发现以乙酸钠为碳源混养培养小球藻F4时,加入1μM的CCCP,其生物量和中性油脂含量分别可以提高8.11%与19.67%;加入1μM的FCCP,其生物量和中性油脂含量分别可以提高7.37%与22.40%。2.通过比较转录组学对光合磷酸化解偶联剂促进小球藻生长和积累油脂的机制进行初步研究。结果表明,小球藻F4在混养条件下,加入1μM CCCP和FCCP培养时,其光合作用途径关键基因Cyt b6、光系统II促氧增强子蛋白、质体蓝素等上调,脂肪酸合成途径基因整体上调,脂肪酸降解途径基因整体下调,说明其光合作用增强,NADPH的合成量增加,从而促进油脂的积累。卡尔文循环与TCA循环基因整体上调,与其生长速度加快的表观效果相符。3.为了更准确更加深入的了解光合磷酸化解偶联剂促进小球藻生长和油脂积累机制,进行基于qPCR的中心代谢基因表达情况分析。根据qPCR结果,加入光合磷酸化解偶联剂时,光合作用途径中的F-ATPase的基因表达量下调,而其他基因如膜蛋白D1、Cyt b6和铁氧还蛋白还原酶基因表达量均有所增加,油脂合成途径基因整体上调,油脂降解途径基因整体下调,说明光合磷酸化解偶联剂可以通过消除跨膜的质子梯度,降低跨膜质子梯度对光合作用的反向抑制作用而提升整体光合效率,使得有更多的电子能够沿着光合电子传递链传递给NADP还原酶,累积NADPH并最终促进油脂的合成。此外,其卡尔文循环与TCA循环基因整体上调,与转录组结果一致。