随着近十几年对CRISPR系统展开的广泛研究,CRISPR-Cas9系统已成为目前普及率最高的基因编辑工具,在动物、植物、真菌和细菌中都有成功编辑的报道。然而,该系统在微藻中转化效率低下,假阳性率过高,目前仅在衣藻、三角褐指藻、微拟球藻和裸藻中有成功的例子,开发一套成熟高效便捷的基因编辑策略对微藻的深入研究毫无疑问具有重大意义。本论文以模式生物硅藻三角褐指藻（Phaeodactylum tricornutum）和纤细裸藻（Euglena gracilis）为实验材料,建立CRISPR-Cas9基因编辑平台。选取三角褐指藻翻译后修饰途径关键酶之一的精氨酸转移酶1（Arginine transferase 1,Ate1）为目的基因,运用双载体转化系统尝试电转法、基因枪法以及PEG介导转化等转化手段,均未获得阳性克隆。总结经验以后,更换目的基因为功能不明确的转座子artemis,最终采用All-in-one的载体以大肠杆菌接合转化的方式,成功获得了一个5碱基的缺失突变体。随后重新为ate1设计8个sg RNA靶点,并成功获得了一个单碱基插入突变株和3个碱基缺失突变株。在三角褐指藻的CRISPR-Cas9基因编辑取得成功以后,本研究通过q RT-PCR对纤细裸藻副淀粉合成降解相关酶的表达量进行相对定量,结合正常培养7天裸藻副淀粉的含量变化曲线,筛选出在副淀粉降解过程中表达量明显上升的降解酶Egcel17A和Egcel81C,并计划构建缺失突变体以验证其功能。q RT-PCR的结果显示,副淀粉的七个降解酶候选基因在整个副淀粉降解过程中,表达量呈现明显的分批上调现象,表明纤细裸藻中的副淀粉降解很可能是一个由多种功能的酶协同作用的过程。综上所述,本研究验证了CRISPR-Cas9基因编辑系统在藻类中的有效性,分析认为CRISPR-Cas9系统在微藻中效率低下可能因为绝大多数sg RNA并不具备体内活性,而不是Cas9蛋白对微藻存在普遍毒性,提出为每个基因设计10个左右的sg RNA可能是提高效率的有效手段,并尝试在裸藻CRISPR-Cas9基因编辑中得到进一步验证。该研究将有助于提升微藻基因编辑定位实验的技术效率,同时为其他微藻基因编辑平台的建立提供借鉴。