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藻类在自然界中分布广泛且种类丰富,藻细胞代谢产物在多领域被广泛应用。特别是近年来,许多研究报道了微藻具备生产生物柴油的巨大潜力,因此从自然界找到更多具有优良生产性状的藻株一直是科研工作者关注的焦点。本研究致力于从自然环境中分离出高产油性能的藻株,并记录其形态特征和分类地位,在实验室培养过程中进一步探索藻株的油脂积累规律。实验中对新发现的非高脂的淡水藻株进行了形态鉴定和系统发育分析,旨在丰富藻类资源的多样性。主要研究结果如下:(1)对土壤中分离出的32株微藻进行实验室培养,包括绿藻19株,硅藻6株,金藻5株,蓝藻1株,黄藻1株。形态观察显示,各藻株形态差异较大,包括单细胞、多细胞、群体聚集形态,细胞大小在8.1μm3-12878.9μm3。通过测定连续培养状态下各藻株生物量、中性脂荧光、油脂含量及油脂产率等数据,从中挑选具有生产生物柴油潜力的藻株。综合测定结果显示,SX008小球藻,JL001黄丝藻,SX010绿球藻等三个株系为具有优良产油性能的高脂土壤藻株。(2)从山西省庞泉沟分离获得一株高脂土壤普通小球藻Chlorella vulgaris PQG。显微形态观察显示细胞球形或卵球形,大小不一,形态特征属于小球藻属Chlorella。基于18SrDNA和rbc L基因序列并构建系统树,该藻株与普通小球藻Ch.vulgaris聚为一支,表明它们具有同源关系。根据形态特征与系统发育分析结果确定其为一株普通小球藻Ch.vulgaris PQG。不同光照强度下连续培养后测定其油脂含量稳定在30%左右,NaCl胁迫下油脂含量可达50%以上,并通过叶绿素荧光值测量分析藻株生长趋势。傅立叶变换红外光谱图对油脂积累过程分析结果显示,该藻株脂类成分在1634cm-1附近有vC=O伸缩振动谱带,该脂质谱带的峰值相对强度随着培养时间的延长出现增加。该藻株具有较高的生长速率及产油能力,是一株具产业化应用潜力的优良产油藻株。(3)从吉林省长白山分离获得一株高脂土壤黄丝藻Tribonema sp.CBS。该藻种形态特征为单列不分支丝状体,细胞多为圆柱形,具“H”形节片;基于18S rDNA和rbcL基因构建系统发育树进行分析,与黄丝藻Tribonema聚为一类;结果表明这是一株土壤黄丝藻Tribonema sp.CBS。该藻株实验室培养结果显示,BG11培养基为最适合生物量积累的培养基,脂肪酸组分主要为C16和C18,富含大量不饱和脂肪酸,不同氮浓度下藻细胞的油脂含量没有明显差异。分析该藻种在自养与异养条件下的生长变化,结果表明异养有利于生物量的快速积累,但会导致细胞形态的改变与色素含量下降,同时油脂含量也会下降。该藻株油脂含量达40%以上,是一株高脂土壤微藻。(4)从山西省关帝山获得一株高脂土壤绿球藻Chlorococcum sphacosum GD,基于转录组测序分析该藻株盐胁迫下的油脂积累与代谢规律。培养结果显示,盐胁迫下藻株生物积累量下降,油脂含量上升。转录本的脂质代谢通路分析结果显示,脂肪酸生物合成与延长过程中的相关基因(ACCase、KASII、KAR、HAD、FATA、PPT)显著下调,TAG合成过程中相关基因(G3PDH、PAP)显著上调。实验结果表明,盐浓度可以影响C.sphacosum GD的油脂积累与代谢水平,油脂积累与TAG合成途径紧密相关。(5)从山西省娘子关发现了一株淡水拟石莼属新种Ulvella shanxiensis。形态学观察显示藻体特征为橄榄绿色,盘状中空叶状体,或不规则囊泡体,由2-3层细胞组成。多数特征与拟石莼属一致,但与其他淡水藻种的区别在于菌体尺寸和细胞直径。基于18S rDNA和rbcL基因的系统发育树显示,新种的两个样本聚为单独一支,与属内其他藻种间有着较大的遗传距离;新种与U.bullata的ITS2基因的二级结构比对发现,出现了补偿碱基变化(CBCs)和半补偿碱基变化(hemi-CBCs),差异较大。形态学观察和系统发育分析的结果表明该藻种应为拟石莼属新种,该报道增加了中国的拟石莼属淡水种数量。(6)从山西省太原市发现了一株淡水费氏藻新种Fritschiella aquatilis。该藻种形态学特征为绿色柔软的毛绒状球体,藻体由许多小的单列丝状分枝组成,分枝呈辐射状向外延伸,细胞多为圆柱形。其细胞形态特征与Fritschiella其它种描述一致,区别在于其特殊的水生生境和球状的藻体形态。基于28S rDNA、18S rDNA和rbcL基因构建的系统发育树都出现了包含本研究新种的Fritschiella聚类分支,其中新种形成了一个明显区别于其他物种的独立分支。基于ITS2基因预测的RNA二级结构中,F.aquatilis与F.tuberosa相比出现了大量的CBCs和heim-CBCs,差异明显。基于形态学和分子生物学研究结果,提议F.aquatilis作为新种报道。该报道增加了Fritschiella属植物的总数,使其生境范围扩大到陆生和淡水生。综上所述,本研究从野外环境中筛选出了部分高脂土壤藻株并进行了油脂积累规律的初步研究,完成了实验藻株的形态鉴定和系统发育分析工作。本研究可为生物能源建设提供优质的藻种资源,为微藻产油工业化应用提供理论和技术支持。