岩藻黄质(Fucoxanthin)是一种在自然界中普遍存在的天然色素,属于胡萝卜素的含氧衍生物,主要存在于褐藻纲、硅藻纲以及金藻纲等众多藻类中。在近年的研究中,岩藻黄质已被证明是一种安全有效的膳食补充剂,具有抗肥胖、抗糖尿病、抗氧化、抗炎、抗肿瘤等多种生理活性。尽管岩藻黄质是一类利用价值非常高的天然色素,但是目前由于其提取效率不高,又难以通过化学手段合成,再加上富含岩藻黄质的种质资源不够丰富,限制了岩藻黄质的广泛应用。三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)是一种模式硅藻,野生型三角褐指藻的岩藻黄质含量为15.42~16.51 mg·g-1,为了进一步提高三角褐指藻内岩藻黄质产量,可以应用物理、化学诱变和基因工程育种等手段改变微藻的遗传信息,得到具有不同性状的突变株。因此建立多种快速筛选三角褐指藻内富含岩藻黄质突变株的方法,并对筛选结果进行验证,对于岩藻黄质的规模化以及产业化具有重要意义。因此,本文的研究重点主要集中在以下三方面:(1)通过重离子辐照诱变获得突变群体,使用平板涂布获得大量单克隆突变株,从中随机挑选800株突变体用48孔板培养,通过表型筛选,结合玫瑰红(Rose Bengal)胁迫筛选,分析突变株的生物量、岩藻黄质含量以及光合系统参数。最终通过数据统计,得到12株在Rose Bengal胁迫条件下表型性状优于野生型的突变株;6株岩藻黄质含量显著高于野生型的突变株,突变株中岩藻黄质的含量为50.01mg·L-1~62.3 mg·L-1,野生型岩藻黄质的含量为35.9 mg·L-1,突变株约为野生型的1.39~1.74倍。为探究三角褐指藻工业化生产岩藻黄质提供优秀的种质资源。(2)由于目前岩藻黄质含量的测定大多是通过高效液相色谱法测定,缺乏快速简便的测定方法,因此在实验中尝试建立一套高效测定细胞内岩藻黄质的方法。通过实验我们建立了用分光光度法测定三角褐指藻内岩藻黄质含量的方法,通过测定藻细胞的A750,细胞萃取液的A445,A663可以计算岩藻黄质的含量。使用该方法可以在5~10分钟内完成一个样品的分析,大大提高了突变株筛选的效率,且该方法又具有较高的精确度,在三角褐指藻生长的不同时期,标准误差均在5%以内。将该方法应用于其他海洋硅藻中,标准误差在3~14.6%。该方法不但提供了一个高通量分析三角褐指藻细胞内岩藻黄质含量的方法,而且具有较高的准确性。(3)流式细胞术是一种目前被广泛应用在细胞分选和色素分析的技术,它具有较高的灵敏性和准确性。在以往的工作中,还未用流式细胞仪基于岩藻黄质含量分选藻细胞的报道。根据岩藻黄质的光谱学信息,通过分析表明在Per CP-Cy5-5通道下,细胞内岩藻黄质的荧光强度与岩藻黄质的含量呈正相关关系。基于该结果,用流式细胞仪高通量分别分选正向突变和负向突变细胞各1×105个,经过10天培养,对藻细胞的岩藻黄质含量进行分析。结果显示,正向突变株单个细胞岩藻黄质的含量比野生型高25.5%,负向突变株单个细胞岩藻黄质含量比野生型低12.6%。对分选后的单克隆细胞进行高温培养验证,结果表明随机挑选的4株突变株中,有3株岩藻黄质含量高于野生型,有一株与之前分选到的耐高温突变株具有相同水平的岩藻黄质含量。因此,该方法能够完成对突变株岩藻黄质含量的快速分析和实时监控,为分选突变株提供了高通量的筛选方法,大大提高了分选的效率。