长链多不饱和脂肪酸在人类健康中起着重要作用。特别是二十碳五烯酸（EPA）和二十碳六烯酸（DHA）对脑功能发育和心血管疾病有显著的作用。三角褐指藻（Phaeodactylum tricornutum）是一种无异味、易于培养、繁殖快且EPA含量丰富的海洋硅藻,也是研究EPA合成的理想模式生物。从分子生物学角度探究三角褐指藻积累EPA和DHA合成的分子机制,借助相关分子遗传育种手段提高EPA和DHA产量,极具研究价值。本文主要研究内容和结果如下:1、从NCBI数据库下载三角褐指藻全基因组序列,从中筛选含ELO（Pfam编号PF01151）保守结构域序列的延长酶基因家族成员,利用生物信息学方法对其结构特征及编码蛋白序列进行分析。结果发现,从三角褐指藻基因组序列中共鉴定出6个ELO基因家族成员,其中4个为PUFA底物特异性基因、2个为SFA/MUFA底物特异性基因。它们的氨基酸数目差异不明显,包含1～3个外显子区域,推测全部为疏水性蛋白,6个ELO基因分布在5条染色体上。它们均含有多个跨膜区和磷酸化位点,不存在信号肽序列。ELO基因家族启动子顺式作用元件中含多个光响应元件、激素响应元件以及其他非生物胁迫响应元件。2、通过分子生物学手段,克隆得到三角褐指藻Δ5-延长酶基因的CDS序列,构建重组质粒p Pha-T1-5e,采用电转的方法将其质粒导入三角褐指藻细胞中进行过表达,通过ble抗性筛选以及PCR测序验证,筛选出了三株转化藻株（E51、E52、E53）。脂肪酸测定结果显示,DHA含量有显著的提高,其中E51、E52、E53三株转化藻株的DHA含量比野生藻株（WT）分别提高了26.4%、44.7%、27.3%（P<0.05）。荧光定量PCR检测表明E51、E52、E53的基因表达量较WT分别提高了53.9%、54.2%、50.8%（P<0.05）。3、探究光照、温度、-N、-P、-Si对三角褐指藻脂肪酸积累的影响。结果发现,弱光强（2000 Lux）条件下EPA含量较对照组（4000 Lux）提高了18.9%,光强越高,EPA含量越低。不同培养温度条件下,随着培养温度的降低,EPA和PUFA含量呈现逐渐升高的趋势。-N和-P培养条件下与对照组相比EPA含量降低,而SFA和MUFA含量显著提高;-Si培养条件下,在培养至第12天时,EPA含量高于对照组,比对照组提高了11.2%。4、通过对三角褐指藻野生藻株进行ARTP诱变处理,经初筛和复筛,筛选出生长速率快且EPA含量相对较高的诱变藻株,其中诱变藻株M12、M25的EPA含量分别较野生藻株提高了23.4%、38.0%。