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生物柴油作为一种安全、清洁的可再生能源,受到世界各国广泛关注。然而,原料油成本高是生物柴油工业的长期发展。原始小球藻具有生长周期短、易培养、油脂含量高等优点,被认为是生物柴油最具潜力的原料之一。本论文以原始小球藻为研究对象,首先优化了原始小球藻在自养和异养培养模式下产油条件。在此基础上,深入探讨了以甘草渣纤维素酶水解液异养培养原始小球藻产油脂的可行性,并进一步研究了以纤维素酶水解液混合培养原始小球藻产油脂。其次,研究了原始小球藻油脂合成途径中关键酶ACCase和PEPC对油脂合成的影响,以期为代谢调控提供理论和技术支撑。主要研究内容和结果摘要如下:1.在自养培养条件下,研究了原始小球藻对抗生素耐受性,同时研究了装液量、接种量、氮源、磷源、Mg2+、pH、光照强度和温度对原始小球藻油脂产量的影响。在此基础上,通过Plackett-Burman实验确定影响油脂产量的主效因素,结合响应面实验获得最优条件为NH4HC03添加量502 mg/L,MgSO4添加量275 mg/L和pH值7.4,最大油脂产量为0.362 g/L。2.在异养培养条件下,研究了碳源偏好性、葡萄糖添加量、氮源、C/N比、磷源、Mg2+浓度、pH和温度对原始小球藻油脂产量的影响。通过Plackett-Burman实验确定油脂产量的主效影响因素,结合响应面实验获得最优条件为葡萄糖添加量49.5 g/L,C/N比6.31和pH值7.36,最大油脂产量为1.853 g/L。3.黄孢原毛平革菌预处理偶联稀酸处理甘草渣,阐明联合预处理对甘草渣中木质素的降解。此外,深入探讨了以甘草渣酶解液异养培养原始小球藻的可行性。异养培养120 h后,原始小球藻生物量和产油量分别为4.46 g/L和1.91 g/L。4.以甘草渣酶水解液为碳源混合培养原始小球藻,研究多因素(纤维素酶水解液添加量、氮源、磷源、Mg2+、pH和温度等)对原始小球藻油脂产量的影响。采用Plackett-Burman实验确定油脂产量的主效影响因素,结合响应面实验获得最优条件为pH值7.2,NaN03添加量0.92 mg/L和C02浓度11.75%,最大油脂产量为2.62 g/L。5.通过基因枪法把叶绿体表达载体pMDLHAR转入原始小球藻,在潮霉素筛选平板上筛选到抗潮霉素工程藻,通过PCR、Southern bloting、RT-PCR和Western blot验证工程藻构建成功。经自养培养后,工程藻油脂含量无显著差异,油脂脂肪酸组成中C14:0、C16:0和C16:1含量显著提高,C18:0和C18:1含量明显降低。6.通过基因枪法把PEPC反义干扰载体转入原始小球藻,G418筛选平板上筛选到抗G418工程藻。经异养培养工程藻和野生藻后,正义表达PEPC工程藻胞内PEPC酶活和蛋白含量分别是野生藻的1.6倍和1.45倍,而油脂产量减少了 34%;反义干扰PEPC工程藻胞内PEPC酶活和蛋白含量分别降低了 68.9%和27%,而油脂产量增加了 0.27倍。