虾青素因其具有极强的抗氧化性及优越的着色作用,被广泛应用于营养保健和水产养殖中,备受国内外研究者的关注。红球藻是目前虾青素的生物来源中较有优势的一条途径。我们选取雨生红球藻作为研究材料,收集其生长过程中四个不同的阶段,分别为绿色游动细胞阶段,绿色不动细胞阶段,绿褐色不动细胞阶段(开始积累虾青素),以及红色不动孢子阶段。本研究中提取了核酮糖-1,5-二磷酸羧化/加氧酶(Rubisco)的粗提液,并测定了酶活。其编码基因rbcL的mRNA表达量也被测定。另外,光合速率与呼吸速率的比值(P/R)通过测定与计算得出,各个阶段藻细胞中虾青素的含量由分析得出。本研究还应用了叶绿素荧光测定方法,确定了光系统II潜在最大活性(Fv / Fm),光系统II实际活性(ΦPSII),电子传递速率(ETR)和非光化学淬灭参数(NPQ)。结果表明,绿色游动细胞的生长状态最佳,其P/R、Fv / Fm、ΦPSII均为最大,NPQ为最小。这说明在此状态的细胞中,光系统II的活性最强;但是其Rubisco活性与rbcL表达量均为最小。相比之下,在绿褐色不动细胞中,P/R和NPQ的值较低,Fv / Fm、ΦPSII和ETR值都最小,但Rubisco活性与rbcL表达量均为最高。结合工业生产虾青素的方法,我们认为,Rubisco或许参与了虾青素的合成,而非Calvin循环为色素合成提供前体和能量。因此,在生产过程中适当加入碳源,比如CO2,可以有效增大虾青素的产量。