随着经济的迅速发展和社会的进步,人类对化石燃料的需求日益增大,导致空气中的CO₂浓度越来越高,由此引发的环境问题严重影响了人类的生产和生活,因此控制温室气体CO₂排放有重大意义。利用微藻固定CO₂是一种经济、有效的方法。但是一般微藻的最适CO₂浓度为1-5%,当浓度大于5%时对微藻的生长产生抑制作用,而且微藻的固碳效率比较低。为了解决以上难题,本文采用紫外线诱变育种的方法,筛选、培育出能高效固定高浓度CO₂的微藻;并测定突变株的培养特性,得出突变株对高浓度CO₂的耐受性更好;克隆出发株和突变株小球藻核酮糖1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶（Rubisco酶）的大亚基基因（rbcL）,利用分子生物学方法鉴定出发株及分析不同突变株系出现生长差异性的原因。1.对出发株进行紫外线诱变处理,诱变剂量为20W紫外灯、照射距离为25cm、照射时间30min。向经诱变处理后的藻液中通入30%CO₂进行筛选培养,经过两次筛选最终筛选出生长速率均高于出发株的3株突变株B-1、B-2和B-3。2.对突变株传质稳定性的分析,将突变株的第四代生长曲线和第一代生长曲线相比较,结果显示,突变株稳定性良好。测定突变株和出发株的碳含量,结果表明,突变株B-1、B-2和B-3的含碳量分别提高了1.72%,1.68%和1.41%。3.对突变株培养特性进行测定,设置不同梯度的CO₂浓度、温度、pH、光照,测定突变株的最适生长条件。突变株在通入20%CO₂,初始pH值为6,温度25℃,光照为25000Lux的条件下生长最快,经5天培养后出发株和突变株B-1、B-2和B-3的固碳速率分别是1.02g/l·d、1.43g/l·d、1.50g/l·d和1.44g/l·d。突变株B-2的固碳速率最高。在以上最优培养条件下,分别以NH₄Cl、NaNO3和NaNO₂为氮源,考察不同氮源对突变株B-2固碳效果的影响。NH₄Cl对突变株B-2有抑制作用,浓度大于150mg/l的NaNO₂能“杀死”突变株B-2,最适合的氮源为NaNO3。在NaNO3浓度为2g/l时,突变株取得最大固碳速率1.54g/l·d。4.通过克隆出发株和突变株小球藻Rubisco酶的大亚基基因（rbcL）,利用分子生物学方法对出发株进行分子鉴定。对测序结果做BLAST序列比对,遗传距离分析,并构建了NJ系统树,最终确定出发株和Chlorella sp. IFRPD 1018亲缘关系最近,命名为chlorella sp. YANG-1。在相同的培养条件下,突变株B-1、B-2和B-3的固碳速率均高于出发株,利用分子生物学方法分析不同株系出现生长差异性的原因。突变株rbcL基因序列上出现不同位点的突变,这些突变可能与藻株不同的固定速率有关。综上所述,在本实验中,通过紫外诱变选育的方法,筛选出3株突变株B-1、B-2和B-3。与出发株相比,突变株B-1、B-2和B-3的含碳量分别提高了1.72%、1.68%和1.41%。在通入20%CO₂条件下,出发株和突变株B-1、B-2和B-3的固碳速率分别是1.02g/l·d、1.43g/l·d、1.50g/l·d和1.44g/l·d。通过分子生物学的方法鉴定出发株,最终命名为chlorella sp. YANG-1。测得突变株的rbcL基因序列,与出发株rbcL基因序列相比在不同的基因位点发生突变,这些突变可能与突变株和出发株对高浓度CO₂耐受性不同有关。