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微藻合成的三酰甘油(TAG)可以用于制造生物柴油,在替代化石燃料上有较好的应用前景。以基因工程强化微藻的TAG积累能力是提高微藻TAG产量、实现微藻生物柴油应用化的手段之一,而为了能更有效地用基因工程方法强化微藻TAG的生产,必须对微藻的代谢网络进行分析,找出其中对TAG合成较为重要的反应,作为基因工程的操作目标。本次研究以基因组数据构建了异养、光自养-发酵及自养三种不同条件下小球藻产TAG过程的核心代谢网络,采用基元模式(Elementary flux mode, EM)及两种基于基元模式的计算分析方法：CASOP(Computational approach for strain optimization aiming at high productivity)和改进CASOP对这些代谢网络进行了分析。基元模式分析通过对产生物质和产TAG的理想代谢途径进行对比来寻找产TAG过程中的关键反应。CASOP根据各个反应所参与的代谢途径来计算反应对代谢网络灵活性和产物转化率的贡献,从而评价反应是否是合适的基因工程操作目标。改进CASOP则在CASOP的基础上进一步考虑了各个代谢途径中反应的速率。分析结果表明Kennedy途径及脂肪酸合成反应在所有代谢条件下都是适合强化的关键反应。还原NADPH的反应,包括戊糖磷酸途径氧化阶段、光自养-发酵条件下可能存在的甘油醛-3-磷酸脱氢酶(NADP+)及自养条件下的苹果酸酶在所有条件下均非常重要,而自养条件下的光反应则是主要的能量来源。光自养-发酵条件下可能存在的甘油醛-3-磷酸脱氢酶(NADP+)及自养条件下的苹果酸酶可以形成类似转氢酶的循环,将过剩的NADH转化为产油脂过程中不足的NADPH而提高油脂的转化率。此外,分析结果也部分解释了环境压力对TAG积累的促进作用。这些结果对产油微藻的基因工程有一定的启发意义。