固碳产油微藻的基因工程改造

藻种的选育和基因工程改造是微藻生物柴油研究的核心。为此,简要综述了微藻从光合作用到甘油三酯(TAG)合成过程中的关键基因及其代谢调控等方面的研究进展。从光合作用固碳、中心碳代谢、脂肪酸合成、TAG的组装、抑制TAG合成的竞争途径及脂类的分解途径等几个方面入手,浅析各个代谢途径中关键基因的作用及其表达调控。在此基础上,探讨微藻基因工程改造的可行性并指出微藻生物柴油在生物质能源领域中的前景及其综合利用的发展优势。     

两种海洋赤潮微藻赤潮异弯藻和米氏凯伦藻之间的相互作用

在实验生态条件下研究了不同起始生物量比的两种海洋赤潮微藻赤潮异弯藻(Heterosigma akashiwo)和米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)的种群增长特征。结果发现: 1)在单培养体系中, H. akashiwo和K. mikimotoi的种群增长均可用逻辑斯谛增长模型(Logistic equation)拟合, 但不同的起始密度比对两种微藻的生长可产生显著影响: 随着起始密度的增加, 种群的瞬时增长率(r)随之增加, 但环境负载能力(K)逐渐降低, 进入指数增长期和静止期的时间也相应缩短。2)在共培养体系中, 两种微藻的K值都受到明显的抑制, 与对照组(单培养体系)相比差异显著(p＜0.05); 不同起始生物量比对共培养体系中两种微藻的生长和竞争影响显著: 当H. akashiwo和K. mikimotoi的起始生物量比(H:K)为1:4和1:16时, K. mikimotoi在竞争中占据优势地位; 当H:K=1:1时, H. akashiwo在竞争中占绝对优势。他感作用是导致本实验结果的可能原因。     

微藻抗菌物质及筛选模型

由于海洋环境和微藻本身的特殊性,从微藻中筛选抗菌物质已成为当今研究的热点之一,并且具有广阔的应用前景。对近年来从微藻中筛选抗菌物质的研究现状和进展进行了综述,重点总结了抗菌活性物质筛选过程中的模型选用,并介绍了新筛选模型的发展,指出了难点问题及可行的解决方法。     

适合大量培养的红球藻藻种的筛选

研究了 4个雨生红球藻 (Haematococcuspluvialis)品系在 10℃、15℃、2 0℃、2 5℃和 2 8℃时的生长速率 (μ)、生物量、虾青素含量和产量 ,从中选出适合于大量培养的品系H .pluvialis2 6和H .pluvialisWZ。 2个品系的虾青素含量和产量分别达到 2 .4 1%— 3.16 % ,4 6 5 1— 5 4 35mg/L和 2 4 0 %— 2 5 9% ,39 84— 4 0 15mg/L。 2个品系的温度适应具有互补性 :H .pluvalisWZ适应于较低温度 (10℃— 2 0℃ ) ,H .pluvialis2 6适应于较高温度 (2 0℃— 2 8℃ ) ,在低温季节使用H .pluvialisWZ ,在高温季节使用H .pluvialis 2 6进行生产 ,可以延长生产期 ,提高产量     

能源微藻葡萄藻的研究进展

在石油资源日趋枯竭、能源需求量日益扩大和油品结构性矛盾长期存在的多重压力下,寻找和开发柴油替代能源对保障我国的能源安全、促进国家经济社会可持续发展具有重要战略意义。葡萄藻是一种世界性分布的淡水或微咸水单细胞微藻,富含烃类、油脂和其它化学物质,而且含烃量可高达细胞干重的86%,是一种潜在的能源微藻。论文综述了近年来有关葡萄藻研究的各个方面的进展,主要内容包括葡萄藻的分类学地位、葡萄藻的细胞学特征、烃类的合成途径、葡萄藻产烃的调控因素以及葡萄藻的收集和烃类的回收途径等,期望为葡萄藻的合理开发利用提供参考。     

植物基因工程抗性育种

作物病虫害是制约农业生产的重要生物因素,为了取得农田生态系统最大的生物量,必须与病虫害作斗争。化学防治虽然有效,但残留农药造成的环境污染,却成了各国政府面临的难题。1992年里约热内卢环发会议,唤醒了人类的环境意识,绿色食品浪潮开始冲击世界农产品市场,如何使农业优质高产,又不损害环境质量,成了科学研究的重要课题。专家们认为,培育抗病、抗虫、抗锈良种,是解决农田环境问题的好办法。但是,传统的抗性育种费事耗工,效率很低。随着生物工程技术的崛起,80年代末,美国孟山部公司,用生物高技术推出了世界第一例抗烟草花叶病番茄,自此,基因转化技术、     

东北地区产油能源微藻的筛选和鉴定

微藻作为21世纪生物柴油的理想燃料已被人们广泛的关注,但是目前微藻种类很多,如何从诸多的微藻中筛选油脂含量高的微藻已成为人们函待解决的问题。从东北地区水样中分离纯化出93种藻种,采用尼罗红染色法对其中30株藻种进行了筛选获得了8种具有产油潜力的藻种,并利用自制的柱式反应器微藻评价装置对这8株藻株进行了产油能力的评价,获得了一株总脂产率达到133.9 mg/(L·d)的产油能源微藻。在此基础上,对该藻株进行了18S r RNA的鉴定,确定为Chlorella sp.。     

三种海洋微藻和三种淡水微藻脂肪酸组成特征的比较分析

比较了3种海洋微藻：简单角刺藻(Chaetoceros simplex)、绿色巴夫藻(Pavlova viridis)、扁藻(Platymonas sp.)和3种淡水微藻：蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)、斜生栅藻(Scenedesmus obliquua)、极大螺旋藻(Spirulina maxima)的脂肪酸组成。结果表明：海洋微藻的饱和脂肪酸种类相对比淡水微藻多,前者的碳链长度在14碳到20碳之间,后者主要有C16：0和C18：0。二者单不饱和脂肪酸均是以C16：1ω7和C18：1ω9为主。多不饱和脂肪酸中,海洋微藻以二十碳五稀酸(EPA)和二十二碳六稀酸(DHA)为主,其中,绿色巴夫藻含有24．34％的EPA和11．48％的DHA,简单角刺藻含有13．24％的EPA;淡水微藻以18碳为主,其中,极大螺旋藻含有24．02％的γ-亚麻酸(GLA)。     

非洲菊植株再生和基因工程育种的研究进展

对近几年来非洲菊植株再生和基因工程育种的研究进展和成果进行了总结,同时对非洲菊不同外植体材料和培养基配方的进展进行了探讨.近年来,不断发展的基因工程技术已经成为花卉育种研究的热点,解决了一些传统育种工作中不能突破的问题,它为非洲菊性状改良提供了全新的思路,主要介绍了这一技术在非洲菊花色、花型和增加抗性等方面的应用概况.     

微藻代谢工程改造研究进展及展望

微藻种类繁多,分布广泛,很多微藻能通过自身代谢生产油脂、色素、多糖等高价值产品.但通常情况下,微藻生产高价值产品时存在产物含量低以及细胞采收成本高等缺点,限制了微藻产品的实际应用.为了有效开发利用微藻资源,研究如何利用遗传改造技术选育藻株,提高其代谢物含量,并改善微藻采收效率十分重要.近年来,利用代谢工程改造微藻取得了显著进展,此外,微藻基因组编辑及合成生物学研究也不断深入,这些遗传改造技术的不断进步和创新,必将提高微藻重要代谢物的生产效率,以满足人类不断增长的能源、食品和制药工业需求.     

链状亚历山大藻生长衰亡相关基因的筛选

采用抑制性消减杂交(Suppression subtractive hybridization,SSH)技术构建了衰亡期的链状亚历山大藻(Alexandriumcatenella)特异表达的cDNA文库。共获得800个克隆,利用巢式引物进行PCR筛选,最终确定阳性克隆556个。利用斑点杂交技术对这些阳性克隆进行差异筛选,获得差异表达克隆160个。测序后得到片段125个,经过归类,获得21种序列,其中6种在NCBI中经Blast,获得功能基因与其匹配,这些功能基因分别是CHK1类似检测点蛋白(checkpoint-like protein)、核酸外切酶复合体、谷氧还蛋白、Na+/K+ATPase、叶绿体中的一个开放阅读框和pG1蛋白,其他blast无同源序列,可能为新基因。推测链状亚历山大藻的衰亡过程可能涉及到DNA损伤、mRNA降解过程、氧化还原状态的变化、离子动态平衡的变化以及叶绿体一些生理状况的变化等过程。     

植物基因工程与分子育种

1974年基因工程概念出现不久,我即开始了植物基因工程研究可行性的调查。1978年成立植物分子遗传研究组。通过组内同志和历届研究生以及协作单位同志一起进行的植物基因工程和有关分子遗传问题的研究,将分子育种推向了现实。目前我已退休,趁本刊约稿之便,谈谈十余年来开展工作的想法和做法,祈读者指正。     

产油微藻的筛选及大规模培养的研究进展

产油微藻具有生长速度快、油脂含量高和抗逆性强等特点,是极具生产潜力的生物柴油的原料.微藻生物柴油技术包括微藻藻种的筛选、大量培养和采收、油脂的提取和生物柴油的制备.该文对近些年产油微藻藻种的筛选和规模化培养的研究进展进行综述.     

有害微藻抑藻细菌多样性及抑藻机制研究进展

有害藻暴发能够破坏水生生态系统,对水环境、人类健康及各国经济构成严重威胁。寻找能够有效防治有害藻华或赤潮的方法是现阶段水生生态保护与修复领域的重要研究内容之一。其中,微生物因其分布广、种类多和易繁殖等特点,在有害藻华或赤潮防治方面表现出巨大潜力,正逐渐得到广泛关注。本文从抑藻细菌分布、物种多样性及抑藻机制(抑藻方式、细胞形态、光合作用和氧化损伤)等角度对当前有害微藻抑藻细菌研究进展进行梳理总结,为微生物控藻提供理论参考。     

一株产油微藻的筛选及分子鉴定

利用通气培养系统, 对10株经过初步生长筛选的微藻进行培养, 以总脂单位体积产率为主要指标, 筛选具有产油潜力的优良藻种。结果表明, 10株微藻的生物质干重、总脂含量分别为0.81.6 g/L、14.8%39.7%, 总脂单位体积产率大于30 mg/(Ld)的有6株, 其中藻株HY-6总脂单位体积产率达到最高的50.8 mg/(Ld), 是一株具有潜力的产油微藻。运用形态学特征和18S rDNA及ITS系统学分析相结合的方法对藻种HY-6进行分类鉴定。依据形态学特征, HY-6为球状单细胞, 具有1个明显的蛋白核, 杯状色素体周生, 从而初步判断该藻株可能属于小球藻属(Chlorella)或拟小球藻属(Parachlorella); 18S rDNA及ITS系统学分析表明HY-6与小球藻属分为两个不同的进化支, 但与凯氏拟小球藻(Parachlorella kessleri)的亲缘关系较近, 且具有较高的自展支持率, 因此将其鉴定为凯氏拟小球藻(P. kessleri)。研究结果将为产油微藻资源的收集、筛选及后续研究提供基础。       

钝顶螺旋藻藻种的紫外诱变初步筛选

目的:初步筛选钝顶螺旋藻藻种。方法:结合自然分离筛选和紫外诱变育种两种方法。结果:得到4株钝顶螺旋藻突变株Z3、Z7、Z9和Z10。结论:与出发株(螺旋数一般5~7个)相比:藻丝长度均明显变长,螺旋数超过40个,形体较大,易于采收,且其藻胆蛋白含量高于出发藻株6.0%,生长速度较快,上浮性较好,值得进一步研究利用。     

六种微藻的抗MRSA活性筛选

本文以琼脂扩散法为体外抗菌活性测定方法,研究了六种微藻(两种绿藻,三种硅藻和一种蓝藻)的不同溶剂提取物对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的抑制活性.结果表明,每种微藻的提取物对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌具有不同程度的抑制活性.其中,蓝隐藻、牟氏角毛藻和青岛大扁藻的提取物具有良好的抗菌活性.结论:微藻是一种新的开发抗耐甲氧西林金黄色葡萄球菌物质的潜在资源.     

一株富含碳水化合物微藻的筛选和分子鉴定

微藻生长快,单位体积碳水化合物产率高,是发酵生产生物乙醇的理想原料。本研究采用通气培养系统,对初筛得到的10株微藻进行分批培养,以单位体积碳水化合物产率为主要指标,筛选富含碳水化合物的优良藻种。研究结果显示：10株微藻的生物质干重、可溶性糖含量、碳水化合物含量和碳水化合物产率变化范围分别在0.922~1.965 g/L、4.42%~19.23%、26.8%~60.9% 和36.17~149.67 mg·L-1·d-1之间,其中藻株GZ-57的碳水化合物产率和可溶糖含量最高,分别为149.67 mg·L-1·d-1 和19.23%,表明藻株GZ-57是一株具有培养潜力的高产碳水化合物微藻。进一步对其进行形态特征及基于18S rDNA、ITS序列的分子系统学分析,发现藻株GZ-57与栅藻科（Scenedesmaceae）链带藻属（Desmodesmus）的极大链带藻（Desmodesmus maximus）亲缘关系较近,因此将其鉴定为极大链带藻（Desmodesmus maximus）。     

产油微藻筛选和鉴定及其产油性能的研究

为了筛选具有产油能力的微藻,从自然界水体中分离出14株微藻,根据形态特点对它们进行了初步鉴定。对其中12株微藻在自养和异养条件下的生长特性和产油性能进行了比较。通过微藻的生长曲线,生物量和油脂含量等指标,从中筛选出高产藻株并对该藻株进行了分子生物学鉴定。结果表明:藻株Y06在12种微藻中的油脂产量和产率最高,经18S rDNA鉴定确定为栅藻(Scenedesmus abundans)。藻株Y06在自养条件下的油脂产率为9.40 mg/(L.d),在异养条件下的油脂产率为201.29 mg/(L.d)。     

叶绿体功能基因的工程改造

主要介绍叶绿体功能基因工程改造的目的、受体材料、主要方法、转入外源基因细胞的筛选和鉴定等.