莱茵衣藻磷酸果糖激酶RNAi载体构建及其对莱茵衣藻油脂积累的影响

为研究磷酸果糖激酶（PFK2）对微藻油脂积累的影响,克隆了莱茵衣藻磷酸果糖激酶同源基因CrPFK2,构建CrPFK2 RNAi干涉载体并转化莱茵衣藻.通过测定转基因藻在HSM培养下的生物量和油脂含量的结果发现,CrPFK2 RNAi转基因藻株在HSM培养基中生长加快,油脂含量下降了17.03％～21.48％,说明CrPFK2基因表达的降低与藻细胞油脂含量减少成正相关.CrPFK2通过改变光合碳流的多少间接调控藻细胞油脂的合成.该结果为CrPFK2基因应用于微藻油脂的遗传改良将起到重要作用.

微藻对天然橡胶加工废水的处理效果

为探索微藻对天然橡胶加工废水处理的可行性,笔者进行了念珠藻(Nostoc sp.)、鱼腥藻(Anabaena sp.)、鞘丝藻(Lyngbya sp.)和小球藻(Chlorella sp.)在天然橡胶加工废水中的适应性试验,检测了小球藻对不同处理阶段的天然橡胶加工废水的总氮(TN)、总磷(TP)、化学需氧量(COD)的去除效果;检测了废水培养小球藻至对数期后添加营养液后藻种密度、pH及导电率的变化。结果表明:4种藻种中,小球藻在天然橡胶加工废水中的适应性最强。废水中TN,TP,COD浓度越高,微藻对其去除效果越好。去除效果依次为废水原液>厌氧发酵废水>处理后废水。小球藻可以高效去除天然橡胶加工废水中的TN,TP,COD,对橡胶加工废水原液TN,TP,COD去除率分别为89.21%%,70.00%,49.33%。利用天然橡胶加工废水培养小球藻至对数期后添加营养液可以有效延长培养时间。

RNA干扰20S蛋白酶体α亚基基因对莱茵衣藻油脂代谢的影响

为了解20S蛋白酶体α亚基(20S proteasome alpha subunit A,POA1)基因对莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)油脂代谢的调控,对莱茵衣藻CC425在低氮胁迫下的CrPOA1表达进行了分析,克隆POA1同源基因片段,构建pMaa7IR/XIR干涉载体并转化莱茵衣藻CC425,对CrPOA1进行有效沉默,测定转基因藻株细胞干质量和油脂含量;克隆全长基因,构建CrPOA1-GFP融合表达载体并转化洋葱表皮细胞,进行亚细胞定位。结果表明,莱茵衣藻在低氮培养下,CrPOA1 mRNA水平比对照(正常培养)显著降低(P<0.01),RNAi转基因藻株CrPOA1 mRNA水平比对照pMaa7IR/XIR(maa7)降低79.36%~85.35%,沉默效果较好;RNAi转基因藻株细胞干质量与对照maa7无显著差异,油脂含量比对照maa7显著降低6.38%~24.63%,CrPOA1正向调控莱茵衣藻油脂;亚细胞定位于细胞核。这表明CrPOA1参与了莱茵衣藻的油脂代谢过程。

三亚湾春秋浮游植物分布及其与环境因子的关系

为了解三亚湾浮游植物的群落结构特征及其与环境因子之间的关系,笔者于2019年春(4月份)、秋(9月份)两季对三亚湾12个站位的浮游植物及水质进行了网采取样调查。春季采样记录浮游植物共6门82种,秋季共鉴定出浮游植物4门85种,其中硅藻门和甲藻门种类组成占优势,春、秋季硅藻门分别占55种和67种(分别占浮游植物总种类数的67.07%和78.82%)。三亚湾春季浮游植物优势种共4种,分别为角毛藻属(Chaetoceros sp.)、印度角毛藻(Chaetoceros indicus)、三角新角藻(Neoceratium tripos)和薄壁几内亚藻(Guinardia flaccida),其中,角毛藻属(Chaetoceros sp.)为第一优势种。秋季调优势种共9种,分别为菱形海线藻(Thalassionema nitzschioides)、热带骨条藻(Skeletonema tropicum)、霍氏半管藻(Hemiaulus hauckii)、日本星杆藻(Asterionella japonica)、丹麦细柱藻(Leptocylindrus danicus)、劳氏角毛藻(Chaetoceros lorenzianus)、柔弱拟菱形藻(Pseudo-nitzschia delicatissima)、窄隙角毛藻(Chaetoceros affinis)和异角毛藻(Chaetoceros diversus),其中,菱形海线藻为第一优势种。春季多样性指数、均匀度指数和丰富度指数平均分别为3.33、0.80、2.26;秋季多样性指数、均匀度指数和丰富度指数平均分别为4.05、0.79、3.09。RDA分析结果显示,春季总磷、氨氮和水温是影响浮游植物群落组成的主要因素,秋季总氮、盐度和电导率对浮游植物的群落结构影响最大。

qRT-PCR分析莱茵衣藻氮、硫同化相关基因的表达

实验发现,缺氮、缺硫的环境有利于莱茵衣藻油脂的积累,说明与氮、硫同化相关的基因也与油脂合成有着密切的关系.分析了氮、硫同化通路相关基因,选择氮同化相关的6个基因（NAR3、NAR1.1、NII1、NIA1、NIT2、AOX1）以及硫同化相关的6个基因（SULP1、SIR1、SLT1、ARS1、SULTR1、ATS1）进行qRT-PCR分析.对莱茵衣藻CC124以及CC425藻株分别进行缺氮、缺硫处理,Trizol法连续提取4d的RNA作为模板,进行实时荧光定量PCR检测基因的表达水平.结果发现,这12种基因均较对照上调表达,其中,莱茵衣藻氮、硫运载体基因上调表达非常显著.缺氮条件下NAR3、NAR1.1较正常最高上调表达200倍;缺硫条件下SLT1较对照有1 000～2000倍的mRNA表达量,SULTR2也最高能增高450倍的表达量.

莱茵衣藻E2泛素结合酶CrUBC23调控油脂积累

【目的】为研究莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)泛素结合酶(ubiquitin-conjugating enzymes,E2)CrUBC23在莱茵衣藻油脂代谢中的作用,为高产油微藻基因工程改良和揭示藻类油脂合成及代谢调控机理奠定基础。【方法】qRT-PCR分析莱茵衣藻在低氮、低磷胁迫下泛素结合酶CrUBC23表达情况;克隆CrUBC23同源基因干涉片段和全长基因,构建RNAi干涉载体和过量表达载体,转化莱茵衣藻并检测生物量和油脂含量;构建CrUBC23-GFP融合表达载体,用农杆菌浸染洋葱表皮细胞进行亚细胞定位。【结果】莱茵衣藻在低氮、低磷胁迫下CrUBC23基因表达量显著增加,增加幅度分别为正常培养的4.98–5.80倍和1.85–5.20倍。RNAi干扰结果显示,转基因藻细胞中性脂含量降低5.5%,总脂含量降低3.16%–17.6%。过量表达结果显示,转基因藻细胞中性脂含量增加8.8%,总脂含量增加4.51%–14.03%。【结论】CrUBC23正向调控莱茵衣藻油脂代谢,该基因定位于细胞核。

一个莱茵衣藻WD40蛋白正向调控油脂的积累

WD40蛋白（WD40-repeats）一般存在于真核生物中,具有广泛的生理生化功能。本研究以莱茵衣藻一个WD40（Cre12.g552900）蛋白为研究对象,通过遗传转化的方法实现对该基因的敲除和过量表达。转基因藻株检测结果显示Cr WD40 RNAi转基因藻株油脂含量减少了11%~24%,而Cr WD40过量表达转基因藻株油脂含量增加了14.3%~75%,正反两方面实验说明Cr WD40对油脂积累起到正向调控的作用。