摘要
虾青素是一种高附加值的酮式类胡萝卜素，在水产、医药、食品和化妆品等领域有广阔的市场前景。雨生红球藻在不利环境下可积累大量虾青素。本研究采用诱变育种技术，筛选高产虾青素的突变藻株。主要内容如下： ㈠实验中使用紫外线(UV)、甲基磺酸乙酯（EMS）、亚硝基胍(NTG)为诱变剂；β-紫罗酮、烟碱为筛选剂。控制一定细胞浓度（OD674=0.030～0.035），根据致死率达到85%～90%的原则，确定适宜的浓度分别为：UV照射28min、NTG3.67×10-3 moL/L、EMS0.41moL/L；β-紫罗酮2.8×10-4 mol/L、烟碱9.6×10-4 mol/L。经过单因素诱变，筛选出四株较优单因素突变株：UV-N2 虾青素产量和含量分别提高27.1%和14.4%；UV-β5虾青素产量和含量分别提高29.4%和35.2%；EMS-N5虾青素产量和含量分别提高11.9%和7.8%；NTG-β6 虾青素产量和含量分别提高15.9%和20.3%。比较四个突变藻株，可见紫外线诱变效果较好。所以选择紫外线突变株UV-N2、UV-β5 进行复合诱变，经过β-紫罗酮筛选，获得了一株高产虾青素UV-NTG 复合突变株UN-β5-6。UN-β5-6的虾青素产量和含量分别为29.453 mg/L和14.913 mg/gDCW，较本轮出发株UV-β5 虾青素产量和含量提高了17.9%和20.8%，较原始出发藻株分别提高了49.2%和60.4%，且遗传性能稳定。 ㈡测定出发藻株、UN-β5-6 绿色游动细胞阶段和红色厚壁孢子阶段藻细胞的比生长速率和虾青素比积累速率，结果表明突变株绿色阶段比生长速率远低于出发株，红色阶段比生长速率稍高于出发株；突变株虾青素素比积累速率远高于出发藻株。计算Chla/Chlb 值，并分析藻细胞95%乙醇提取液的吸收光谱和荧光光谱（EX=337nm）以及常温活体细胞荧光发射光谱的光谱特性（EX=490nm）。发现出发藻株绿色细胞阶段Cha/Chb 值比突变株绿色细胞阶段高而红色阶段结果相反，表明突变株绿色阶段叶绿素蛋白集光复合体（LHC）较出发藻株比例增加，红色阶段比例降低即突变株与出发株相比光系统结构发生改变。结合光谱变化，得出突变株PSⅡ光合活性降低，PSⅠ活性升高的结论。也就是说抑制PSⅡ或提高PSⅠ活性的基因修饰或外在控制条件均能促进虾青素的合成。
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