[01282718]三角褐指藻油分累积潜势研究及高油种质创制

微藻生长速度快，营养丰富，在水产养殖、保健、能源、环保等诸多领域具有广泛的用途。

发展海洋微藻产业有着重要的生态意义和经济意义。

微藻生产力高、用海水作为天然培养基，对于淡水资源十分缺乏的中国来说具有独特的吸引力，其规模化生产不与农争地;生长过程中还能捕获 CO2 和其它污染物。

其巨大的开发应用前景成为未来海洋农业发展的重要产业化发展支柱。

许多微藻种类含有丰富的蛋白质、脂类及各种维生素等营养成分，在营养保健、饵料、能源等方面具有广泛的应用前景，并被视为生物能源的新原料，但人们对微藻产油的机理尚不十分清楚。

依托建立的高效微藻遗传转化体系，我们开展了硅藻模式生物三角褐指藻中性脂累积机理的系列研究，结合系统生物学的分析，首次发现了微藻细胞的膜脂重塑的独特机制，揭示了脂质高水平累积的主要来源，构建了微藻脂质累积代谢途径的模型。

对所推测途径中的潜在关键节点开展了基因功能及表达调控机制的研究，发现并证实了数个新的关键酶在不同的节点对脂质累积发挥着重要的调节作用。

对这些关键节点针对性地开展了分子设计藻株的研究，并取得优良工程藻株的突破。

成功获得的三角褐指藻工程藻株，其生长速率与野生型藻类似，但藻细胞显著增大，脂质含量提高达2.5倍，从干重的23.3%提高到创纪录的57%在保持高生物量的同时，取得了高脂质含量。

研究成果表明微藻的脂质累积具有其独特的机制，丰富了对脂质代谢的认知，对推动微藻资源高值化利用及提升海洋资源可持续发展提供了坚实理论支撑。

相关研究成果已申请发明专利，发表于代谢工程领域顶级研究期刊Metabolic Engineering，生物能源顶级期刊Biotechnology for Biofuels等一系列重要期刊。

文章发表后，取得了广泛的国际影响，被ScienceDirect评为当季下载量最多文章之一，并获选为全球ESI高被引论文。

本研究项目所发表论文以及专利如下：

（1） Genetic improvement of a microalga Phaeodactylum tricornutum for boosting neutral lipid accumulation. Metabolic Engineering. 2015. 27： 1-9.（SCI， IF8.26）

（2） Transformation of diatom Phaeodactylum tricornutum by electroporation and establishment of inducible selection marker. BioTechniques. 2012.52（6）.（SCI， IF3.51）

（3） Construction of novel chloroplast expression vector and development of high efficient and economical transformation system for diatom Phaeodactylum tricornutum. Marine Biotechnology. 2014.16（5）：538-546. （SCI， IF3.15）

（4） Molecular and cellular mechanisms of neutral lipid accumulation in diatom following nitrogen deprivation. Biotechnology for Biofuels， 2013.6：67 （SCI， IF6.22）

（5） Antisense knockdown of pyruvate dehydrogenase kinase promotes the neutral lipid accumulation in the diatom Phaeodactylum tricornutum. Microbial Cell Factory. 2014.13：100. （SCI， IF4.25）

发明专利：

（1） 一种海洋微藻叶绿体转化载体及其应用，李宏业，朱聪聪，杨维东，刘洁生。

ZL 201010285197.X（2） 一种过表达苹果酸酶基因的重组载体及应用，李宏业，薛姣，杨维东，刘洁生2014.11.5， CN201410329101.3（3） 一种过表达6-磷酸葡萄糖脱氢酶基因的重组载体及应用，李宏业，薛姣，杨维东，刘洁生. 2014.11.5，CN201410329135.2（4） 一种高效克隆及表达的微藻叶绿体载体及其应用，李宏业，谢伟红，朱聪聪，杨维东，刘洁生。2013.10.16，ZL201310263325.4。