基因组改组技术快速提高拟微绿球藻油脂含量

中 图分 类 号 ：Ｑ８１；ＴＫ６
文献标 识码 ：Ａ
文 章编 号 ：１００３—７９６９（２０１８）Ｏ２—０１１ ｆｏｒ ｒａｐｉｄ ｉｍ ｐｒｏｖｅｍ ｅｎｔ ｏｆ ｌｉｐｉｄ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ Ｎａｎｎｏｃｈｌｏｒｏｐｓｉｓ ｏｃｕｌａｔａ Ｕ Ｕ Ｈｏｎｇｑｕａｎ，ＹＵＡＮ Ｓｈａ，ＬＵ Ｙｕｘｉｎ，ＰＡＮ Ｙｉｈｕａ，ＹＡＮＧ Ｈａｉｙａｎ， ＬＯＮＧ Ｈａｎ．ＸＵＡＮ Ｊｉｎｃａｉ，ＨＥ Ｘｉｕｍｉａｏ
摘要 ：以拟微 绿球 藻 （Ｎａｎｎｏｃｈｌｏｒｏｐｓｉｓ ｏｃｕｌａｔａ）为原 始 藻株 ，经过 紫外线 和 甲基磺 酸 乙酯分 别诱 变 处
理 ，获得 ５株 油脂含量有所提 高的 出发藻株 。以 ＰＥＧ作为融合剂，对获得的 ５株 出发藻株进行 两
轮 递 归式原 生质体 融合 ，筛选到 遗传 稳定 的 改组 藻株 Ｆ２Ｎ２和 Ｆ２Ｎ４，其油 脂含 量分 别达 到 ５５．３２％
Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕａｎｇｘｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｆ ｏｒ Ｎａｔｉｏｎａｌｉｔｉｅｓ，Ｎａｎｎｉｎｇ ５３０００７，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｎａｎｎｏｃｈｌｏｒｏｐｓｉｓ ｏｃｕｌａｔａ ａｓ ｏｒ ｉｇｉｎａｌ ｓｔｒａｉｎ ｗａｓ ｍｕｔａｔｅｄ ｂｙ ＵＶ —ｌｉｇｈｔ ａｎｄ ＥＭＳ ｓｅｐａｒａｔｅｌｙ．ａｎｄ ｆｉｖｅ ｍｕｔａｎｔ ｓｔｒａｉｎｓ ｗｉｔｈ ｈＪ ｇｈ ｌｉｐｉｄ ｃｏｎｔｅｎｔ ｗｅｒｅ ｓｅｌｅｃｔｅｄ．Ｔｗｏ ｒｏｕｎｄｓ ｏｆ ｇｅｎｏｍｅ ｓｈｕｆｆ ｌｉｎｇ ｗｅｒｅ ｃａｒｒ ｉｅｄ ｏｕｔ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｆｉｖｅ ｍｕｔａｎｔ ｓｔｒａｉｎｓ ｔｏ ｍ ｅｄｉａｔｅ ｐｒｏｔｏｐｌａｓｔｓ ｆｕｓｉｏｎ ｕｓｉｎｇ ＰＥＧ ａｓ ｆｕｓｏｇｅｎ． Ｆｉｎａｌｌｙ， ｔｈｅ Ｎａｎｎｏｃｈｌｏ— ｒｏｐｓｉｓ ｏｃｕｌａｔａ Ｆ２Ｎ２ ａｎｄ Ｆ２Ｎ４ ｗｅｒｅ ｓｅｌｅｃｔｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｌｉｐｉｄ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｗｅｒｅ ５５．３２％ ａ ｎ ｄ ５７．７５％ ，ｒｅｓｐｅｃ－ ｔｉｖｅｌｙ，ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ｔｈｅ ｏｒｉｇｉｎａｌ ｓｔｒａｉｎ ｂｙ ６９．０７％ ａｎｄ ７６．５０％ ．Ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｏｒｉｇｉｎａｌ ｓｔｒａｉｎ ｉｎ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｂａｔｃｈ．ｔｈｅ ｆａｔｔｙ ａｃｉｄ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｎａｎｎｏｃｈｌｏｒｏｐｓｉｓ ｏｃｕｌａｔａ Ｆ２Ｎ２ ｌｉｐｉｄ ａｎｄ Ｆ２Ｎ４ ｌｉｐｉｄ ｄｉｄｎ’ｔ ｃｈａｎｇｅ ａ ｌｏｔ，ｂｕｔ ｔｈｅｒｅ ｗａｓ ａ ｂｉｇ ｇａｐ ａｍ ｏｎｇ ｆａｔｔｙ ａｃｉｄ ｃｏｎｔｅｎｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｇｅｎｏｍｅ ｓｈｕｆ ｌｉｎｇ；Ｎａｎｎｏｃｈｌｏｒｏｐｓｉｓ ｏｃｕｌａｔａ；ｌｉｐｉｄ ｃｏｎｔｅｎｔ
（Ｇｕａｎｇｘｉ Ｃｏｌｌｅｇｅｓ ａｎｄ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｉｅｓ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｍｉｃｒｏｂｉａｌ ａｎｄ Ｂｏｔａｎｉｃａ ｌ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ，
Ｇｕａｎｇｘｉ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒ ｙ Ｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎ Ｂａｓｅ ｆｏｒ Ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅ Ｍａｔｅｒ ｉａｌｓ ａｎｄ Ｍｏｄｉｆ ｉｃａｔｉｏｎ，Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｏｃｅａ ｎ ａ ｎ ｄ
１６３．ｏｏｍ
无法提升 的“疲 劳效应 ”。基 因组 改组 的育种方式 可以有效解决上述缺陷 ，为育种改 良提供 了一种全 新 的策 略 。２００２年 ，Ｍａｘｙｇｅｎ公 司 利 用基 因组 改 组 技 术快 速提 高细 菌表 型和 提高 乳杆 菌耐 酸性 的研 究 文 章 ，引起 了 生 物工 业 界 的广 泛 关 注 。这 一 技 术 是分 子定 向进 化 在 全基 因组 水 平 上 的 延 伸 ，将 改
微 藻油 脂是 合 成 生 物柴 油 的 良好 原 料 ，是 理 想 的可再 生 能源 。 目前 ，限制 微 藻 产业 化 的主 要 障 碍 是养殖效率远低于理论预期 ，成本较高。成本主要 来 自于 大规 模 培养 的过程 和 收获 加 工 的制 备 过
程 ｎ ］。为 进一 步 降低 成 本 ，需 要 获 得 产 油 率更 高 的藻株 ，使油 脂 达 到最 大程 度 富集 。藻 类 育 种 目前 多 采用 杂交 育种 、随机 突 变 方 法 和基 因定 向诱 变 筛 选 技术 ］。但 这 些方 法 或是 存 在 周 期 长 、操 作 技 术
与 ５７．７５％ ，较原 始 藻株 分 别提 高 了６９．０７％ 与 ７６．５０％ 。对拟 微 绿球 藻 的原 始藻株 和 改 组 藻株 的
油脂脂肪酸组成及含量进行分析 ，结果表明改组前后拟微绿球藻的油脂脂肪酸组成变化不大，但脂
肪酸含 量 有较 大差 别 。
关键 词 ：基 因组改 组 ；拟微 绿球 藻 ；油 脂含 量
繁杂的缺点 ，或是在连续多次诱变过后 ，易出现性状
收 稿 日期 ：２０１７—０６—０２；修回 日期 ：２０１７—１１—１３ 基 金项 目：国家 自然科学基 金 （３０９６０２１５）；广西 自然科 学基 金 （桂科 青 ０７２８０１９）；广 西民族大学相思 潮青年学者 创新 团 队资助项 目 作者简 介 ：刘红全 （１９７５），男 ，副教 授 ，博 士 ，主 要从 事 生物 化 学 及 遗 传 学 的教 学 和 科 研 工 作 （Ｅ—ｍａｉｌ）ｌｈｏｎｇｑｕａｎ＠
２０１８年 第 ４３卷 第 ２期
中 国 油 脂
１１５
；
基 因组 改 组技 术快 速 提 高 拟微 绿 球 藻 油脂 含量
刘红全 ，袁 莎 ，卢 雨欣 ，潘艺华 ，杨海燕 ，龙 寒 ，祸金彩 ，何 秀苗
（广西 民族大 学 海洋与生物技 术学院 ，广 西多糖材料 与改性重点 实验 室（培 育基地 ），微 生物 与植 物资源利 用 广 西 高校 重 点 实验 室 ，南 宁 ５３０００７）