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布朗葡萄藻生活在淡水与海水交汇的半咸水区域,是一种能够在细胞内积累多种油脂和碳氢化合物的微藻,这项能力使其逐渐步入人们的视野。根据布朗葡萄藻细胞内积累的不同碳氢化合物,可以将其分为3种不同的化学种。因为其生长速度比较缓慢(比如细胞加倍时间为5至7天),所以没有广泛的应用于生物燃料的生产。为了今后能通过合成生物学途径让生长速度较快的微藻品系生产碳氢油,我们尝试通过转录组分析找出与布朗葡萄藻碳氢油合成相关的基因产物。 我们研究了A型藻779在氮饥饿处理时转录组的调控变化。我们发现779在光合自养时的平均生长速率在0.52g每升每天,氮饥饿处理后的细胞油脂含量最高可达75%的细胞干重。779与A型BOT-88的转录组比较发现它们之间存在许多对功能未知的同源序列,说明A型藻内仍然有许多未知基因。基于代谢途径的转录组分析表明在对数期779细胞最活跃的的代谢途径是能量代谢,说明779在对数期将光合能量分配去合成油脂而不是细胞生长。氮饥饿时,细胞为了快速响应胁迫,通过转录组调控上调产生还原力的代谢途径。 本文同时拼接并研究了L型藻AC768的de novo转录组,结果表明L型与A型、B型转录组分别具有约20%的同源序列。将角鲨烯合酶相似的一组蛋白质序列进行多序列比对分析发现,lycopaoctaene synthase作为L型藻合成类四萜烯烃途径第一步的催化酶,是L型藻所特有的;同时,我们也发现botryococcene synthase也是B型藻所特有。 综上所述,A型、B型和L型布朗葡萄藻分别属于不同的亚种,三个亚种内分别具有不同的新功能基因,说明许多涉及碳氢化合物生物合成的酶序列目前仍然未知。本研究中的A型和L型的转录组为找寻涉及碳氢化合物生物合成的新基因提供了丰富的信息。