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光合作用是生物圈中能量转换的起始点,是生物生存发展的基础,一直以来都是植物学研究的热点之一。雨生红球藻由于能够大量积累抗氧化物质虾青素而受到广泛关注,但对于其光合作用的研究却很少。因此作者以雨生红球藻作为研究材料,对雨生红球藻进行诱变育种,筛选光合突变株,以期为其他研究者提供可用于雨生红球藻光合作用研究的原始材料,同时也为雨生红球藻虾青素的商业化生产提供优势藻株以及高产虾青素藻株的选育提供一些理论上的帮助。为获得雨生红球藻光合突变株,利用甲基磺酸乙酯(EMS)对雨生红球藻进行化学诱变,通过调制叶绿素荧光成像系统Imaging-PAM对诱变后的藻株进行初步筛选,共筛选出3株光合突变株UM2-17,UM16-6以及UM16-7。对3株突变株进行扩大培养以及多次传代培养,利用多激发波长调制脉冲叶绿素荧光仪Multi-Color-PAM测定3株突变株的叶绿素荧光参数,以进一步确定3株突变株的光合表型的差异。为了探究3株突变株的应对高光能力,作者分别测定了3株突变株在光照强度为25μmol/(m~2s)以及光照强度为100μmol/(m~2s)培养条件下的生长速率,细胞形态以及光合色素含量。为了挖掘3株突变株的潜在商业价值,分别采用两步法以及一步法对3株突变株虾青素积累量进行测定。结果显示,突变株UM2-17和突变株UM16-7为高光耐受突变株,突变株UM2-17在光照强度为25μmol/(m~2s)的培养条件下与野生株生长状态相同,在光照强度为100μmol/(m~2s)的培养条件下生物量比野生株增加了42.73%(p<0.01)。而突变株UM16-7在光照强度为25μmol/(m~2s)与100μmol/(m~2s)的培养条件下相对于野生株均表现出生长优势,分别增加了11.31%与36.2%(p<0.05)。突变株UM16-6为高光敏感突变株,在光照强度为25μmol/(m~2s)的培养条件下生长量比野生株增加了22.61%(p<0.05),而在光照强度为100μmol/(m~2s)的条件下生长量比野生株减少了22.32%(p<0.05)。作者通过细胞形态观察以及SYBR-GreenⅠ染色发现3株突变株与野生株的细胞大小没有发生变化。光合色素含量的测定结果显示,突变株UM2-17在光照强度为25μmol/(m~2s)与100μmol/(m~2s)的培养条件下的光合色素含量均显著高于野生株,突变株UM16-6在光照强度为25μmol/(m~2s)的培养条件下色素含量也显著高于野生株,但是在光照强度为100μmol/(m~2s)的培养条件下色素含量极显著低于野生株,分别比野生株降低了62.3%(p<0.01)、59.13%(p<0.01)、71.5%(p<0.01)。突变株UM16-7在光照强度为25μmol/(m~2s)与100μmol/(m~2s)的培养条件下的叶绿素a与类胡萝卜素的色素含量均显著低于野生株,而叶绿素b则随着光照强度的增加而增加。虾青素含量的测定结果显示,3株突变株在两步法中虾青素的含量均显著高于野生株,分别提高了27.52%(p<0.05),40.38%(p<0.01),14.72%(p<0.05),均具有较高的商业价值。在一步法中,突变株UM16-7的虾青素积累比野生株增加了30.91%(p<0.01)。