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当今工业社会的快速发展伴随着化石能源的过度开采与消耗,导致环境污染、气候变暖和能源危机等诸多问题。寻找洁净、可持续的新能源的开发已经成为时下的研究热点。微生物油脂作为一种在化工、食品和能源领域广泛应用的油脂产品备受研究者的关注。微生物油脂又称单细胞油脂(single cell oil,SCO),是酵母、霉菌、细菌或藻类等微生物在一定条件下,利用碳水化合物、碳氢化合物或普通油脂为碳源,在菌体胞内产生的饱和或不饱和脂肪酸甘油三酯。微生物油脂具有生长周期短,不受气候、地理条件限制的优点,可作为生物柴油的原料。此外,微生物油脂中含有丰富的不饱和脂肪酸。在人类对健康、保健食品日益需求的今天,微生物油脂将成为健康食品的重要组成部分。圆红冬孢酵母(Rhodosporidiumtoruloides)是一种油脂积累量高(细胞干重40%以上)、可利用底物范围广的产油微生物。本论文首先通过GC-MS检测,首次鉴定出圆红冬孢酵母(R.toruloidesACCC 20341)油脂中的亚麻酸为α-亚麻酸研究了发酵培养基中氮源和碳氮比对R.toruloidesACCC20341和圆红冬孢酵母突变菌株(R.toruloidesM18)产油的影响。结果表明:在同样的培养条件下,R.toruloidesM18油脂产量要高于R.toruloidesACCC 20341,且以胰蛋白胨+硫酸铵为氮源,碳氮比为400:1时,R.toruloidesM18有最大产油量,为(12.4±0.2)g/L。在α-亚麻酸合成过程中,分别以谷氨酸和胰蛋白胨为氮源,碳氮比为 400:1 时,R.toruloidesACCC20341和R.toruloides M18有最高含量,分别为4.7%和5.67%。利用重叠延伸PCR和Gibson组装的方法构建了含有Δ15-desaturase基因的双元载体 pCAMBIA 1300-gpd-fad15。通过农杆菌介导法(ATMT)对R.toruloidesM18进行遗传转化,成功获得转化子R.toruloidesT15。对比研究了 R.toruloidesM18和R.toruloides T15在同一条件下油脂中α-亚麻酸的含量,分别为4.44%和4.66%,说明在R.toruloides胞内过表达Δ15-desaturase并不能够增加α-亚麻酸的产量。R.toruloides在适当的培养条件下也可以合成类胡萝卜素。本文揭示了圆红冬孢酵母在油脂积累的同时,其类胡萝卜素合成的变化。结果表明:培养基中高碳氮比更有利于圆红冬孢酵母类胡萝卜素的合成,且以胰蛋白胨为氮源时,R.toruloidesACCC 20341 和R.toruloidesM18 分别有最大类胡萝卜素产量(11.62±0.2)mg/L 和(24.09±0.02)mg/L。在此基础上,研究了圆红冬孢酵母油脂积累和类胡萝卜素合成的关系。结果发现类胡萝卜素的产量随着油脂产量的增加而增加。