新基因功能验证技术及其在微藻基因克隆中的适用性分析

微藻是指1群真核、单细胞、行光合作用的生物。微藻种类多,分布广泛,有关键生态学功能,也有水产、生物能源应用价值。与模式生物和经济动植物一样,新基因克隆是微藻生物学研究的主要内容。基因组注释、转录组分析和基因分离等依据序列和结构同源性,是从已知到已知的过程;而新基因克隆需锁定序列和验证功能,其中,功能验证是基因克隆的最重要内容。已有的基因功能验证方法有基因敲除、基因沉默、插入突变、基因组编辑等。多种微藻已有遗传转化技术,有望直接采用模式生物和经济动植物的基因功能验证技术克隆新基因。本文归纳了已有新基因功能验证技术,并分析了它们在微藻新基因克隆中的适用性,以促进微藻新基因克隆研究。     

CRISPR/Cas9基因编辑技术在水生甲壳动物中的应用进展

CRISPR/Cas9(Clustered regularly interspaced short palindromic repeat/CRISPR-associated nuclease 9)技术是一种由gRNA(guide RNA)引导的Cas9核酸内切酶靶向编辑技术,已广泛用于基因的敲除、敲入和敲降,其操作简便快速,成本低,已成为人们探究基因功能、修复受损基因、沉默有害基因以及改良经济物种种质性状的重要工具。目前,该技术已经在少数几种水生甲壳动物中得到成功应用,但是由于显微注射技术在应用上的局限性,该技术在许多重要海水养殖经济物种如对虾中的应用受到限制,导致其基因编辑效率低下,难以广泛开展。本文对CRISPR/Cas9基因编辑技术在水生甲壳动物中的应用进行了综述和展望,为今后海水养殖虾蟹类的基因功能研究以及遗传育种研究提供参考。     

分子生物学在微藻分类研究中的应用

通过与传统微藻分类方法的比较，说明微藻分子分类技术的产生与发展，并从线粒体DNA（mtDNA）、叶绿体DNA（cpDNA）和核基因组DNA（nDNA）3个方面列举了分子分类技术在微藻鉴定和生理生态方面的应用，着重说明了核基困组在藻类分子检测中的作用。并对微藻分子分类技术的问题与发展进行了总结与展望。     

中国与欧洲微藻产业概况及生物质精准应用

中国是全球微藻生产第一大国,微藻产量占世界总产量的一半以上,其中螺旋藻占世界螺旋藻总产量的七八成。近年来,微藻产能的迅速提升加剧了供大于求的市场矛盾。中国微藻产业正处于发展的十字路口,实现微藻的精准应用是扩大市场需求的主要解决途径。本文简述了中国和欧洲微藻产业概况,对中国和欧洲微藻产量、养殖区域、生产模式等进行了对比。从精准应用出发,分析了微藻在人类健康及农业(渔业、畜牧业、种植业)中的精准应用,为中国微藻产业的未来发展寻找方向。微藻作为营养丰富的新资源食品原料,同时也是水产养殖中重要的饵料和饲料,具有多元化的应用前景。通过产学研深度融合,实现微藻的精准应用,将进一步助推中国微藻产业发展,从而为拓宽微藻应用市场和促进产业转型升级奠定基础。     

微藻育种的研究现状及前景

概述了微藻育种的研究现状及前景,并比较了几种主要育种方法(选择育种、诱变育种、细胞融合、基因工程)的优缺点:1)选择育种是一切育种实践的基础,虽然简单易行、安全性好,但藻株发生变异的机率较小,育种周期长,选育的微藻普遍存在遗传性状不稳定的缺点;2)诱变育种使用最广泛,此法具有所需仪器设备简单、操作方便、成本低、效率高等优点,但该技术对遗传物质DNA的操作不具有基因工程那么强的针对性,而且在操作时对人体及环境有一定的危害性;3)细胞融合既可以提高物种变异频率,也可以缩短育种周期,拓宽育种领域,从而提高育种水平,应用前景广阔.但是该技术在微藻育种中的应用还较少;4)基因工程进行新藻种的选育具有目标明确、针对性强等特点,但其安全性还有待进一步验证.另外,本文还对叶绿素荧光技术在微藻育种中的应用进行了初步探讨.     

我国微藻产业标准化现状及展望

微藻应用前景广阔,是国际生物技术领域新资源物种和新资源产品开发的热点方向。我国的微藻开发应用已超过半个世纪,养殖产量已达全球的三分之二,微藻受到越来越多的关注。但微藻产业在我国发展还不规范,其产业标准体系亟待完善。本文介绍了我国微藻产业发展历史、现状及发展趋势,并阐述了微藻产业标准化体系构建的重要性。针对微藻种质资源评价、生产养殖技术规范、产品质量安全标准体系等方面,较为全面地分析了我国微藻产业标准化存在的问题。结合微藻产业标准化现状,围绕种质资源分类的基础类标准,规范产品生产技术工艺的技术规程类标准,产品营养成分或活性物质的检测方法类标准以及反映产品质量和安全的产品类标准四个维度,提出了关于构建微藻产业标准化体系的思考,并对加强我国微藻产业标准化工作提出对策建议。     

转基因微藻作为新型生物反应器的研究进展

转基因微藻作为生物反应器生产生物活性物质已成为基因工程研究的热点之一。目前以转基因微藻作为生物反应器的技术并不十分成熟,然而许多科研人员及生物医药公司将微藻作为新型生物反应器生产有用的外源蛋白。本文对微藻生物反应器构建中的有效核转化方法的建立、转基因微藻中所用的启动子、筛选标记、稳定表达等问题进行了综述,同时介绍了目前转化成功的以及未来可能转化成功的有潜在应用价值的微藻。     

微藻诱变育种研究进展

微藻在农业、食品、医药及可再生能源生产等领域发挥着重要作用,为获得性状优良的新种质,微藻育种技术取得了进一步发展。诱变育种技术是一种采用物理或化学因素引起微藻发生遗传变异从而在短时间内获得有价值的突变藻株的育种方法。诱变育种已经广泛应用于微藻育种中,成为提高育种效率、获得优良新种质的重要手段。本文概述了物理诱变、化学诱变、复合诱变的诱变机理及其优缺点,总结了诱变技术在微藻育种中的应用现状、存在问题及其展望,旨在为微藻诱变育种研究提供参考。     

基因工程在提高微藻生产生物柴油能力中的应用前景

石油消耗,气候变化,能源安全等问题的日益突出,使得可再生能源研究逐渐受到世界各地的关注。微藻富含油脂,具有很多独特的优势,在生物柴油领域被寄予厚望,但利用微藻生产生物柴油也有许多问题亟待解决。通过基因工程的手段对微藻进行改造有可能是解决这一问题的突破点。国内外通过基因工程手段在高等植物、微藻、微生物中均实现过提高油脂含量或改变油脂组成的目的,而这些经验能够为基因工程在微藻中的应用起到很好的指导作用。对此,本文作了比较详细的介绍以期为利用微藻生产生物柴油提供些有价值的信息。     

微藻基因工程在高价值化合物生产上的应用

微藻在生产蛋白质、油脂、色素等方面具有作为细胞工厂的潜力,在解决传统生物量生产和市场未来的一些局限性方面发挥着推进作用.基因工程促进了微藻的改良,推动了微藻的产业化进程.本文综述了近年来微藻基因工程的研究进展以及基因工程在微藻生产生物燃料、医药等方面的应用.本文能为基因工程技术在微藻中的研究及应用提供思路,从而使微藻以及微藻产品变得更具有经济竞争力.     

重金属对微藻胁迫的研究现状及前景

从重金属对微藻生长繁殖、生理生化、叶绿素荧光的影响等方面综述了重金属对微藻胁迫的研究现状及前景,并对叶绿素荧光技术在重金属对微藻胁迫研究中的应用进行了初步探讨.     

光照和硝酸盐浓度对东海原甲藻和三角褐指藻释放挥发性卤代烃的影响

海洋中产生的挥发性卤代烃(Volatile Halocarbons，VHCs)是氯、溴和碘进入大气的重要载体。海洋藻类能够产生损耗大气中臭氧的VHCs，尤其是海洋微藻已被证明是大气中一些VHCs的主要贡献者。环境因素对海洋微藻产生VHCs的影响研究较少，本文主要研究了光照和硝酸盐浓度对微藻释放VHCs的影响。将海洋微藻东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)和三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)置于密封的玻璃容器中，并在不同光照条件(20 μmol/(m2·s)、70 μmol/(m2·s)和140 μmol/(m2·s))及不同硝酸盐浓度(1 mg/L、5 mg/L、10 mg/L和50 mg/L)下进行无菌单种培养，分析碘甲烷(CH₃I)、二溴甲烷(CH₂Br₂)、一氯二溴甲烷(CHBr₂Cl)和三氯乙烯(C₂HCl₃)4种VHCs的生产。采用吹扫?捕集气相色谱技术对其中的VHCs进行提取和分析。结果表明，光照强度和硝酸盐浓度会影响两种微藻对VHCs的释放，但是对不同VHCs的影响效果不同，其中CH₃I的释放受光照强度和硝酸盐浓度变化的影响比较显著。一定范围内，光照强度越大，两种微藻对CH₃I的释放量越大。适当的硝酸盐浓度(> 5 mg/L)在一定程度上促进了两种微藻对CH₃I的释放。     

微藻基因诱变研究及应用进展

微藻是单细胞小型光合生物,是自然界最重要的初级生产者,在食品、能源、医药和环境等行业领域有重要应用。微藻生物技术产业发展所需要的优良微藻株系,除了通过筛选获得外,还可以利用基因诱变或者基因工程等方法获得。利用基因诱变方法获得的突变株,不是转基因作物,且具有更适宜生产需要的优良性状。本文主要综述基因诱变在微藻育种中最新的应用研究进展,为微藻产业化研发工作提供参考。     

海带中抑藻活性化合物的分离及抑藻活性分析

以2000 g海带为原料、米氏凯伦藻为测试微藻,采用甲醇浸提、液液萃取、硅胶柱层析、Seph-adax LH-20凝胶柱层析和硅胶薄层层析等分离方法,纯化可能具有抑藻活性的化合物,制备到5个薄层纯样品,B21(1.39 g)、B131(0.51 g)、B132(0.48 g)、C211(0.016 g)和C212(0....     

藻类分子生物技术两年评─—与藻类活性物质研究有关的生物技术

根据1992年6月—1994年6月国内外发表资料，评述海洋藻类活性物质研究的生物技术及最新成果。认为，海洋生物活性物质研究的重心正转向与海洋生物技术有关的研究。运用生物技术筛选、提取并生产藻类活性物质已经成为这一领域的主流。综合文献表明，藻类活性物质研究的生物技术正走向成熟，大量的活性物质被发现，光生物反应器将成为主要的下游生产技术，通过藻类基因工程生产药物已初现端倪。     

UV-B辐射对3种海洋微藻的种间竞争性平衡的影响

为探讨UV-B辐射对海洋生态系统的影响，研究了短期(2d)UV-B辐射对金藻8701、小新月菱形藻和亚心形扁藻3种藻单养的敏感性比较以及长期(21d)UV-B辐射对3种藻混养的种间竞争性平衡的影响。实验表明，(1)UV-B条件下。单养和混养情况下，最敏感的藻是金藻8701，小新月菱形藻次之，亚心形扁藻最不敏感；(2)增强的UV-B为对UV-B具有高耐受力的亚心形扁藻提供了竞争优势，使种间竞争平衡向着有利于亚心形扁藻的方向发展，到第21天，UV-B辐射(2．88J／m^2，5．76J／m^2)的处理组中，亚心形扁藻成为优势种。     

环烷酸对淡水微藻生理生化特征的影响

环烷酸是高酸原油的主要污染组分,对水生生态系统造成潜在威胁。在不同浓度环烷酸处理下对两种模式淡水微藻——莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)和小球藻(Chlorella vulgaris)进行了96 h的连续培养,研究了环烷酸胁迫对两种淡水微藻种群及生理生化特征的影响,旨在为水生生态系统中环烷酸污染的生态风险预测与规避提供前瞻性的研究资料。研究结果表明,低浓度环烷酸(0.5～4 mg/L)会刺激淡水微藻的种群增长,而高浓度环烷酸(8～16 mg/L)会抑制淡水微藻的种群增长,造成急性毒性损伤。低浓度环烷酸处理下两种微藻叶绿素a含量上升,脂质积累,高浓度环烷酸处理下两种微藻叶绿素a含量下降而多糖含量上升,推测环烷酸剂量可能会影响淡水微藻能量存储方式。两种微藻在环烷酸胁迫下均会受到氧化损伤,造成活性氧(reactive oxygen species,ROS)含量上升,两种微藻抗氧化酶超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)和过氧化氢酶(catalase,CAT)对环烷酸处理具有种属差异;高浓度环烷酸对淡水微藻的急性损伤具有时间效应,毒性随...