低温促进裂壶藻DHA积累的分子机制研究

摘要

二十二碳六烯酸(Docosahexaenoic acid, DHA)是长链多不饱和脂肪酸，对神经系统发育及视力保护至关重要。本研究选取的裂壶藻（Schizochytrium sp. TIO01）具有生长速度快、发酵周期短、高产多不饱和脂肪酸等特点，是目前工业化生产DHA的热门菌种之一。根据已有报道可知低温能显著提高裂壶藻DHA的积累，为了研究参与该生物过程的关键调控蛋白，本论文分别选取30℃对数期（30log）和15℃对数期（15log）的裂壶藻，进行生理生化指标测定、转录组测序、差异表达基因分析及Q-PCR验证等，试图从转录水平上研究低温促进DHA积累的分子机制。具体的研究结果如下：
　　1)裂壶藻在30℃对数期DHA占总脂肪酸含量的百分比为48.36%，15℃对数期DHA占总脂肪酸含量的百分比则达67.38%；
　　2)一共测了100.01 Gb数据，组装并去冗余后得到43,550个Unigene，总长度，平均长度，N50以及GC含量分别为54,436,700 bp，1,249 bp，2,526 bp和47.60%；DEG检测结果发现，15log vs30log之间有376个上调基因和50个下调基因；
　　3)选取10个差异表达基因进行实时荧光定量PCR，其中9个基因差异表达的趋势与转录组结果一致，表明转录组数据准确可信；
　　4)对差异表达基因进行KEGG富集分析发现与DHA合成相关的脂肪酸代谢通路中，低温条件下FAS途径中脂肪酸合酶及PKS途径中脂肪酸合酶等多个相关基因均表达下调，而下游途径的Δ9脱氢酶、Δ12脱氢酶、Δ9延长酶、Δ8脱氢酶以及Δ4脱氢酶等相关基因则表达上调，推测这些基因在低温积累DHA过程中起着关键作用。同时我们发现与钙调蛋白相关的多个基因表达上调，由于Ca2+-CaM在低温胁迫中发挥着重要的信号转导功能，故我们进一步推测钙调素相关基因在该过程起着调控作用，可在后续试验中敲除该基因并验证其功能。

目录

声明

第一章 绪论

1.1多不饱和脂肪酸研究进展

1.2裂壶藻

1.3 高通量测序概述

1.4 本研究的目的和内容

第二章 裂壶藻低温积累DHA的研究

2.2裂壶藻的生长曲线绘制

2.3裂壶藻的抗性研究

2.4裂壶藻生长过程葡萄糖的消耗

2.5不同温度下裂壶藻DHA含量检测

2.6本章小结

第三章 温度对裂壶藻基因转录的影响

3.1裂壶藻转录组测序分析

3.2Q-PCR验证差异基因表达

3.3本章小结

第四章 钙调素在裂壶藻DHA积累的功能验证

4.1材料与方法

4.2结果与分析

4.3本章小结

第五章 展望

附录

参考文献

致谢