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湘潭大学学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所 取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任 何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡 献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的 法律后果由本人承担。作者签名:日期:年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意 学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文 被查阅和借阅。本人授权湘潭大学可以将本学位论文的全部或部分内容编 入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇 编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名:日期:年月日导师签名:日期:年月日摘 要随着化石燃料的不断消耗和环境问题的日益严重,寻找清洁可再生的能源迫 在眉睫。生物柴油作为一种无毒的环境友好型能源逐渐受到人们的青睐。微藻在 异养培养条件下可以获得较高的生物量和油脂含量,但是由于生物量和油脂量的 积累是在不同的生长阶段,因此油脂产量并没有真正提高。研究表明金属离子诱 导可以有效提高微藻油脂产率,使微藻生物产油的工业化生产得以实现。本文考 察了铜、铁离子诱导条件下油脂积累兴奋效应及其调控机制。具体内容和结果如 下:(1)Cu2+诱导培养条件下,最大生物量和油脂产率分别为 6.47 g/L 和 5.78 g/L。GC-MS 分析表明,微藻胞内几乎所有脂肪酸均为 C15-C20 的脂肪酸,符合 生物柴油生产标准。蛋白质组学分析成功鉴定出 30 种表达变化的蛋白质点。 KEGG Automatic Annotation Server ver. 1.64a 分析显示,这些蛋白主要参与了 12 种生物学过程。其中,7 种蛋白,包括磷酸丙糖异构酶(A75)、转醛醇酶 2(A107)、 烯醇化酶(A133)、pfkB 碳水化合物激酶(A144)、葡萄糖-1-磷酸腺苷转移酶(B9)、 糖苷水解酶(B30)和葡萄糖-6-磷酸异构酶(B92)参与了碳水化合物代谢。一 种表达上调的蛋白,核酮糖二磷酸羧化酶(A89)与卡尔文循环有关。表达上调 的蛋白 3-羟烷基-[酰基载体蛋白]-脱氢酶(A12)、甘油-3-磷酸酰基转移酶(A25) 和乙酰辅酶 A 结合蛋白(A134)参与了油脂代谢过程。表达下调的蛋白苹果酸 脱氢酶(D26 和 D105)和琥珀酰辅酶 A 合酶 α 亚基(B108)参与了 TCA 循环。 一种表达上调蛋白肽基-脯氨酰基顺反异构酶(A58)和两种表达下调蛋白从属 ATP Clp 蛋白水解酶(46)和 60S 核糖体蛋白 L5(B59)参与了蛋白质代谢,包 括蛋白质的合成、降解和折叠。五种表达上调的蛋白和生物学过程中的调节和转 运有关,如激酶相似蛋白(A01 和 A34)、酪蛋白激酶 1(A138)、ATP 合酶 α 亚 基(A126)和核苷转移酶(A37)。两种表达下调的蛋白,包括 DNA 控制的 RNA 聚合酶 β 亚基(B83)和依附于 RNA 的 RNA 聚合酶(B42)参与了 RNA 的合 成。一种表达上调的蛋白 5’-核苷酸酶主导蛋白(A42),两种表达下调的蛋白肌 苷-5-单磷酸脱氢酶(B122)和腺甘酸激酶(B91)与核苷酸代谢有关。另外,核 苷二磷酸激酶(B61)和超氧化物歧化酶(B62)分别与 ATP 的合成和活性氧清 除有关。(2)Fe2+诱导培养条件下,小球藻胞内最大油脂含量达到 62%,此时油脂 产率为 820.17 mg/L/d。GC-MS 分析结果表明,微藻胞内 90%的脂肪酸为 16:0, 18:1Δ9 和 18:2Δ9, 12。DIGE 定量分析成功鉴定出 31 种变化的蛋白质点。这些蛋白 质点按照分子功能分为 9 类,即碳水化合物代谢、油脂合成、卡尔文循环、细胞 呼吸、光合作用、能量和传递、蛋白质合成、调节和防御以及未归类的。其中表 达下调的 3-磷酸莽草酸-1-羧乙烯基转移酶(L19)参与了碳水化合物代谢;三种 表达上调的蛋白 3-氧化酰基-[酰基载体蛋白]合酶(H44)、S-酰基转移酶(H16) 和苹果酸酶(H09)与油脂合成有关;一种表达上调的蛋白,核酮糖二磷酸羧化 酶(H22)参与了卡尔文循环;两种表达上调的蛋白细胞色素 c 生源论蛋白(H33) 和细胞色素 b6-f 复合物铁-硫亚基(H37)与细胞呼吸和光合作用有关;三种表 达上调的 ATP 合酶(H12、H14、H15)和一种表达下调的 ATP 从属 HADH 水 化物脱水酶(L36)负责能量与转运;五种表达上调的蛋白,延长因子(H08)、 60S 核糖体蛋白 L37a(H17)、腺苷高半胱氨酸酶(H23)、线粒体 GTP 酶(H47

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