基因工程方法增加微藻脂質積累研究進展

李俊磊，張紅兵

(河北經貿大學 生物科學與工程學院，河北 石家莊 050061)

隨著經濟發展和人口增長，人們對能源的依賴日趨加劇，但石油、天然氣等石化能源燃燒會產生大量的CO2，加速溫室效應，產生的NO2、SO2和PM 2.5會造成大氣污染，成為亟待解決的問題。以生物油脂為原料生產的生物柴油(脂肪酸甲酯)含硫低、潤滑好、易燃燒，有替代傳統柴油的潛力，成為近年來生物能源研發的熱點。與傳統能源作物大豆、玉米、油菜、麻風樹等相比，微藻生長速率快、適應性強、不占用耕地，可與廢氣廢水治理相結合，是理想的生物能源制備原料。

微藻的油脂含量是影響終產品成本的關鍵因素之一，目前微藻型生物柴油的價格較高，難以推動其商業化應用。隨著人們對微藻脂質合成與代謝途徑研究的不斷深入，從現有微藻出發，利用基因工程方法對相關基因進行改造，增加微藻脂質積累水平，相比傳統的微藻培養優化無疑是一條捷徑。本文從微藻脂質的合成途徑出發，綜述了國內外利用基因工程技術改造微藻，提高脂質積累的方法，并對應用前景進行了展望。

1 TAG的合成途徑

TAG是微藻中組成中性脂質的主要成分，在藻細胞處于靜止生長期或壓力條件下容易積累。TAG在酸、堿或酶等存在的條件下，可以與甲醇進行酯交換生成生物柴油和甘油。微藻內TAG的合成可分為葉綠體內脂肪酸合成途徑、游離脂肪酸跨膜、內質網上的Kennedy途徑和包裝油脂小滴四個階段。其中脂肪酸合成途徑和Kennedy途徑是TAG合成的關鍵，調控這兩個途徑是提高微藻脂質積累的突破口。……