[发明专利]硅藻工程藻株及其制备方法、应用

说明书

本发明涉及硅藻工程藻株及其制备方法、应用。本发明提供了二羟酸脱水酶基因的mRNA水平高于其相对应的野生型藻株中的二羟酸脱水酶基因的mRNA水平的工程藻株，其在提高微藻油脂产量同时又不降低藻株自身的生长速率。同时，本发明还提供了一种获得二羟酸脱水酶基因的表达盒的工程藻株的制备方法以及工程藻株和所述制备方法在生物产油中的应用。

技术领域

本发明涉及生物产油技术领域，尤其涉及经过改良硅藻产油遗传特征的工程藻株及其制备方法、应用。

背景技术

地球上化石燃料的大规模持续消耗造成全球性能源短缺和油价飙升，根据有关专家估计，本世纪末地球上的石油资源将枯竭，特别是中国的石油资源25年内会开采殆尽；同时化石燃料的使用释放了大量的二氧化碳等有害气体，加速了全球变暖和空气污染，我国在2012年底开始一直到目前的大面积雾霾天气也给我们敲响了大气环境危机的警钟。因此，低污染的可再生新能源形式的开发和利用迫在眉睫。生物柴油作为一种优质的液体燃料替代品越来越受到青睐。生物柴油是以动物脂肪、植物油、微藻和微生物油脂或废弃油中的甘油三酯与甲醇或乙醇进行转酯反应而获得的，其物理和化学性质与柴油非常相近，并具有闪点高、硫污染物少等优点。

生产生物柴油的原料往往根据各地区可以得到的原料种类不同而不同。实际产油效率和技术不同。有人根据现有技术所能够产出的原料效率计算，微藻的产油效率远远超过其它高等植物和油料作物，因此被认为是制备生物柴油最有应用潜力的原料。微藻生产周期短，能够以工厂化方式培养、收集、提油；但是生产成本需要进一步降低，借助遗传改造的方法进一步提高微藻的产油量是途径之一。以往对于微藻产油率进行基因改造的思路主要有两种：一种是试图表达产油途径中某个基因，但至今没有真正成功的报道；另一种是阻断或削弱其他碳贮藏物的合成，提高油含量，这种方式一般会导致生长速率下降。

发明内容

本发明的目的就在于解决现有技术中一些具有商业价值的微藻产油量需要进一步提高、对产油途径的某些基因过表达或其他代谢途径基因进行重组，虽提高产油量却抑制其生长的问题，提供了通过二羟酸脱水酶基因过量表达提高微藻油脂产量的同时又不降低其生长速率的藻株。

本发明中提供的硅藻工程藻株中的二羟酸脱水酶基因的mRNA水平高于其相对应的野生型藻株中的二羟酸脱水酶基因的mRNA水平。

在一个具体的实施方式中，所述工程藻株中的二羟酸脱水酶基因的mRNA水平为其相 对应的野生型藻株中的二羟酸脱水酶基因的mRNA水平的2倍以上，优选为2-50倍，更加优选为5-20倍。藻株中的二羟酸脱水酶基因的mRNA水平的高低与藻株的产油量成正相关，也就是说，藻株中二羟酸脱水酶基因的mRNA水平的含量相对高的话，该藻株的产油量也相对高；藻株中二羟酸脱水酶基因的mRNA水平的含量相对低的话，该藻株的产油量也相对低。通过分子生物学的方法来提高藻株中的二羟酸脱水酶基因的mRNA水平，其相对应的产油量也相应的提高。

在一个具体的实施方式中，所述工程藻株的生长速率大于或等于其相对应的野生型藻株的生长速率。因为油的总得率决定于含油量和生物量的乘积，所以较高的生长速率对于生产是很重要的。而且产油藻株生长慢的话，容易被其他生物污染，从这方面来讲，产油藻株生长的慢对生产生物油也是不利的，因此有必要克服这一弊端。

在一个具体的实施方式中，所述工程藻株中含有通过基因重组方式而获得的二羟酸脱水酶基因的表达盒，且所述二羟酸脱水酶基因的表达盒中包括依次序的启动子序列、所述二羟酸脱水酶基因的序列和终止子序列。

在一个具体的实施方式中，所述二羟酸脱水酶的基因选自于其翻译成氨基酸后的序列与如SEQ ID NO:15(来源于三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)CCAP1055/1)翻译成氨基酸后的序列的一致性在60％以上，且具有二羟酸脱水酶活性的序列。