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微藻是一類在陸地、海洋分布廣泛，營養豐富、光合利用度高的自養植物，細胞代謝產生的多糖、蛋白質、色素等，使其在食品、醫藥、基因工程、液體燃料等領域具有很好的開發前景。微藻是潛力很大的生物質能源，微藻可直接利用陽光、二氧化碳和含氮、磷等元素的簡單營養物質快速生長，并在細胞內合成大量油脂，其產油效率達20%~70%。它們的光合作用效率高，生長周期短，適應環境性強，為微藻能源產業提供了基礎。

圖1 微藻生物質制備高附加值化學品、功能食品及燃料（Zeng et al.,Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2015）

本課題組在微藻領域的研究方向：

1. 高密度培養紫球藻生產花生四烯酸（ARA）

ARA 是屬于ω-6系列的一種人體必需的多不飽和脂肪酸(Polyunsaturated fatty acids，PUFAs)，具有廣泛的生物活性和重要的營養作用。因此，在嬰幼兒保健食品、醫藥、化妝品、飼料等領域得到廣泛應用。微藻作為海洋食物鏈中 PUFAs 的初級生產者，由于其蘊量豐富、種類繁多，具有獨特的物理特性并且富含多種有開發價值的生物活性物質，引起人們極大的研究興趣， 日漸成為人們獲取 ARA 的重要來源。本課題組通過高密度培養紫球藻，實現對全細胞的綜合高值化利用。

從廈門海域篩選獲得的生產ARA紫球藻（Porphyridium cruentum）為出發藻株，擬采用原生質體融合和基因組重組技術進一步選育高產ARA藻株， 設計適合該藻種生長和 ARA 積累的高密度培養基，通過優化代謝調控和培養工藝，解決海洋微生物的工程化放大問題，使細胞達到較高的生長速度以及高密度，進而大大提高 ARA 含量和總油脂的產量。在國內實現規?；a高附加值的新資源功能性食品營養強化劑ARA，降低ARA生產成本，對替代國外同類產品，開發具有自主知識產權的微藻來源的功能性保健食品ARA。同時，紫球藻還含有豐富的藻紅蛋白及多糖，亦具有廣闊的應用前景。