王亚杰，朱顺妮，王忠铭，袁振宏

（1 中国科学院广州能源研究所，中国科学院可再生能源与天然气水合物重点实验室，广东 广州 510640； 2 中国科学院大学，北京 100039）

引 言

近年来微藻作为生物燃料已成为当下的研究热点。脂肪和淀粉是微藻细胞中两种重要的储能物质[1-2]。研究表明：在环境胁迫时，如缺氮、高光、高盐的情况下，微藻细胞进行储能，促进这些物质合成[3]。

微藻中脂肪和淀粉的合成途径如图1所示，二氧化碳经过卡尔文循环产生 3-磷酸甘油醛（glyceraldehyde-3-P），在淀粉合成途径中，3-磷酸甘油醛再进一步转化为葡萄糖-6-磷酸（glucose-6-P）和葡萄糖-1-磷酸（glucose-1-P）。之后由关键酶ADP-葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)催化转化成ADP-葡萄糖，再经过一系列反应催化成淀粉[4]。在脂肪合成途径中，3-磷酸甘油醛通过糖酵解途径生成丙酮酸（pyruvate），之后被第一个关键限速酶乙酰辅酶A羧化酶(ACCase)催化生成丙二酰辅酶A，再经过一系列反应最终合成脂肪[5-7]。

图1 脂肪和淀粉合成途径Fig.1 Lipid and starch synthesis pathway

由此可见，微藻中淀粉的合成与脂肪的合成拥有共同的前体物质3-磷酸甘油醛，有可能存在一定的竞争关系。已有研究表明[8-9]在植物中淀粉和脂肪的合成途径存在相互关系，但它们之间的调控机制还不清楚。如油菜胚胎的淀粉合成受到抑制会导致脂肪的合成速率减慢，最终成熟种子中的总脂肪含量没有明显改变[9]。然而通过失活淀粉分支酶导致不产淀粉的豌豆Pisum sativum突变体却可以显著提高种子的脂肪含量。在微藻中，这方面的研究较缺乏，且主要集中在模式生物Chlamydomonas reinhardtti。……