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1、基因工程在生物柴油原料中的应用研究作者：郑明刚随建强郑立韩笑天崔志松 摘要生物柴油由于其燃烧性高、污染小、可再生等优点,是传统化石燃料的理想替代能源,并已在世界范围内得到广泛应用。基因工程技术在生物柴油中的应用,主要集中在提高生物柴油原料的脂类含量上,如对含油植物和含油微藻的研究。结合国内外主要研究进展,综述了运用基因工程技术提高生物柴油原料脂类含量的8种途径,如超量表达乙酰辅酶A羧化酶、脂肪酸合成酶、苹果酸酶等。最后指出:将微藻作为生产原料是我国生物柴油产业发展的必然趋势,通过转录因子途径调控脂类的积累,是未来生
2、物柴油产业发展的重要研究方向。 关键词基因工程;生物柴油;应用;脂类含量;微藻 AbstractBiodiesel,duetoitsadvantagesofbetterburningperformance,lowerpollution,renewablefeatureetc.,istheidealalternativeenergysourceoftraditionalfossilfuelsandhasbeenwidelyusedintheworld.Theapplicationofgeneengineeringi
3、nbiodieselproductionismainlyonimprovingthelipidcontentofbiodieselrawmaterials,suchasoilplantsandoilmicroalgae.Inthispaper,accordingtotheresearchprogressathomeandabroad,theapplicationofgeneengineeringineightchannelstoimprovethelipidcontentofbiodieselrawmaterials
4、werereviewed.Atlast,itisconcludedthatusingmicroalgaeasafeedstockisinevitabletrendofbiodieselindustry’15sdevelopmentinChina.Withthetranscriptionfactorpathwayregulatinglipidaccumulationisanimportantresearchdirectioninthefuturedevelopmentofbiodieselindustry. Keyw
5、ordsgeneengineering;biodiesel;application;lipidcontent;microalgae 社会的发展加速了人类对能源的消耗,能源问题已成为各国亟待解决的世界性问题。统计显示:全球石油探明储量仅供生产40年,这更为人类敲响了能源危机的警钟。此外,化石能源燃烧过程中会产生大量CO2,引起的温室效应将直接影响人类的生存环境。因此,为解决能源和环境问题,世界各国都在积极地寻找新能源,以应对将来可能发生的能源危机。生物柴油作为生物能源的一种,越来越得到各国的重视。与化石柴油相比,
6、生物柴油具有闪点高、燃烧性高、污染小、可再生等优点,是化石燃料的理想替代能源[1]。 生物柴油原料的油脂含量是制约生物柴油发展的一大瓶颈。运用基因工程技术,克隆并特异性表达调控脂类合成相关酶的基因,从而提高生物脂肪酸含量并改变其组分以适应生物柴油发展的需要,是目前解决这一难题的有效手段。本文结合基因工程技术的应用现状,综述了基因工程在改造生物柴油原料中的研究进展,以期对生物柴油产业的发展提供一定指导。 1基因工程概述15 基因工程,又称DNA重组技术,是指在基因水平上,以人工的方法取得目的基因,在体外重组于载体
7、上,形成重组DNA分子,然后将重组DNA分子转入受体细胞进行复制、转录和翻译,从而产生人们所需要的目的基因的产物。基因工程技术打破了天然物种屏障,人们可以按照主观愿望,将来自不同生物体的DNA片段组合到一起,并获得新的表达产物。 基因工程技术促进了生物学的迅猛发展,为解决生命科学领域的一些重大问题提供了强有力的手段,现已广泛应用于农业、医学、食品和环境保护等诸多领域。如培育抗虫、抗病、抗寒、抗旱农作物新品种,生产基因工程药物和可降解有毒物质的工程菌等。同样,在生物柴油的生产中,运用基因工程提高生物柴油原料的油脂含量
8、,也逐步取代了传统方法,并取得了显著的效果。 2基因工程在生物柴油中的应用 生物柴油作为一种新型可再生能源,其生产原料主要为含油植物,如大豆、油菜、棕榈和蓖麻等。此外,将含油微藻作为生物柴油原料,也在逐渐成为一个新的研究领域。用微藻生产生物柴油具有更多优势,缪晓玲等[2]利用小球藻生产的生物柴油,不仅具有传统化石柴油相当的密度、粘度和热值,
