杜氏盐藻Dunaliella salina(Dunal)即是研究植物耐盐机制的经典模型,也是生产重要经济代谢产物β-胡萝卜素以及生物柴油前体的重要生物储备,具有重要的经济价值、营养价值以及商业价值。杜氏盐藻对高盐的适应过程是一个繁杂而精细的综合调节过程。到目前为止,已发现并且鉴定的杜氏盐藻耐盐基因少之又少。为了获取杜氏盐藻更多的耐盐基因,研究其高盐耐受机制,在构建杜氏盐藻高质量的cDNA文库的基础上,本研究通过高盐筛选策略筛选cDNA文库,共获取37个耐盐基因。这些耐盐基因编码翻译系统组件蛋白、F-box蛋白质(SKIP5)、蛋白质折叠相关蛋白(蛋白质异构酶DsPDI和肽酰脯氨酸顺反异构酶DsCYP1)、亚精胺合成酶等。它们异源(大肠杆菌)高表达能够提高大肠杆菌高盐耐受能力。采用相对定量PCR技术研究发现,Dscyp1基因表达水平受高盐调控(呈现先增加后降低至本底水平的动力学变化)。经分析可断定该基因可批量调控下游耐盐基因的表达。此外,我们还发现一些新的耐盐基因。伴随着这些耐盐基因的功能挖掘和注释,我们对杜氏盐藻耐盐机制的理解将会更深刻,了解的更清楚。通过与基因工程与操作技术、现代遗传育种技术相结合,来提高农作物的高盐耐受性,进而利用我国广大盐碱地种植农作物,提高农作物产量,进而解决目前所面临的农业难题。为了进一步完善杜氏盐藻基因组信息,我们采用二代测序技术,利用Illumina Hiseq 2000测序平台,进行高通量测序。原始数据(约5.86 GB)经过纯化处理后为高质量序列(29,326,716条)。采用Trinity和CodonCode aligner软件,对这些序列从头进行拼接,得到39,820条单一基因(unigenes)。这些单一基因是进行功能注释以及聚类分析,挖掘杜氏盐藻耐盐相关的代谢过程以及重要酶的基础。为了挖掘杜氏盐藻遗传信息,搭建其核心代谢网络,本文描述了杜氏盐藻的代谢过程,主要详细描述了盐胁迫相关的化合物(渗透平衡产物以及多胺)、能量分子(脂质、淀粉)的代谢途径,为实现杜氏盐藻批量生产有经济价值代谢产物提供了候选基因和理论依据,增强了遗传操作的可行性及成功率。胁迫激活的信号调节杜氏盐藻的代谢机制预测使我们进一步了解了杜氏盐藻的耐盐机制。关于多胺代谢过程的分析暗示了降低精胺合成底物的提供会帮助杜氏盐藻在盐胁迫下实现持续生长。这样的话对实现杜氏盐藻批量生产有经济价值的代谢产物具有重要的指导意义。另外,经分析发现杜氏盐藻具备能量结合型碳酸盐转运系统,编码两种磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PPC),用以保证杜氏盐藻高效的固碳能力。更重要的是,杜氏盐藻第一个大规模的转录测序具有非常高的分辨率,这为将来进一步的比较基因组学研究提供了基础。