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线粒体是细胞产生能量的“动力工厂”,对细胞内众多生理功能的正常运转具有重要意义。雨生红球藻是天然抗氧化剂虾青素的理想来源,是具有重要的营养及研究价值的藻类食品。本文通过体外酵母细胞实验模型,证实雨生红球藻可延长酵母细胞的时序寿命。创新性构建了SLC25A46（一种编码线粒体外膜蛋白的基因）基因敲除的线粒体损伤小鼠模型,对该小鼠模型的可靠性及合理性进行了系统性评价,并基于该SLC25A46基因敲除致线粒体损伤小鼠模型,研究了雨生红球藻对线粒体功能保护的作用机制。在体外酵母细胞实验中发现,雨生红球藻在供试浓度（200及500μg/m L）下对酵母细胞生长无明显影响。进一步的研究表明,雨生红球藻在干预的第5及第7天可显著提高酵母细胞存活率,延长酵母细胞的时序寿命。为探究雨生红球藻影响酵母时序寿命的潜在机理,对雨生红球藻干预下酵母细胞内活性氧（Reactive Oxygen Species,ROS）、膜电位（Mitochondrial Membrane Potential,MMP）及碳水化合物积累量进行测定。结果表明,高及低浓度的雨生红球藻可分别显著性降低酵母细胞内ROS水平的31.21%（p<0.001）及19.37%（p<0.001）,呈现浓度依赖性;高浓度的雨生红球藻可显著提高MMP水平18.74%（p<0.05）;并且在高及低浓度雨生红球藻的干预下,酵母细胞内糖原积累量可分别提高0.60μg/mg（p<0.001）及0.17μg/mg（p<0.001）。这些结果表明,雨生红球藻可显著延长酵母细胞时序寿命,具有潜在延缓衰老的功效。采用CRISPR/Cas9基因编辑技术,定点敲除SLC25A46基因获得基因敲除小鼠。通过扩群繁殖获得具有明显表型特征的线粒体损伤小鼠(SLC-/-)。表型分析结果表明SLC-/-小鼠具有寿命显著缩短、体重增长迟缓和多器官发育缓慢等特征。在抓力实验中,1 M（Month,M）及1.5 M纯合子(SLC-/-)小鼠的抓力较野生型(SLC+/+)小鼠分别低0.59 N及0.86 N;在悬挂实验中,1 M及1.5 M SLC-/-小鼠的悬挂时间仅为4.00±2.31 s及2.71±1.39 s;足迹分析实验显示SLC-/-小鼠的步宽、步履重叠宽度和步长的平均距离均显著低于SLC+/+小鼠（p<0.05）,这些行为学实验揭示SLC-/-小鼠存在肌力严重不足、运动能力障碍及严重的共济失调的现象。进一步考察SLC-/-小鼠在抗氧化防御系统的缺陷,结果显示SLC-/-小鼠脑组织中脂质过氧化物MDA含量较SLC+/+小鼠显著升高0.77nmol/mg prot（p<0.005）;同时,CAT酶酶活力显著下降0.47 U/mg prot（p<0.05）,表明SLC-/-小鼠组织氧化应激水平相对较高。采用HE染色观察SLC-/-小鼠组织的病理特征,染色结果显示该SLC-/-小鼠的肝脏组织疏松排列、组织间具有较大的间隙。采用透射电镜观察SLC-/-小鼠中线粒体的微观结构特征,发现SLC-/-小鼠的脑及肝脏线粒体内嵴密度大大降低,出现明显的空泡化现象。SLC-/-小鼠脑线粒体表面积（1.0-3.5μm2）比SLC+/+小鼠（3.5-6.0μm2）小;其肝脏线粒体长宽比约为1.4的相对丰度达到90%左右,具有肝脏线粒体形态单一、丰富度低的特点。以500 mg/kg/d的剂量灌胃小鼠雨生红球藻,评价雨生红球藻对线粒体功能的保护功效。结果表明:在雨生红球藻的干预下,小鼠肌肉力量显著提高0.53 N（p<0.05）。该小鼠脑组织中的MDA含量下降0.52 nmol/mg prot,而肝脏组织中的MDA含量则显著减少0.67 nmol/mg prot（p<0.001）。此外,脑组织中SOD酶酶活力显著提高1.10 U/mg prot（p<0.005）。HE染色结果显示,干预后SLC-/-小鼠肝脏损伤得到明显改善。基于此,雨生红球藻对此线粒体损伤小鼠具有改善效果,揭示雨生红球藻对线粒体具有保护功效。综上所述,雨生红球藻验证具有线粒体功能的保护与提升功效,可作为食品、保健食品或特殊医学用途配方食品,在保护线粒体功能、减少氧化应激等方面具有良好的运用前景。