由前期文献研究发现,莱茵衣藻在氮胁迫条件下积累储能物质时,叶绿体蛋白首先发生变化,包括修饰或降解,进而影响整体的碳流分配,促进储能物质的积累。为此,本研究将在已有变化信息和代谢关键酶信息的基础上,选择光合固碳关键酶GAP3（甘油醛3-磷酸脱氢酶）和油脂代谢关键酶PDAT（磷脂:二酰基甘油酰基转移酶）为对象,基于Hsp70A-RbcS2启动子,构建上述两个蛋白的核转化表达系统,实现GAP3和PDAT的过表达,并监测相应的生理生化变化。具体为:以野生型莱茵衣藻cc-137c为实验材料,在体外分别构建含有叶绿体转运肽（cTP）的GAP3和ScPDAT的莱茵衣藻的重组表达载体,经过转化得到转化藻株命名为pChlamy₁-GAP3（GAP3）、pChlamy₃-GAP3、Scpdat。一方面测定转化藻株中转入的蛋白表达量,另一方面测定转化藻株的生长、叶绿素荧光、脂肪酸、碳水化合物、总蛋白等生理生化指标,结果如下:（1）通过正常TAP摇瓶培养转化株pChlamy₁-GAP3（GAP3）、pChlamy₃-GAP3,发现细胞生长与光合效率与野生株相同,并未受到影响。转化株pChlamy₁-GAP3（GAP3）、pChlamy₃-GAP3的碳水化合物和脂肪酸含量明显提高,相对于野生株,最大储能日产率（碳水化合物含量+脂肪酸含量）分别提高60.7%、75.2%。（2）在高盐培养基摇瓶培养中,pChlamy₁-GAP3（GAP3）生长速率没有明显变化,且转化株的光合效率低于野生株。在TAP反应器培养,pChlamy₁-GAP3（GAP3）在生长上与野生株基本一致,但总蛋白量明显多于野生株。（3）利用TAP摇瓶培养Scpdat和cc-137,对比两株藻的生长曲线,叶绿素荧光变化以及Western blot验证,结果表明ScPDAT蛋白表达与其生长相偶联。（4）Scpdat的总脂肪酸和TAG的积累分别增加了22.51%和31.15%,其中影响最大的是C16系列脂肪酸。本论文研究建立了一种研究莱茵衣藻核编码叶绿体定位蛋白表达的新方法,为莱茵衣藻储能物质积累的生物学研究提供了有价值的参考。