本发明是关于温室气体co2减排转化利用技术，特别涉及调控关键酶和生长剂na2s促进微藻固碳产油的方法。
背景技术：
1、利用具有高生长速率和高产油率的微藻减排转化利用co2生产油脂，已成为目前碳中和领域的一个研究热点。为了提高微藻固定co2生产油脂的效率，现有文献报道主要采取营养优化、缺氮缺硅和植物激素等手段，以提高微藻固定co2量或提高微藻油脂产量。但是这些方法往往成本偏高，并且co2固定量和油脂产量难以同时提高。故亟需开发一种成本低廉且环境友好的方法，以同时提高微藻的co2固定量和油脂产量。
2、根据chen和christou等人对高等植物的研究表明，浓度低于物种依赖阈值的na2s对植物种子进行驯化培养后，植物生长特性和植物自我保护具有显著的正向作用。在高等植物研究领域，微量na2s已被看做是一种生长促进剂。klatt等人研究表明：在适当光强和na2s浓度下，蓝藻光合作用可以得到促进。然而目前对于na2s的应用研究仍只是停留在高等植物或蓝藻的生长促进这一方面。对于产油率更高的真核微藻(如微拟球藻和小球藻)而言，在使用生长促进剂na2s后除了生长促进之外，对于微藻光合固碳产油改良机制将产生怎样的影响尚不清楚。特别是多数高等植物产油率远不如微藻，先前研究者均未能将注意力转移至na2s在提高产油率方面的研究上，因此目前尚没有文献报道na2s对植物或微藻产油的促进作用。
技术实现思路
1、本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种调控关键酶和生长剂na2s促进微藻固碳产油的方法。
2、为解决上述技术问题，本发明的解决方案是：
3、提供一种调控关键酶和生长剂na2s促进微藻固碳产油的方法，包括下述步骤：
4、(1)利用基因工程技术，调控真核种类微藻细胞内的ribosomal protein l6、ribosomal protein s2和ribosomal protein l24、acyl-coa carboxylase关键酶的表达量，使其分别提高至原始状态的3.2～3.8倍、9.0～10.2倍、5.2～6.2倍和3.0～4.0倍；同时，敲除微藻细胞内的acyl-coa oxidase基因；
5、(2)配制1m浓度的na2s水溶液，作为促进生长和光合固碳产油的母液；在通风橱中密封保存，备用；
6、(3)向琼脂培养基中加入na2s水溶液，母液︰培养基的体积比为1:2000～4000；通过对步骤(1)中经过基因改良的微藻细胞进行驯化，选择性地将微藻细胞内的硫氧还蛋白、rubisco短链、rubisco长链和酰基辅酶a羧化酶的蛋白含量分别上调至1.20～1.60倍、1.70～1.94倍、1.80～2.40倍、3.00～3.35倍；同时，将微藻细胞内的长链酰基辅酶a合成酶和酰基辅酶a氧化酶的含量分别下调至30～44％、0～5％；
7、(4)对驯化后的藻株进行扩大培养生长，培养过程中持续通入烟气，烟气中所含co2的体积浓度为5～20％；
8、(5)培养结束后收获微藻生物质，并测定单位体积藻液的co2固定量，以及单位体积藻液的油脂产量。
9、作为本发明的优选方案，所述步骤(1)中，真核种类微藻细胞是微拟球藻、小球藻或雨生红球藻中的任意一种。
10、作为本发明的优选方案，所述步骤(3)中，驯化的步骤具体包括：将经过基因改良的微藻细胞接种在含na2s水溶液的琼脂培养基上，培养2周至琼脂培养基上长出清晰的藻株群落；从中挑出生长最迅速的藻株，重新接种至新的含na2s水溶液的琼脂培养基上，继续培养2周；反复重复前述操作过程，2个月后收集最后一次长出的藻株群落，作为后续扩大培养所需的藻株。
11、作为本发明的优选方案，所述步骤(4)中，扩大培养的步骤具体包括：将驯化后的藻株接种至装有液体培养基的光反应器内，通入含有co2的烟气，进行8～10天的扩大培养；培养期间，控制微藻培养的温度条件为20～25℃，光照条件为40～90μmol·m-2·s-1。
12、作为本发明的优选方案，所述步骤(4)中，烟气来自于燃煤电厂、煤化工厂或水泥厂的尾气排放系统。
13、作为本发明的优选方案，所述步骤(4)中，烟气的通入速率为2～10ml/(min·l)。
14、发明原理描述：
15、1、本发明利用基因工程技术，调控微藻细胞内的ribosomal protein l6、ribosomal protein s2、ribosomal protein l24和acyl-coa carboxylase关键酶表达量提高至原始状态的数倍，同时敲除acyl-coa oxidase基因；其技术目的是，通过调控特定核糖体基因定向增强微藻固碳产油能力，同时通过敲除特定氧化酶阻止细胞内已经合成的脂肪酸进一步分解。这五种酶在真核种类微藻品种中普遍存在，通过常见的质粒作为载体的技术手段进行表达量上调，采用同源重组基因敲除方法进行基因敲除。此处采用基因工程技术均属常见公开方法。
16、2、本发明在对微藻细胞驯化时，选择调控微藻细胞内的硫氧还蛋白、rubisco短链、rubisco长链和酰基辅酶a羧化酶的蛋白含量上调至数倍；并且调控下调长链酰基辅酶a合成酶和酰基辅酶a氧化酶含量；其技术目的是，通过na2s诱导的定向筛选驯化，达成调控上述特定功能酶表达量的效果，进一步增强藻株的固碳产油能力。这几种酶在真核种类微藻品种中普遍存在。
17、3、微量na2s诱导能够有效促进微藻细胞内遗传物质dna与rna的合成通路、以及由翻译起始因子引导的核糖体蛋白参与的翻译途径和叶绿体/线粒体分裂因子诱导的胞质分裂过程，从而使细胞分裂加快；同时微量na2s普遍上调光合色素与捕光蛋白含量，提高了微藻细胞吸收光能的能力，加强了其光合作用过程，这使得微藻在适量na2s作用下首先增加了微藻的光合作用固定co2量。
18、另一方面，微量na2s能够促进糖酵解和脂肪酸合成，抑制细胞内碳代谢过程中脂肪酸的降饱和、伸长和降解，并将atp合成的主要途径由氧化磷酸化转化为光磷酸化和底物磷酸化，在抑制油脂合成的竞争反应同时，补充了脂质积累过程中的能量供应，故在微量na2s作用下微藻的油脂产量也有效提高。
19、na2s对于微藻的生长促进作用，暂未有公开文献进行报道。但根据本发明的前期研究发现，微量na2s作用下，微藻的固碳产油蛋白会发生定向的表达量上调/下调效果，从而促进微藻产油，实验数据证明：微藻油脂产量比出发藻株提高了70％。
20、与现有技术相比，本发明的有益效果是：
21、1、本发明利用基因工程手段与添加微量生长促进剂na2s耦合，促进了微藻细胞固碳产油的代谢反应通路，有效提高了关键酶表达量，抑制了竞争反应过程。
22、2、与现有促进微藻固碳产油的常规方法相比，本发明既避免了添加外源基因可能带来的生物污染，也避免了仅仅改变单一酶或促进单一过程而造成的可能副作用。
23、3、本发明首次将微量na2s应用于基因改良微藻的筛选驯化培养过程，同时提高了改良驯化后微藻的co2固定量和油脂产量，对微藻固碳产油的工业化应用具有积极意义。