随着世界经济的飞速发展,人们对于能源的需求也越来越大,传统化石能源已不能满足人们的需求。为了应对能源危机及化石能源带来的温室效应,人们已经在着手开发清洁可再生的生物能源,而微藻凭借其生长速度快,油脂含量高,不占用耕地面积等优势,被人们认为是具有潜力的原材料。原始小球藻是一种单细胞真核绿藻,它本身油脂含量高,且能够适应自养和异养两种培养模式,尤其在异养条件下能够积累大量油脂,因此将其用于生物柴油的生产具有良好的应用前景。由于原始小球藻的遗传转化系统还不成熟,目前对于原始小球藻油脂含量的调控研究主要集中在生理生化调控途径。为了探明micro RNA（miRNA）是否参与调控原始小球藻异养条件下油脂的大量积累,本研究利用高通量测序技术,对自养和异养条件下原始小球藻的小RNA表达谱进行了分析,研究结果如下:1.通过透射电子显微镜对原始小球藻细胞亚显微结构进行观察,发现自养条件下小球藻细胞内可明显观察到片状叶绿体,只存在少数油脂滴;异养条件下小球藻细胞内叶绿体不可见,胞内布满了油脂滴,这说明在异养条件下原始小球藻内油脂得到大量积累。进一步油脂含量检测显示,原始小球藻在异养条件下的油脂含量达到其细胞干重的47.1%（470.9μg/mg DW）,该数据显著高于其在自养条件下的31.8%（318.5μg/mg DW）。2.利用高通量测序技术对自养和异养两种培养条件下原始小球藻的小RNA表达谱进行测序分析,分别得到8312780和4004888条有效的reads。小RNA长度峰值为20nt,并且首位碱基偏向于尿嘧啶U。miRNA分析预测显示,原始小球藻在自养条件下有173个已知miRNAs和61个新发现miRNAs,在异养条件下有166个已知miRNAs和40个新发现miRNAs。其中,在自养和异养的条件下都存在的已知miRNAs为126个,新发现miRNAs为25个。3.差异表达miRNA分析显示,原始小球藻在自养、异养条件下有18个miRNAs（均为新发现的miRNA）的表达量发生显著改变。与自养条件相比,原始小球藻在异养条件下有5个miRNAs的表达量显著上调,13个miRNAs的表达量显著下调。对差异表达miRNAs的靶基因预测显示原始小球藻miRNAs具有多个靶基因,GO富集表明差异miRNAs靶基因主要分布在代谢过程、膜、细胞器、催化活性和结合活性等。KEEG pathway分析显示差异miRNAs靶基因主要分布在糖代谢、信号传导、运输和分解代谢、氨基酸代谢等。4.通过qRT-PCR对18个差异miRNAs进行验证,结果显示有13个miRNAs可以被检测到,其中有7个miRNAs的表达水平具有显著差异,Nov-m0033-5p表达差异最大,与自养条件相比,在异养条件下该miRNA在原始小球藻的表达量下调了71%。5.通过对油脂合成途径上的关键酶基因进行分析发现,与自养条件相比,异养原始小球藻中的甘油二酯乙酰转移酶DGAT基因显著上调,柠檬酸合酶CIS基因则显著下调,说明其油脂合成途径在异养时显著增强。6.结合miRNA Nov-m0046-3p、Nov-m0050-5p和Nov-m0071-3p的靶基因分析和原始小球藻油脂合成关键酶的表达水平分析,我们认为在异养条件下miRNA Nov-m0046-3p、Nov-m0050-5p和Nov-m0071-3p表达量的上调显著降低其靶基因磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶、柠檬酸合酶和苹果酸合酶等基因的表达量,进而影响了细胞内碳流的方向,促进胞内油脂合成。综上,本研究发现原始小球藻中的miRNAs参与异养条件下油脂合成的调控,为通过基因工程手段提高原始小球藻含油量提供了新的思路,并为原始小球藻中miRNA的研究奠定了基础。