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光电子技术专业毕业论文 [精品论文] 基因组重排技术中的光学方法 关键词：飞秒激光 原生质体融合 光子晶体光纤 中空模式 光谱检测 基因组重排 生物工程 细胞融合 摘要：基因组重排技术是一项崭新的育种技术，广泛用于生物工程中高产菌株的筛选。该技术是将具有正向性状的菌株，借助于原生质体融合技术，实现基因组在融合子内随机重排，随后再将具有正向性状的融合子进行多轮融合和筛选，进而选出表型获得较大改进的菌株。 在基因组重排技术中原生质体的有效融合是成功的关键。目前的基因组重排技术都是基于群体细胞的化学法融合，是不可控的非选择性的融合。如果能在单细胞水平进行操作，一定会对基因组重排技术产生巨大的推动。但是在单细胞水平实施基因组重排技术，要能够同时完成细胞融合及融合子的提取，这需要精确的操作、灵敏的检测和准确的分析。 虾青素是一种具有强抗氧化功能的类胡萝卜素，由于天然虾青素的来源有限，目前产量远远不能满足市场的需要。所以其高产株的选育就成为生物工程中一个极其重要的问题。 本文以飞秒激光显微操作系统为实验平台，以雨生红球藻和红发夫酵母细胞这两种天然虾青素的高产生物作为研究对象，以飞秒激光诱导原生质体融合的方法作为基因组重排的手段来获得融合子。并通过几种相关的光谱检测手段，探索选育虾青素高产植株。 本人论文期间的主要研究内容如下： （1）分别进行了飞秒激光对红发夫酵母细胞和原生质体的伤害性实验，根据实验数据选择合适的飞秒激光功率成功实现了飞秒激光诱导红发夫酵母细胞原生质体的融合，并提出了飞秒激光诱导细胞融合可能的理论模型； （2）对使用光子晶体光纤作为光阱获得了初步的实验结果，并通过在光子晶体光纤空气孔中填充折射率高于石英的材料的简便方法获得了在对细胞进行捕获的时候具有更小伤害性、对光阱研究具有重要意义的圆环形中空模场，发现了一种简单的光子晶体光纤输出模场的转换方法； （3）分别测试了红发夫酵母细胞和雨生红球藻细胞的拉曼特征谱和THz“指纹”谱。并搭建了飞秒激光双光子荧光探测的实验系统，拟根据叶绿素和虾青素含量关系，以便通过测定叶绿素含量来表征雨生红球藻细胞内的虾青素含量。  正文内容 基因组重排技术是一项崭新的育种技术，广泛用于生物工程中高产菌株的筛选。该技术是将具有正向性状的菌株，借助于原生质体融合技术，实现基因组在融合子内随机重排，随后再将具有正向性状的融合子进行多轮融合和筛选，进而选出表型获得较大改进的菌株。 在基因组重排技术中原生质体的有效融合是成功的关键。目前的基因组重排技术都是基于群体细胞的化学法融合，是不可控的非选择性的融合。如果能在单细胞水平进行操作，一定会对基因组重排技术产生巨大的推动。但是在单细胞水平实施基因组重排技术，要能够同时完成细胞融合及融合子的提取，这需要精确的操作、灵敏的检测和准确的分析。 虾青素是一种具有强抗氧化功能的类胡萝卜素，由于天然虾青素的来源有限，目前产量远远不能满足市场的需要。所以其高产株的选育就成为生物工程中一个极其重要的问题。 本文以飞秒激光显微操作系统为实验平台，以雨生红球藻和红发夫酵母细胞这两种天然虾青素的高产生物作为研究对象，以飞秒激光诱导原生质体融合的方法作为基因组重排的手段来获得融合子。并通过几种相关的光谱检测手段，探索选育虾青素高产植株。 本人论文期间的主要研究内容如下： （1）分别进行了飞秒激光对红发夫酵母细胞和原生质体的伤害性实验，根据实验数据选择合适的飞秒激光功率成功实现了飞秒激光诱导红发夫酵母细胞原生质体的融合，并提出了飞秒激光诱导细胞融合可能的理论模型； （2）对使用光子晶体光纤作为光阱获得了初步的实验结果，并通过在光子晶体光纤空气孔中填充折射率高于石英的材料的简便方法获得了在对细胞进行捕获的时候具有更小伤害性、对光阱研究具有重要意义的圆环形中空模场，发现了一种简单的光子晶体光纤输出模场的转换方法； （3）分别测试了红发夫酵母细胞和雨生红球藻细胞的拉曼特征谱和THz“指纹”谱。并搭建了飞秒激光双光子荧光探测的实验系统，拟根据叶绿素和虾青素含量关系，以便通过测定叶绿素含量来表征雨生红球藻细胞内的虾青素含量。 基因组重排技术是一项崭新的育种技术，广泛用于生物工程中高产菌株的筛选。该技术是将具有正向性状的菌株，借助于原生质体融合技术，实现基因组在融合子内随机重排，随后再将具有正向性状的融合子进行多轮融合和筛选，进而选出表型获得较大改进的菌株。 在基因组重排技术中原生质体的有效融合是成功的关键。目前的基因组重排技术都是基于群体细胞的化学法融合，是不可控的非选择性的融合。如果能在单细胞水平进行操作，一定会对基因组重排技术产生巨大的推动。但是在单细胞水平实施基因组重排技术，要能够同时完成细胞融合及融合子的提取，这