强光照对雨生红球藻合成虾青素的影响

在不同的光照强度下研究了雨生红球藻细胞内虾青素的合成与初级代谢的关系.在强光(HL)和中等强度(ML)的光照条件下,雨生红球藻细胞内1,5-二磷酸核酮糖羧化酶 (Rubisco)和硝酸还原酶(NR)的活性第1天大幅度提高,2天后又迅速下降.与此同时,硝酸盐浓度也快速降低.当虾青素在第4天(HL)和第6天(ML)开始合成时, HL中Rubisco和NR活性以及NO3-浓度分别下降了75.5%,71.5% 和96.2%,而ML中则下降了76.5%,74.7% 和94.3%.相比之下,在低光照(LL)条件下,实验结束时三个指标仅下降了25.9%,29.8% 和56.8%,细胞中没有虾青素积累.结果表明强光提高了Rubisco 和 NR活性,导致硝酸盐浓度迅速降低而最终又抑制了这两种酶的活性,造成雨生红球藻光合作用效率下降即"碳饥饿".在此状态下,为了生存,细胞内合成虾青素的相关基因被激活,藻细胞开始合成并积累虾青素.     

雨生红球藻内生蓝藻的发现及其生理生化特性的初步研究

首次在单细胞绿藻-雨生红球藻(Haematococcus pluvialis)中发现并分离出一株内生蓝藻,形态学观察其与色球藻属细胞极为相似.初步的生理生化实验结果表明:与以往发现的蓝藻不同,该内生蓝藻对光照非常敏感,在弱光(800lx)和中等强度(2500lx)的光照条件下,细胞形态、光合色素组成比例、吸收和荧光发射...     

分散性多糖分散绿藻Chroococcidiorella tianjinensis促进其生长和脂类合成的研究北大核心CSCD

微藻是生产生物柴油的重要原料,其培养过程中需要通气和机械搅拌使藻细胞分散,由此提高了培养成本。为降低培养成本,文章采用分散性多糖(DPS)静置培养绿藻。实验结果表明:浓度为0.3 g/L的DPS即能使藻细胞浓度为3 g/L的绿藻培养液均匀分散,使绿藻的生物量和脂类产量比不添加DPS时分别提高49.30%和81.18%;在DPS浓度为0.3 g/L的基础上添加葡萄糖、乙酸钠和碳酸氢钠3种碳源能够进一步促进绿藻的生长,3种碳源的最佳添加浓度分别为30,3.5,1 g/L;在3种碳源的最佳添加浓度下,与不添加碳源添加DPS的培养相比,绿藻的生物量分别提高了122.36%,57.88%和22.55%,脂类含量分别提高了18.00%,23.09%和10.44%,且适合生产优质生物柴油的不饱和脂肪酸C18-0和C18-1的含量也显著提高。     

红发夫酵母细胞内蛋白质、脂肪酸与虾青素合成关系的研究

为研究红发夫酵母细胞内虾青素合成与蛋白质和脂肪酸代谢之间的关系,实验测定了发酵过程中蛋白质、脂肪酸和虾青素含量的变化。实验结果表明:红发夫酵母细胞内蛋白质的含量在整个发酵周期内变化非常显著,在0～16h(延滞期)和58～76h(指数生长后期)上升,而在16～58h(指数期)和76～124h(稳定期后期)下降。脂肪酸的含量变化趋势与蛋白质的基本相似,但是在稳定期表现出先快速上升然后迅速下降的变化特征。相比之下,虾青素含量的变化规律与蛋白质和脂肪酸相反。上述变化规律表明红发夫酵母细胞内虾青素的合成与蛋白质和脂肪酸的代谢密切相关。在延滞期和稳定前期蛋白质和脂肪酸的快速合成会减少流向虾青素合成方向的碳通量,使虾青素含量减少;而在稳定期后期底物耗尽出现碳饥饿时,蛋白质和脂肪酸的降解又为虾青素的进一步合成提供了碳骨架,提高了虾青素的含量。     

雨生红球藻合成虾青素过程中分泌铵离子的研究

雨生红球藻在在缺氮(NF)的条件下,随着虾青素的合成,肽链内切酶(EP)的活性上升而蛋白质含量下降,天冬酰氨酸含量在前4天增加然后又减少,铵离子浓度则持续上升。相比之下,在氮充足(NR)的培养液中,藻细胞不合成虾青素,蛋白质和天冬酰氨酸的含量以及EP的活性基本稳定,培养液中也没有检测到铵离子。上述结果表明:①降解的蛋白质为虾青素的合成提供了碳源,②EP参与了蛋白质的降解反应,③为避免铵离子的毒害作用,蛋白质降解所产生的部分氨临时贮存在天冬酰氨酸中,而其余的则分泌到细胞外。     

盐胁迫诱导雨生红球藻合成虾青素的机理

为研究盐胁迫诱导雨生红球藻合成虾青素的机理,分析了在添加氯化钠(HS)和未添加氯化钠(CK)的培养液中,细胞内氮和碳代谢的变化。结果表明:HS中硝酸还原酶(NR)和1,5-二磷酸核酮糖羧化酶(Rub isco)活性迅速下降。虾青素在第4天开始合成时,二者分别降至初始值或最高值的46.5%和25.7%。相比之下,在对照(CK)中,NR和Rub isco活性仍然很高,仅下降了26.1%和25.6%,细胞内没有虾青素积累。上述数据表明盐胁迫条件下NR活性被抑制,细胞内氮源供应不足(氮饥饿)并进一步抑制了Rub isco的合成,导致CO2固定量减少(碳饥饿)。为了生存,藻细胞开始合成虾青素。     

一株蓝藻内生真菌的鉴定及其产物抑菌活性

从色球藻（蓝藻）的原生质体中分离出一株内生真菌DT06。形态学鉴定结果表明该真菌属于头孢属Cephalosporium,ITS测序结果显示该菌株与Simplicillium lanosoniveum(=Cephalosporium lanosoniveum)的同源性为98%,但菌株DT06的分生孢子及菌落颜色与S.lanosoniveum不同,因此DT06是S.lanosoniveum的变种,定名为Simplicillium lanosoniveum var.tianjinienssQ.L.Dong。模式标本保存在中国科学院微生物研究所菌物标本馆（HMAS）。活体模式菌种保藏在中国普通微生物菌种保藏中心（CGMCC）。进一步的实验结果表明：该真菌能产生对革兰阳性细菌有很强抑制作用的活性物质,并且该物质的合成与细胞生长部分偶联,沙保培养基有利于其抑菌物质的合成。     

低氮促进红发夫酵母合成虾青素机理的研究

培养基中初始氮(硫酸铵)浓度对红发夫酵母虾青素合成有明显的影响,低氮能够促进红发夫酵母合成虾青素.运用代谢通量分析的方法,定量分析不同氮浓度下红发夫酵母的中心碳代谢表明:生成乙酰辅酶A的反应的通量与合成虾青素反应的通量正相关,并且这两个通量都随培养基中初始氮浓度的降低而升高.这说明乙酰辅酶A是红发夫酵母合成虾青素的一个限制因素.进一步测定红发夫酵母丙酮酸代谢相关酶的活性表明:参与丙酮酸脱氢酶旁路的两种酶--乙醛脱氢酶和乙酰辅酶A合成酶在红发夫酵母中的活性极低;然而,柠檬酸裂解酶的活性较高,并且与红发夫酵母虾青素的合成明显呈正相关.该结果说明,柠檬酸裂解反应决定着红发夫酵母细胞质中乙酰辅酶A的供给,从而显著影响着其虾青素的合成.低氮条件能够提高柠檬酸裂解酶的活性和限制蛋白质的合成,从而增加乙酰辅酶A的供给,促进红发夫酵母合成虾青素.     

真菌Simplicillium lanosoniveum所产多糖分散性研究

对蓝藻共生真菌Simplicillium lanosoniveum(DT06)胞外多糖的分散性和生物可利用性进行研究。通过醇沉法提取DT06胞外多糖,并检测多糖溶液分散性对pH、温度及离子的稳定性;采用接种不同的微生物于平板培养基的方法来考察多糖的微生物可利用性。结果表明,DT06多糖对物质颗粒和微生物细胞具有良好的分散性,尤其是对微藻细胞的分散性最为突出:0.3 g/L的多糖能够使4.0 g/L的绿藻细胞(干重)均匀分散长达2周。DT06多糖的分散性在pH4~10、温度(4~30)℃以及K_2HPO_4、Na_2SO_4、NaCl和KCl存在的条件下保持稳定,但被较高浓度的Ca~(2+)、Mg~(2+)和Li~+抑制。这3种离子抑制50%分散性的浓度分别为1、10、50 mmol/L。此外,DT06多糖不能被酿酒酵母、大肠杆菌及枯草芽孢杆菌降解而只能被黑曲霉和淡紫拟青霉缓慢代谢。由于微藻是生物柴油的原料,因此DT06多糖独特的分散性和低生物可利用性使其在食品、化妆品及制药以及生物柴油等领域具有潜在的应用价值。