外源褪黑素对缺氮胁迫下单针藻Monoraphidium sp. QLY-1中油脂合成的影响

以单针藻Monoraphidium sp. QLY-1为研究对象,研究了外源褪黑素(MT)对缺氮条件下单针藻生物量、油脂含量、碳水化合物及蛋白质含量、活性氧(ROS)和丙二醛(MDA)含量以及3种主要抗氧化酶(超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT))活性的影响。结果表明:在外源MT的处理下,藻细胞中油脂含量是对照组的1. 22倍,最高达到51. 38%;蛋白质和碳水化合物含量分别从20. 82%和37. 69%下降到14. 73%和25. 24%;此外,MT的添加降低了藻细胞内ROS和MDA的含量,上调了3种抗氧化酶活性,从而缓解了藻细胞在缺氮条件下导致的氧化性损伤。说明外源MT在缺氮条件下进一步促进单针藻中油脂的积累与调控ROS含量以及抗氧化酶活性有关,为提高微藻中油脂的合成提供了一种新的策略。     

褪黑素对雨生红球藻虾青素和油脂合成的影响

以雨生红球藻(Haematococcus pluvialis) LUGU为对象,研究了高光照联合缺氮条件下,外源添加褪黑素(melatonin,MLT)对H. pluvialis生物量、虾青素积累量、油脂含量以及与虾青素、油脂合成相关酶基因表达量的影响。结果显示:缺氮胁迫、联合高光诱导条件下,外源添加10μmol/L MLT,虾青素积累量显著提高,最大虾青素积累量可达32. 37 mg/g,是对照组的2. 25倍;藻细胞内油脂的含量达到42. 84%,为对照组的1. 21倍。虾青素合成关键酶基因bkt及油脂合成关键酶基因fad的表达量均出现不同程度的上调。此外,研究了外源MLT对细胞内活性氧(ROS)水平的影响以及相关抗氧化酶的活性变化规律。ROS水平受到抑制,虾青素合成相关的抗氧化酶SOD、CAT和POD活性增强。研究表明,在高光照联合缺氮胁迫条件下,外源添加MLT有利于雨生红球藻积累虾青素,为强化虾青素的生物合成提供了理论依据。     

胁迫条件下褪黑素诱导雨生红球藻虾青素合成

雨生红球藻(Haematococcus pluvialis)在胁迫条件下可大量积累虾青素,已成为天然虾青素的主要来源。通过解析外源褪黑素(Melatonin,MLT)调控雨生红球藻在缺氮联合高光照胁迫条件下的防御效应,以期建立虾青素高效合成的技术体系。结果表明,胁迫条件下外源MLT的诱导显著促进了虾青素的积累,最高质量分数达到32.37 mg/g,较对照组增加了2.25倍。此外,外源MLT提高了胞内NO和丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)的含量,同时上调了虾青素合成关键酶基因dxs和chy的表达水平。研究表明,外源MLT诱导高光缺氮胁迫下雨生红球藻中虾青素的高效合成可能与MLT调控藻细胞内的NO、MAPK含量和虾青素合成关键酶基因dxs和chy的表达水平相关。     

比较转录组解析氮限制对微藻Ankistrodesmus sp.HJ12油脂和淀粉积累的分子调控机制

为明确微藻油脂与淀粉代谢过程中是否存在相互竞争与转化关系,以微藻Ankistrodesmus sp.HJ12为实验材料,对不同氮浓度培养条件下的微藻Ankistrodesmus sp.HJ12生物量、油脂含量和淀粉含量进行测定,并进行比较转录组研究,探讨其油脂和淀粉积累相关影响及分子调控机制。结果表明：氮浓度对该藻株油脂和淀粉积累具有显著影响,且油脂与淀粉积累呈显著负相关关系;培养基中添加氮源时,微藻Ankistrodesmus sp.HJ12油脂含量显著高于无氮源条件,油脂含量最高时的氮浓度为7.6 mmol/L;无氮源时,其淀粉含量最高;比较转录组研究发现,促进微藻Ankistrodesmus sp.HJ12油脂积累的主要因素可能是脂肪酸合成途径、糖酵解途径与淀粉分解代谢途径的增强,为脂肪酸的合成提供了更多的乙酰-CoA和碳源,从而促进了脂肪酸的合成;挖掘得到4个调控脂质合成代谢的关键基因ACACA、α-AMY、PDC和adh,采用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)验证基因表达差异变化,结果与转录组分析差异一致。研究结果可为进一步了解微藻脂质合成代谢的分子机制提供一定的参考,同时...     

甜菜碱对单针藻Monoraphidium sp.QLY-1油脂积累的影响

为提高单针藻Monoraphidium sp.QLY-1的生物量和油脂产量,本文结合两阶段策略,即异养-光诱导培养方法,研究甜菜碱(GB)对单针藻QLY-1生长和油脂积累的影响。结果表明,异养、自养的微藻生物量分别为(5.54±0.22)、(0.878±0.12)g/L,且异养比自养提高了5.3倍。此外,在光胁迫下,添加5 mmol/L甜菜碱时可有效提高微藻的油脂含量,其油脂含量(47.37%±2.93%)相比对照(36.68%±1.34%)提高了0.29倍(p0.05)。进一步的研究表明,与对照相比,添加5 mmol/L甜菜碱时,藻细胞中性脂增加了12.83%±0.75%,对藻细胞内脂肪酸组成无显著性影响。研究表明,甜菜碱作为一种外源诱导子可有效促进微藻细胞中油脂积累,甜菜碱结合两阶段法可作为促进微藻细胞油脂积累的另一策略。     

缺氮胁迫下生长素对普通小球藻生长及油脂积累的影响北大核心CSCD

以普通小球藻为研究对象,在氮缺乏条件下分别添加天然生长素吲哚乙酸(IAA)、人工合成生长素萘乙酸(NAA)及2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D),研究了不同生长素添加量下普通小球藻的生长特征、油脂积累及藻油脂肪酸组成。结果表明:最佳的生长素添加量分别为IAA 1.0 mg/L、NAA 2.5 mg/L、2,4-D 1.0 mg/L;在IAA、NAA、2,4-D最佳添加量下,普通小球藻最高生物量分别为158、159、164 mg/L,是单一缺氮(ND)培养下生物量的1.27、1.28、1.32倍,与整个培养周期前8 d正常培养(BG11)下的微藻生物量相比无显著性差异,生长素有效抵消了缺氮胁迫对生物量的负面影响;在IAA、NAA、2,4-D最佳添加量下,普通小球藻最大总脂含量分别是BG11培养条件下的1.72、1.64、1.74倍,最大总脂产量分别为61.38、58.83、64.22 mg/L,是BG11组的1.49、1.43、1.56倍,而ND组最大总脂产量低于BG11组;在最佳生长素添加量下,普通小球藻细胞内最大甘油三酯含量分别为27.97%、25.66%、33.21%,最大甘油三酯产量分别为44.19、40.80、54.46 mg/L,均明显高于BG11组;C16~C20脂肪酸成分分别占总脂肪酸的71.99%、73.75%、84.81%。研究表明,缺氮胁迫下3种生长素对普通小球藻生长及油脂合成具有明显促进作用,其中2,4-D效果最佳。     

蛋白核小球藻不同生长阶段油脂和脂肪酸组成的分析

目的:本文通过观察蛋白核小球藻油脂含量及其脂肪酸组成随培养期变化的规律,增加对小球藻油脂代谢机理的了解。方法:收集不同生长时期的蛋白核小球藻藻细胞,采用Folch法和气相色谱法对其在不同生长阶段的总脂含量和脂肪酸组成进行测定。结果:随培养期的延长,油脂含量呈现逐渐上升的趋势,其中缺氮胁迫阶段油脂总含量最高达到细胞干重的21.18%,是对数生长期的1.54倍,稳定期的1.32倍;气相色谱分析结果表明,各个阶段中不饱和脂肪酸的含量均高于饱和脂肪酸,其中缺氮胁迫阶段多不饱和脂肪酸含量最高,占总脂含量的35.90%,其中以油酸C18∶1和亚油酸C18∶2含量较高。结论:缺氮胁迫处理有利于蛋白核小球藻总脂含量的增加和多不饱和脂肪酸的积累,提高了蛋白核小球藻的油脂质量。     

两步培养法提高栅藻的生物量及油脂含量

采用两步法培养栅藻,即在低光强-含氮条件下,培养栅藻至稳定期积累生物量,然后将栅藻转移至高光强-缺氮培养基中积累油脂。结果表明:在低光强-含氮培养基BG11(+N)条件下,适宜栅藻生长的低光强为2 000~2 400 lx,培养期为10 d;转高光强-缺氮培养基BG11(-N)条件下培养,适宜栅藻积累油脂的高光强为6 000~6 500 lx,培养期为6 d。利用两步法培养栅藻,其生物量可达(0.957±0.126)g/L,油脂含量可达(23.35±0.2)%。两步法培养栅藻的生物量和油脂含量分别比常规单步法培养(10 d)的提高了35.74%和近1倍。     

基于高通量培养的胶球藻C-169生物量和油脂积累能力的快速评价

本研究利用CO_2培养箱内48孔板振荡光照培养专利设计的微藻高通量培养体系,结合细胞组学技术,系统评价了氮源和盐度梯度下胶球藻C-169细胞的生长速率、生物量浓度和油脂积累能力。结果表明,该培养体系的均一性和稳定性良好,可实现微藻的高通量及多处理培养。富氮培养基可显著提高胶球藻C-169的细胞生长速率和生物量浓度,缺氮培养基显著驱动了细胞积累中性脂。在含1/4氮的培养基中藻细胞的生物量浓度是4倍氮培养基中的25%,而中性脂含量(平均荧光强度表示)则高达后者的16倍以上。在0~15‰盐度范围内胶球藻C-169的生长状况良好且无显著差异(p0.05),15‰以上盐度藻细胞生长受到明显抑制。10‰盐度下中性脂含量(以平均荧光强度表示)显著高于所有其他组(p0.05),说明该盐度有利于驱动细胞积累中性脂。     

抗氧化剂耦合非生物胁迫调控微藻油脂和类胡萝卜素合成的研究进展北大核心CSCD

微藻代谢物产率低的问题制约了微藻的产业化发展,近年来利用抗氧化剂耦合非生物胁迫成为有效解决微藻代谢物产率低的方法之一。为了对微藻在非生物胁迫条件下高效合成油脂和类胡萝卜素提供新的思路,综述了抗氧化剂耦合非生物胁迫调控微藻合成油脂和类胡萝卜素的研究进展,并进一步分析了抗氧化剂调控次级代谢产物合成和微藻细胞抗性的作用机制。抗氧化剂可通过调控微藻细胞内氧化还原平衡、信号转导和相关基因的转录水平,维持微藻生长,促进代谢产物的积累,并缓解氧化损伤。