寧大在利用雨生紅球藻生產(chǎn)蝦青素方面取得新進(jìn)展
天然蝦青素被譽(yù)為“超級(jí)抗氧化劑”，在醫(yī)藥、功能食品、保健品、化妝品和水產(chǎn)養(yǎng)殖等領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。雨生紅球藻是生產(chǎn)天然蝦青素的最佳來(lái)源。雨生紅球藻在逆境條件下積累蝦青素的同時(shí)往往會(huì)形成厚的次生細(xì)胞壁，后者嚴(yán)重阻礙蝦青素的提取和生物可利用度。培養(yǎng)大量積累蝦青素但不合成次生細(xì)胞壁的雨生紅球藻是解決這一問(wèn)題的有效方法。近日，寧波大學(xué)海洋學(xué)院植物生理生化研究團(tuán)隊(duì)在國(guó)際Top期刊《Bioresource Technology》(IF=11.4，JCR1區(qū)，中科院大小類1區(qū)TOP)上發(fā)表題目為“The combination of uridine and nitrogen-deprivation promotes the efficient formation of astaxanthin-rich motile cells inHaematococcus pluvialis”的研究論文。本研究中，作者發(fā)現(xiàn)缺氮脅迫不但能促進(jìn)雨生紅球藻在高光脅迫條件下積累更多蝦青素，還能使大約75%的細(xì)胞由于沒有合成次生細(xì)胞壁而保持游動(dòng)狀態(tài)。為了進(jìn)一步提高游動(dòng)細(xì)胞的比例，首先對(duì)缺氮處理后藻細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄組進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)大量基因的表達(dá)發(fā)生了顯著變化，例如蝦青素合成途徑基因被上調(diào)、甘露聚糖合成途徑基因表達(dá)下調(diào)、嘧啶合成途徑基因表達(dá)被上調(diào)。在課題組前期的研究中發(fā)現(xiàn)，薄壁的游動(dòng)細(xì)胞中的嘧啶類化合物含量顯著高于厚壁的不動(dòng)細(xì)胞，因此推測(cè)高含量的嘧啶可能會(huì)抑制次生細(xì)胞壁合成。然后往培養(yǎng)液中分別添加不同種類的嘧啶，發(fā)現(xiàn)缺氮條件下外源添加0.5 mM尿苷不但可以將游動(dòng)細(xì)胞的比例提高到95%，還能將蝦青素產(chǎn)量提高26%。這些游動(dòng)細(xì)胞不需要破壁處理，其蝦青素的提取效率就可以達(dá)到91%-95%，是厚壁細(xì)胞的5.6-9.0倍。游動(dòng)細(xì)胞也很容易被人工胃液和腸液消化?？傊狙芯刻岣吡艘环N聯(lián)合使用缺氮和外源尿苷來(lái)生產(chǎn)雨生紅球藻游動(dòng)細(xì)胞的方法，蝦青素的產(chǎn)量、提取效率和生物可利用度同時(shí)得到顯著提升。寧波大學(xué)海洋學(xué)院邢海亮博士研究生和孫雪研究員為本論文的共同第一作者，海洋學(xué)院胡朝陽(yáng)副教授為本文的通訊作者，寧波大學(xué)為唯一通訊單位。本研究獲得國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)博士后基金和寧波市重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃支持。論文鏈接：DOI:10.1016/j.biortech.2023.130150
