寧大在利用雨生紅球藻生產(chǎn)蝦青素方面取得新進展
天然蝦青素被譽為“超級抗氧化劑”，在醫(yī)藥、功能食品、保健品、化妝品和水產(chǎn)養(yǎng)殖等領域都有廣泛應用。雨生紅球藻是生產(chǎn)天然蝦青素的最佳來源。雨生紅球藻在逆境條件下積累蝦青素的同時往往會形成厚的次生細胞壁，后者嚴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胞壁的雨生紅球藻是解決這一問題的有效方法。近日，寧波大學海洋學院植物生理生化研究團隊在國際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%的細胞由于沒有合成次生細胞壁而保持游動狀態(tài)。為了進一步提高游動細胞的比例，首先對缺氮處理后藻細胞的轉錄組進行分析，發(fā)現(xiàn)大量基因的表達發(fā)生了顯著變化，例如蝦青素合成途徑基因被上調、甘露聚糖合成途徑基因表達下調、嘧啶合成途徑基因表達被上調。在課題組前期的研究中發(fā)現(xiàn)，薄壁的游動細胞中的嘧啶類化合物含量顯著高于厚壁的不動細胞，因此推測高含量的嘧啶可能會抑制次生細胞壁合成。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細胞的比例提高到95%，還能將蝦青素產(chǎn)量提高26%。這些游動細胞不需要破壁處理，其蝦青素的提取效率就可以達到91%-95%，是厚壁細胞的5.6-9.0倍。游動細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生產(chǎn)雨生紅球藻游動細胞的方法，蝦青素的產(chǎn)量、提取效率和生物可利用度同時得到顯著提升。寧波大學海洋學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，海洋學院胡朝陽副教授為本文的通訊作者，寧波大學為唯一通訊單位。本研究獲得國家自然科學基金、中國博士后基金和寧波市重點研發(fā)計劃支持。論文鏈接：DOI:10.1016/j.biortech.2023.130150
