组合处理对新型斜生栅藻(Scenedesmus obliqast)积累虾青素的研究

作者：凌善锋; 韩佳祥; 项智锋; 蔡刘新; 陆冬平; 张赢

来源：生物技术, 2020, 30(03): 285-294.

DOI：10.16519/j.cnki.1004-311x.2020.03.0046

• 斜生栅藻新藻种
• 组合处理
• 协同效应
• 虾青素
• 分子机制

[目的]研究20μmol/L褪黑素和0.2 mg/L水杨酸(SA)组合3.0 mg/L茉莉酸甲酯等组合处理诱导新型斜生栅藻协同促进积累虾青素的效应。[方法]在优化和改良的BG11培养基中培养,营养细胞培养阶段用一系列平行的40.0W红光灯管和1.2 m长28.0 W蓝光灯管照射藻液(总光照强度为252μmol·m-2s-1),连续培养至对数生长期,每天震荡摇动培养物2次,防止黏壁。对数生长期1 d后,通过1.2 m长蓝光灯管+高光强+氮饥饿+51.8 g/L葡萄糖和20.0 g/L木糖,进行生物量发酵和诱导部分虾青素,继续培养3 d(方案1),然后在广泛诱导阶段,分步提高光照强度高约555μmol·m-2s-1后,培养3 d(方案2),继续光照,再通过2μmol/L褪黑素组合3.0 mg/L茉莉酸甲酯加0.2 mg/L水杨酸诱导获得虾青素,继续培养5 d(方案3)。[结果]3个处理方案均能轻微促进斜生栅藻细胞密度的增加,最大生物量达到0.91×106个/mL强度。方案3处理组藻细胞内SA含量适度提升为1.0 mmol/L,藻体内虾青素含量为9.6%,显著高于对照组(P <0.05)。运用荧光定量PCR分析表明:经过方案3处理后,斜生栅藻新藻种(Scenedesmus obliqast)体内ipi、psy、crtR-b基因的表达量分别为对照的15.60、16.20、19.68倍,均有显著差异(P <0.05)。尤其是lyc基因的表达量为对照的31.20倍,达到差异极显著(P <0.01)。从方案1到方案3,bkt、zds和pds基因的表达量逐渐增加,但不明显(P> 0.05)。[结论]方案3的组合处理能使藻细胞内积累适度提升的水杨酸信号分子,适度提升的胞内SA含量就显著促进了虾青素的增长,而且组合处理协同调控7种关键酶基因表达。因此,2μmol/L褪黑素组合0.2 mg/L水杨酸加3.0 mg/L茉莉酸甲酯等诱导是非常有效的。

• 单位
  荆楚理工学院; 生物工程学院