近日,我课题组微藻研究团队在Marine Drugs期刊在线发表题为“Differences between Motile and Nonmotile Cells of Haematococcus pluvialis in the Production of Astaxanthin at Different Light Intensities”(雨生红球藻运动细胞和不动细胞在不同光强下虾青素生产的差异研究)的研究论文,调查了雨生红球藻绿色运动细胞和不动细胞在红色诱导阶段不同光强下胁迫积累虾青素的情况,表明了运动细胞和不动细胞在虾青素积累上存在显著差异,证明了虾青素含量的增长与细胞大小的密切相关,并且两者均受到光强的显著影响。此外,该研究进一步揭示了雨生红球藻的营养细胞类型对虾青素积累的重要性。
虾青素是一种高价值的红色酮类胡萝卜素,主要来源于海洋,具有强大的抗氧化能力和抗炎作用。作为预防氧化应激相关疾病的有希望的药物之一,虾青素近年来在基础和临床研究领域受到广泛关注。天然虾青素广泛存在于各种微生物和海洋动物中。其中,微藻雨生红球藻(Chlorophyceae,Volvocales)被认为是天然虾青素商业化生产的最佳天然资源。
课题组微藻团队利用雨生红球藻细胞转化培养技术,围绕雨生红球藻运动细胞和不动细胞的生理生化特点及其对光的敏感性进行研究。研究确定了雨生红球藻不动细胞更有利于形成富含虾青素的大囊肿。不同光照强度对虾青素积累和囊肿增大的影响证实,光照强度越高,红色色素沉着越快,虾青素在细胞内积累的量越大,形成的囊肿越大。此外,不动细胞比运动细胞具有更强的耐受性,使其在光氧化应激条件下可以应对并存活。这些结果进一步表明了使用不动细胞作为红色阶段胁迫诱导生产虾青素的主要细胞类型将有助于改善现有的雨生红球藻虾青素的生产方法,从而实现虾青素产量的提高和生产的稳定性,同时为进一步揭示雨生红球藻独特的生存策略提供了依据。
图1 雨生红球藻运动细胞与不动细胞在生物量浓度、虾青素浓度及虾青素含量上的差异
图2 雨生红球藻运动细胞与不动细胞在不同光强下的细胞形态学变化
课题组的李峰博士生为成果的第一作者,蔡明刚教授为通讯作者,广东海洋大学黄翔鹄教授,厦门大学海洋与地球学院柯宏伟助理教授,福建省海洋化学与应用技术重点实验室郑雪红高级工程师、陈丁老师和王春卉老师,厦门海洋职业技术学院王俊博士,厦门大学海洋与地球学院本科生林明伟、吴少婷和安宇为成果的共同完成人。成果获得了厦门市海洋经济发展专项资金项目(14CZP035HJ09),厦门市科技项目(3502Z20031086和3052Z20123004),厦门大学海洋科学基地科研培训和科研能力提升项目(J1210050),厦门大学本科生创新创业培训计划项目(2016X0619)以及海洋公益产业科学研究专项资金(201305016)的资助。
全文链接:https://www.mdpi.com/1660-3397/17/1/39
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