科研动态

水生所揭示赤霉素3对异养佐夫色绿藻虾青素合成的调控机制

虾青素是一种紫红色脂溶性色素,属于酮式类胡萝卜素,具有抗氧化、抗癌、抗炎、治疗糖尿病、提高免疫力以及预防心血管疾病的功能,在食品、保健品、水产饲料以及医药等领域被广泛应用。佐夫色绿藻(Chromochloris zofingiensis)是虾青素的天然来源之一,因其能异养生长且生长速率与生物量产量远高于自养条件而受到广泛关注。虽然异养细胞中虾青素含量仅为干重的0.06%,低于自养细胞的0.5%,但由于同等培养时间的生物量产量较高,异养条件下虾青素产量高,异养生长的佐夫色绿藻生产虾青素具有较大的产业发展潜力。另一方面,佐夫色绿藻采用诱导条件生产虾青素会导致生物量急剧下降,这表明最佳培养模式仍然是产业开发的瓶颈。因此,增加生物质和虾青素含量对提高生产效率和经济效益至关重要。

中国科学院水生生物研究所毕永红研究员团队对赤霉素3GA3影响异养佐夫色绿藻生长和虾青素合成的作用机理进行了系统研究,发现在GA3诱导下,佐夫色绿藻生物量和虾青素产量分别达268.5 g/L0.34 g/L,比对照组高6%89%GA3改变了与碳代谢、脂质代谢、虾青素合成和ABC转运蛋白相关基因的转录水平。与虾青素生物合成相关的基因,如八氢番茄红素合成酶(PSY)、八氢番茄红素去饱和酶(PDS)、β-胡萝卜素羟化酶(CHYb)和β-胡萝卜素酮化酶(BKT),在GA3诱导下上调;碳代谢和脂代谢增强,导致底物消耗增加,NADPH生成增加,促进虾青素合成。该研究揭示了赤霉素3对异养佐夫色绿藻虾青素合成的调控机理,为推动异养佐夫色绿藻生产虾青素的产业化应用提供了理论依据和技术支持。该研究成果以“Regulation Mechanism of Gibberellic Acid-3 for Astaxanthin Biosynthesis in Heterotrophic Growing Chromochloris zofingiensis”为题在国际学术期刊Journal of Agricultural and Food Chemistry被选为内封面论文正式发表https://doi.org/10.1021/acs.jafc.4c05296)。

论文第一作者为水生所博士后陈桥红,毕永红研究员为通讯作者。本研究得到国家自然科学基金(No: 31971477)、国家重点研发计划(No:2020YFA0907402;No:2021YFC3200900)、国家资助博士后研究人员计划(No.GZC20232917)和武汉市知识创新专项曙光计划项目(No:2022020801020144)的资助。

== 实验室与学会 ==
  • == 实验室与学会 ==
  • 淡水生态与生物技术国家重点实验室
  • 中国科学院藻类生物学重点实验室
  • 农业部淡水养殖病害防治重点实验室
  • 武汉白暨豚保护基金会
  • 湖北省海洋湖沼学会
  • 中国动物学会原生动物学分会
  • 中国动物学会斑马鱼分会
  • 湖北省暨武汉动物学会
  • 中国水产学会鱼病学专业委员会
  • 中国鱼类学会
== 平台建设 ==
  • == 平台建设 ==
  • “一带一路”海域赤潮数据库
  • 国家水生生物种质资源库
  • 国家斑马鱼资源中心
  • 中国科学院淡水藻种库
  • 中国科学院武汉生命科学大型仪器区域中心
  • 湿地生态系统观测研究野外站联盟
  • 中国科学院水生生物研究所分析测试中心
  • 中国科学院超级计算武汉分中心
  • 水生生物博物馆
== 相关网站推荐 ==
  • == 相关网站推荐 ==
  • 中国科学院
  • 农业农村部
  • 科学技术部
  • 生态环境部
  • 国家自然科学基金委员会
  • 中国科学院武汉分院
  • 湖北省科学技术厅
  • 湖北省生态环境厅
  • 湖北省农业农村厅