微藻被公認為第三代生物燃料的主要生產(chǎn)者。然而，微藻生物柴油產(chǎn)業(yè)化進程面臨效率與成本的雙重挑戰(zhàn)，其核心瓶頸在于缺乏兼具高效能、高產(chǎn)性及強抗逆性的藻株。為了解決這一問題，本研究探討了在微藻中參與過氧化物酶體形成的關(guān)鍵基因—Peroxin 11（PEX11）的作用。該基因廣泛參與過氧化物酶體（與脂質(zhì)代謝及脅迫響應(yīng)密切相關(guān)的氧化細胞器）的形成過程。本研究旨在通過構(gòu)建PEX11-1過表達藻株，系統(tǒng)解析PEX11在斜生柵藻（Tetradesmus obliquus）脂質(zhì)累積與鹽脅迫響應(yīng)中的潛在功能機制。研究表明，與多數(shù)報道一致，PEX11-1定位于過氧化物酶體，可能參與調(diào)控微藻過氧化物酶體的增殖過程。過表達PEX11-1通過調(diào)控活性氧水平、脂質(zhì)合成相關(guān)基因表達及碳前體物質(zhì)再分配，顯著促進脂質(zhì)積累—過表達藻株的中性脂含量提升2-3倍，脂質(zhì)產(chǎn)量達到284.4 mg L-1，細胞生物量提升至902.3 mg L-1。值得注意的是，鹽脅迫條件下轉(zhuǎn)化株單位細胞的中性脂含量較野生型提升近4倍。此外，PEX11-1過表達抑制了脂滴參與膜重塑與細胞分裂過程，從而降低了斜生柵藻的鹽脅迫耐受性。綜上，本研究闡明了PEX11在微藻脂質(zhì)代謝中的關(guān)鍵調(diào)控作用，為通過基因工程創(chuàng)造高產(chǎn)脂藻株提供了新思路。
西北大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 薛姣課題組
原文鏈接：Effect of peroxisome proliferation and salt stress on enhancing the potential of microalgae as biodiesel feedstock
