能夠在細(xì)胞內(nèi)大量積累油脂的光合微藻是目前最有潛力的生物燃料來源之一。中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所代謝物組學(xué)團(tuán)隊(duì)在微藻的油脂積累和代謝機(jī)制方面進(jìn)行了系統(tǒng)深入的研究，實(shí)現(xiàn)了光合微藻代表性藻株——微擬球藻的油脂和生物質(zhì)的同時(shí)積累，相關(guān)成果6月6日在線發(fā)表于Algal Research。
目前對(duì)微藻積累油脂最常用的策略是通過營養(yǎng)限制條件下（最常見的是氮缺乏）產(chǎn)生的環(huán)境壓力促進(jìn)油脂積累，然而該策略的營養(yǎng)限制同時(shí)會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞生長(zhǎng)緩慢，生物質(zhì)的積累量較低，最終導(dǎo)致總油脂產(chǎn)量低下。因此獲得油脂和生物質(zhì)的同時(shí)積累是目前微藻生產(chǎn)生物燃料的重要挑戰(zhàn)之一。青島能源所代謝物組學(xué)團(tuán)隊(duì)的副研究員肖艷等發(fā)現(xiàn)微擬球藻在穩(wěn)態(tài)連續(xù)培養(yǎng)、沒有營養(yǎng)限制的氮充足條件下，可以通過調(diào)節(jié)光強(qiáng)處于光飽和區(qū)域，實(shí)現(xiàn)油脂和生物質(zhì)的同時(shí)積累。通過分析不同光強(qiáng)下微擬球藻的脂組和代謝組，發(fā)現(xiàn)高光條件下積累的油脂更有利于提高生物柴油的性能，而且在油脂積累過程中存在極性脂到中性脂的轉(zhuǎn)化以及滲透質(zhì)的減少。此外，在營養(yǎng)充足條件下，碳水化合物得到了大量的積累，其中含量最高的是海藻糖，占到總生物質(zhì)的7%-11%，可能作為壓力保護(hù)或能量存儲(chǔ)的物質(zhì)。元素分析表明，高光條件下微擬球藻的生物質(zhì)具有高的碳氮比和總熱值，更適合用作生物燃料。該研究工作的結(jié)果表明，光飽和誘導(dǎo)的油脂積累可能是比營養(yǎng)限制誘導(dǎo)油脂積累更好的光合微藻培養(yǎng)策略。
上述研究由研究員崔球和馮銀剛主持完成，獲得了所長(zhǎng)創(chuàng)新基金“一三五”專項(xiàng)、科技部“863”計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金委以及山東省優(yōu)秀中青年科學(xué)家科研獎(jiǎng)勵(lì)基金的支持。
論文信息：Yan Xiao, Jingtao Zhang, Jiatao Cui, Xingzhe Yao, Zhijie Sun,Yingang Feng* and Qiu Cui* (2015) Simultaneous accumulation of neutral lipidsand biomass in Nannochloropsis oceanica IMET1 under high light intensity andnitrogen replete conditions. Algal Res. 11, 55-62. (*Corresponding author)
圖示：氮源充足和不同光強(qiáng)條件下對(duì)微擬球藻的培養(yǎng)。（A）穩(wěn)態(tài)連續(xù)培養(yǎng)方式示意圖。（B）不同光強(qiáng)條件下培養(yǎng)管中的最終微擬球藻生長(zhǎng)情況。（C）不同光強(qiáng)下生物質(zhì)、油脂和中性脂的產(chǎn)率對(duì)比。HL，高光；ML，中光；LL，低光。
來源：中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所