微藻被公認(rèn)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(jìn)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(qiáng)抗逆性的藻株。為了解決這一問(wèn)題，本研究探討了在微藻中參與過(guò)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(guò)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(xì)胞器）的形成過(guò)程。本研究旨在通過(guò)構(gòu)建PEX11-1過(guò)表達(dá)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(jī)制。研究表明，與多數(shù)報(bào)道一致，PEX11-1定位于過(guò)氧化物酶體，可能參與調(diào)控微藻過(guò)氧化物酶體的增殖過(guò)程。過(guò)表達(dá)PEX11-1通過(guò)調(diào)控活性氧水平、脂質(zhì)合成相關(guān)基因表達(dá)及碳前體物質(zhì)再分配，顯著促進(jìn)脂質(zhì)積累—過(guò)表達(dá)藻株的中性脂含量提升2-3倍，脂質(zhì)產(chǎn)量達(dá)到284.4 mg L-1，細(xì)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(xì)胞的中性脂含量較野生型提升近4倍。此外，PEX11-1過(guò)表達(dá)抑制了脂滴參與膜重塑與細(xì)胞分裂過(guò)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(guò)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
