能夠在細胞內(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。中國科學院青島生物能源與過程研究所代謝物組學團隊在微藻的油脂積累和代謝機制方面進行了系統(tǒng)深入的研究，實現(xiàn)了光合微藻代表性藻株——微擬球藻的油脂和生物質(zhì)的同時積累，相關(guān)成果6月6日在線發(fā)表于Algal Research。
目前對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)境壓力促進油脂積累，然而該策略的營養(yǎng)限制同時會導致細胞生長緩慢，生物質(zhì)的積累量較低，最終導致總油脂產(chǎn)量低下。因此獲得油脂和生物質(zhì)的同時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團隊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)光強處于光飽和區(qū)域，實現(xiàn)油脂和生物質(zhì)的同時積累。通過分析不同光強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%，可能作為壓力保護或能量存儲的物質(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，光飽和誘導的油脂積累可能是比營養(yǎng)限制誘導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，獲得了所長創(chuàng)新基金“一三五”專項、科技部“863”計劃、國家自然科學基金委以及山東省優(yōu)秀中青年科學家科研獎勵基金的支持。
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條件下對微擬球藻的培養(yǎng)。（A）穩(wěn)態(tài)連續(xù)培養(yǎng)方式示意圖。（B）不同光強條件下培養(yǎng)管中的最終微擬球藻生長情況。（C）不同光強下生物質(zhì)、油脂和中性脂的產(chǎn)率對比。HL，高光；ML，中光；LL，低光。
來源：中國科學院青島生物能源與過程研究所