貧氮-富磷耦合誘導(dǎo)小球藻油脂積累及調(diào)控機(jī)制.pdf

1、本研究考察了不同氮磷耦合誘導(dǎo)模式（即富氮-富磷、貧氮-富磷、富氮-貧磷、貧氮-貧磷、貧氮-磷限制）對小球藻（Chlorella protothecoides）生物量及油脂積累的影響，并考察了最佳氮磷耦合誘導(dǎo)模式下小球藻細(xì)胞油脂高效富集的調(diào)控機(jī)制。結(jié)果表明，富氮-富磷耦合誘導(dǎo)模式下小球藻最大生物量為5.92 g/L，高于貧氮-富磷（2.99 g/L）、富氮-貧磷（2.38 g/L）、貧氮-貧磷（0.76 g/L）及貧氮-磷限制（2.81

2、g/L）耦合誘導(dǎo)模式的生物量；貧氮-貧磷模式下，小球藻最大油脂含量為55.8％，優(yōu)于富氮-富磷（22.17%）、貧氮-富磷（52.5%）、富氮-貧磷（32.77%）及貧氮-磷限制（53.7%）耦合誘導(dǎo)模式的油脂含量；貧氮-富磷模式下，最大油脂產(chǎn)率為224.14 mg/L/d，這一油脂產(chǎn)率分別是對照組、富氮-貧磷、貧氮-貧磷、貧氮-磷限制耦合誘導(dǎo)模式的1.19~3.70倍。這證實(shí)貧氮-富磷耦合模式是促進(jìn)小球藻（C. Protothecoi

3、des）細(xì)胞油脂積累的潛力誘導(dǎo)模式。
　　本文采用二維熒光差異凝膠電泳定量蛋白質(zhì)組學(xué)手段揭示貧氮-富磷耦合誘導(dǎo)模式下小球藻細(xì)胞油脂積累相關(guān)調(diào)控機(jī)制。采用貧氮-富磷耦合模式誘導(dǎo)的藻細(xì)胞中，鑒定出27個(gè)差異表達(dá)蛋白質(zhì)，包括8個(gè)下調(diào)蛋白和19個(gè)上調(diào)蛋白。根據(jù)代謝通路分析得出，糖酵解途徑中尿苷二磷酸-葡萄糖-6-脫氫酶和葡萄糖-1-磷酸腺苷轉(zhuǎn)移酶是貧氮-富磷耦合誘導(dǎo)模式下小球藻細(xì)胞油脂富集的關(guān)鍵調(diào)控因子，這兩種酶可催化細(xì)胞中的淀粉轉(zhuǎn)化為葡

4、萄糖，為糖酵解途徑的開始提供切入點(diǎn)；磷酸戊糖途徑（PPP）中表達(dá)上調(diào)的轉(zhuǎn)酮醇酶將五碳酮糖和醛糖轉(zhuǎn)化為七碳酮糖和3-磷酸甘油醛（G3P)；二磷酸核酮糖鹽羧化酶（RuBisCO）是提高卡爾文循環(huán)的關(guān)鍵酶，這種酶表達(dá)上調(diào)可以促進(jìn)3-磷酸甘油醛（G3P）進(jìn)入糖酵解途徑；蘋果酸脫氫酶（ME）表達(dá)上調(diào)能有效提高小球藻細(xì)胞油脂產(chǎn)率，可據(jù)此推測關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)調(diào)控的脂質(zhì)合成積累路徑；氮饑餓信號調(diào)控因子—硝酸還原酶（NR）是小球藻細(xì)胞油脂產(chǎn)率提高的潛在調(diào)控因子；