雨生紅球藻中蝦青素的誘導(dǎo)機(jī)制的代謝組學(xué)研究.pdf

1、蝦青素具有極強(qiáng)的抗氧化活性功能，甚至比β-胡蘿卜素和維生素E的抗氧化活性還要高，因此在醫(yī)藥、化妝品、保健品、食品等方面都得到了廣泛的應(yīng)用。雨生紅球藻作為一種淡水藻類，是迄今為止發(fā)現(xiàn)的生物體內(nèi)合成和積累蝦青素含量最高的生物，并且在脅迫條件下可以刺激雨生紅球藻更快更高的合成和積累蝦青素；已經(jīng)用于研究的脅迫條件主要包括醋酸鹽脅迫、缺氮脅迫、高強(qiáng)度光照脅迫、鹽脅迫等等。
　　在本論文的研究中，我們?cè)O(shè)計(jì)了醋酸鈉(Ac)、亞鐵離子(Fe2+)

2、、高強(qiáng)度光照(HL)幾個(gè)脅迫條件以及幾個(gè)脅迫條件的組合，也就是醋酸鈉脅迫(Ac)、亞鐵離子脅迫(Fe2+)、高強(qiáng)度光照脅迫(HL)、醋酸鈉與亞鐵離子共同脅迫(Ac& Fe2+)、醋酸鈉與高強(qiáng)度光照共同脅迫(Ac& HL)、亞鐵離子與高強(qiáng)度光照共同脅迫(Fe2+&HL)、醋酸鈉與亞鐵離子與高強(qiáng)度光照共同脅迫(Ac& Fe2+&HL)，共7個(gè)脅迫條件，目的是研究這7個(gè)脅迫條件對(duì)雨生紅球藻的生物量的積累以及蝦青素的合成的影響作用。通過這7個(gè)脅

3、迫條件與正常條件的對(duì)比結(jié)果表明其中的亞鐵離子與高強(qiáng)度光照的共同脅迫對(duì)于雨生紅球藻細(xì)胞中的蝦青素的合成誘導(dǎo)作用最明顯。與此同時(shí)，為了研究雨生紅球藻在脅迫條件下誘導(dǎo)蝦青素合成的可能的機(jī)制我們還對(duì)所有條件進(jìn)行了基于GC-MS和LC-MS的代謝組學(xué)的研究，在優(yōu)化過的條件下分別檢測(cè)了93種和24種胞內(nèi)代謝物。其中，利用GC-MS檢測(cè)到了的93種代謝物作了WGCNA分析，分別在HL,Fe2+& HL, Ac&Fe2+& HL脅迫條件下得到了2個(gè)、1

4、個(gè)、1個(gè)與之高度相關(guān)的代謝物模塊，在Fe2+& HL條件下分析得到了一種關(guān)鍵代謝物-D-(+)阿卓糖。利用LC-MS檢測(cè)到的24種代謝物的信息我們分析得出了在Fe2+&HL條件下的3中關(guān)鍵代謝物，分別是谷氨酸(GLU)，α-酮戊二酸(AKG)和5-磷酸核酮糖(R5P)。
　　本研究首次將代謝組學(xué)的研究應(yīng)用于雨生紅球藻中生物量的積累和蝦青素的合成中去，同時(shí)也證明了在雨生紅球藻中利用代謝組學(xué)和代謝物網(wǎng)絡(luò)分析的方法研究有關(guān)蝦青素的合成及