類胡蘿卜素細(xì)胞工廠——杜氏藻養(yǎng)殖研究進(jìn)展

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1、萬方數(shù)據(jù)第28卷第4期20lO年Io月海洋科學(xué)進(jìn)展ADVAN(:ESINMARINESCIENCEV01.28No.40ctober。2010類胡蘿卜素細(xì)胞工廠——杜氏藻養(yǎng)殖研究進(jìn)展牟春琳,郝曉華,劉鑫,陳喜文,陳德富’(南開大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院分子遺傳學(xué)研究室,天津300071)摘要:杜氏藻是目前生產(chǎn)天然p胡蘿卜素最好的商品化微藻,其p胡蘿卜素含量最高達(dá)細(xì)胞干重的14%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。此外,通過紫外線或化學(xué)誘變劑處理,也能獲得用來生產(chǎn)八氫番茄紅素、番茄紅素、葉黃素和玉米黃素等其他類胡蘿h素突變株。為使杜氏藻類胡蘿卜素商

2、業(yè)開發(fā)順利進(jìn)行,分析光、溫度、pH值、營養(yǎng)、天敵等養(yǎng)殖條件對杜氏藻生長和類胡蘿卜素積累的影響;比較大型開放池、循環(huán)池,回旋池,級聯(lián)池、大罐、異養(yǎng)發(fā)酵罐及封閉式光合反應(yīng)器等養(yǎng)殖方式的利弊;同時,總結(jié)培養(yǎng)液再循環(huán)、藻體采集、藻泥干燥、類胡蘿卜素提取等藻體采收的有益經(jīng)驗(yàn)。關(guān)鍵詞:類胡蘿卜素;杜氏藻;鹽藻;p胡蘿h素;微藻生物技術(shù)中圖分類號:Q949.21文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1671—6647(2010)04一0554一09杜氏藻(D“卵口£iPz如)屬于綠藻門綠藻綱團(tuán)藻目杜氏藻科杜氏藻屬,人們熟知的D.s口zi靠口(

3、鹽藻)、D.施rd口叫iZ(巴氏藻)、D.£P(guān)心ioZPc£n、D.p“仇oZPff口、D.講r澍is、D.良o(jì)f“紀(jì)£n、D.nfidop^vZ口、D.加r拋和D.mPd沱均屬杜氏藻[1]。杜氏藻細(xì)胞由于沒有堅硬細(xì)胞壁,滲透壓的改變對其形狀或體積影響巨大盟]。杜氏藻是目前已知真核生物中最耐鹽的生物,能在5.5mol/L飽和鹽濃度中生存,其耐鹽機(jī)制被認(rèn)為是通過調(diào)節(jié)自身細(xì)胞內(nèi)甘油濃度來實(shí)現(xiàn)的[3]。在高鹽環(huán)境中生長時,細(xì)胞內(nèi)的甘油含量將超過細(xì)胞濕重的50%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)),以此補(bǔ)償細(xì)胞內(nèi)外的滲透壓差,同時為酶提供“合適的

4、溶質(zhì)”以防止酶的失活或抑制Ⅲ。除“補(bǔ)償”機(jī)制外,最近有人還提出了其他耐鹽機(jī)理,即在高鹽生境下,杜氏藻可依靠氧化還原作用驅(qū)動鈉泵移除Na“5

5、,或增強(qiáng)光合過程中的C0。同化率以應(yīng)對高鹽環(huán)境[61。杜氏藻細(xì)胞中含有一個被淀粉粒包裹成中央淀粉核的、富含葉綠素a和葉綠素b的杯狀葉綠體[7‘。在高光、高溫、高鹽濃度或營養(yǎng)不足的生境條件下,杜氏藻積累大量類胡蘿卜素,如p胡蘿卜素,并以微滴形式儲藏在葉綠體中,以防止葉綠素受到損傷[8]。鹽藻細(xì)胞中p胡蘿卜素含量可達(dá)細(xì)胞干重的14%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))【9j,因此它已成為商業(yè)化生產(chǎn)天然p胡

6、蘿卜素的最好藻種n?。澳大利亞、美國和中國等國家已利用其來大規(guī)模生產(chǎn)天然仔胡蘿卜素[I¨。自1963年發(fā)現(xiàn)杜氏藻能積累大量p胡蘿卜素以來[7],其規(guī)?;芯颗c商業(yè)化開發(fā)已達(dá)半個多世紀(jì),并開發(fā)了其他類胡蘿卜素產(chǎn)品(如八氫番茄紅素、番茄紅素、玉米黃質(zhì)等)生產(chǎn)工藝。為使這種高耐鹽微藻更好地服務(wù)于人類,使其開發(fā)研究更深入,本文就其品系選擇、養(yǎng)殖條件、養(yǎng)殖方式、類胡蘿卜素誘導(dǎo)、藻體采收等方面的研究進(jìn)展進(jìn)行分析和總結(jié)。1品系選擇上日日爾】匹j半大規(guī)模商業(yè)養(yǎng)殖前首先應(yīng)先進(jìn)行品系選擇。目前的杜氏藻品系都是從不同咸水生境中分離出來的

7、,如收稿日期:2009—08、10資助項(xiàng)目:海洋公益性行業(yè)科研專項(xiàng)——杜氏鹽藻品種改良與番茄紅素規(guī)?;_發(fā)技術(shù)研究(200805044)作者簡介:牟春琳(1984一),男.甘肅合作人.博士研究生,主要從事分子遺傳學(xué)方面研究*通訊作者:陳德富(1965·)。男,湖南新寧人,教授。博士生導(dǎo)師,主要從事分子遺傳學(xué)方面研究.E_mail:chendefu@nankai.edu.cn(高峻編輯)萬方數(shù)據(jù)4毒薹酗嶄羹鼙品藩g&嘿i霎霪i雪舌羹簍[343i垂重;£蠶薹§i囂}霧喜蓁萋i囊差霎;§蠶奏i[413l毒囊l!薹量;妻薹

8、羹i;辜?!躨季季;

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11、薹毫耋霉;TIAN;蔫:妻夏妻K,ThebottomfrictioncoefficientsoftheBohaiSeaandtheHuanghaiSea[J].ActaMechanicsSinica;2003=3514;{465—468,薹璧蘿=薹季美=耋蠹冀:蕊;箋薹妻萋委蓁摹彗;il;萋蔞震灞i2003=35;4』j465—468。垂縣耋j斛甄囊薹:差喜X耄;Estimationofbottomfrictioncoefficientfora2-Dnonline

12、artidalmodeloftheBohaiSeabytheidjointmeth.od[J]:TransactionsofOceanologyandLimnology;2005;li;j蓁;j薹霎;萎耋霾i薹越薹:鏊薹奏霎鍪薹耋蠹蔞霧差薹薹差薹萋妻霧霉囊琶蠹l!i;至墓窗璧冀蠡j2005;;i;ii~;.WUZKiTIAN}羔;囊萋莩萋=etal=Anum

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