海洋所在小球藻資源高質(zhì)化開發(fā)研究中取得新進(jìn)展
近日,海洋所藻類與藻類生物技術(shù)團(tuán)隊(duì)在小球藻資源高質(zhì)化開發(fā)研究中取得新進(jìn)展。團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn)亞硒酸鈉不僅促進(jìn)小球藻生長(zhǎng)以及蛋白質(zhì)和可溶性糖的含量,而且提高藻體中的硒蛋白含量和抗氧化酶系統(tǒng)活性。相關(guān)成果發(fā)表于TOP學(xué)術(shù)期刊Aquaculture。
硒是人體代謝必需的重要微量元素之一,但自然界的無(wú)機(jī)硒卻具有很強(qiáng)的毒副作用,不能食用過量,相反有機(jī)硒不僅有較高的生物活性和生物利用率,食用也安全可靠。重要經(jīng)濟(jì)微藻小球藻因其生長(zhǎng)速度快、蛋白含量高且對(duì)硒的結(jié)合率和轉(zhuǎn)化率較高,具有富集有機(jī)蛋白硒的巨大潛力。以往研究重點(diǎn)關(guān)注無(wú)機(jī)硒對(duì)小球藻生長(zhǎng)及光合作用等生理過程的影響,但對(duì)其產(chǎn)品品質(zhì)的提升效果及其作用機(jī)制鮮有報(bào)道。
本研究表明,亞硒酸鈉可增強(qiáng)小球藻呼吸代謝,促進(jìn)三羧酸循環(huán)(TCA)和磷酸戊糖途徑(PPP),可為細(xì)胞生長(zhǎng)等生理過程提供充足能量,同時(shí)草酰乙酸和α-酮戊二酸等中間代謝產(chǎn)物為氨基酸合成前體,由此促進(jìn)蛋白質(zhì)合成、加快細(xì)胞生長(zhǎng)。亞硒酸鈉可促進(jìn)糖異生過程,將更多的非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)化為糖類,同時(shí)乙酰輔酶A合成酶基因表達(dá)上調(diào),丙酮酸含量減少,使得更多的乙酸鈉被轉(zhuǎn)化為乙酰輔酶A,促進(jìn)乙酸鈉的同化。磷酸絲氨酰tRNA激酶在硒蛋白合成途徑中起關(guān)鍵作用,其基因的高效表達(dá),也意味著硒代半胱氨酸合成升高。?

促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)和代謝物積累機(jī)制

小球藻有機(jī)硒蛋白合成機(jī)制
研究成果闡述了亞硒酸鈉對(duì)異養(yǎng)小球藻的生理影響并詮釋了相關(guān)機(jī)制,為小球藻資源高質(zhì)化生產(chǎn)提供了新思路和新方法,有助于擴(kuò)大小球藻在食品、醫(yī)藥保健和化妝品等行業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用市場(chǎng)。
海洋研究所博士研究生上官晶晶為本研究論文第一作者,劉建國(guó)研究員為通訊作者,楊娜副研究員和張立濤副研究員為研究做出了重要貢獻(xiàn)。研究得到了中國(guó)科學(xué)院B類戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)、山東省項(xiàng)目、黃河三角洲農(nóng)業(yè)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)示范區(qū)科技項(xiàng)目等資助。
論文鏈接:
Jingjing Shangguan, Na Yang, Litao Zhang, Yueming Li, Jianchun Xu, Xiuluan Xia, Bingzheng Xu, Jianguo Liu (2024) Sodium selenite enhances the production of functional proteins and biomass in Chlorella pyrenoidosa 038F by promoting acetate assimilation under heterotrophic cultivation. Aquaculture, https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2024.740987
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