CO2和乙酸钠对雨生红球藻生长及其虾青素积累的影响

雨生红球藻(Haematococcus pluvialis)是强抗氧化剂虾青素的天然优质来源,碳源是影响雨生红球藻虾青素产量的重要因素之一。为探究CO₂和乙酸钠在雨生红球藻生长和虾青素积累中的作用,本研究通过测定生化指标和荧光定量PCR的方法,比较了这2种碳源对雨生红球藻干重、虾青素含量、生长相关酶及基因转录水平等的影响。结果表明,在绿色营养阶段,高CO₂组培养雨生红球藻干重为对照组的1.81倍(第8天),可溶性蛋白含量和核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶(Rubisco)活力升高,磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)和苹果酸脱氢酶(MDH)活力及其编码基因转录表达上调;乙酸钠组雨生红球藻干重为对照组的1.56倍(第8天),Rubisco活力及其大亚基转录表达受抑制,PEPC和MDH活力及其转录水平升高。在厚壁孢子阶段,高CO₂组雨生红球藻细胞状态良好,其干重和虾青素产量分别为对照组的1.96和2.40倍(第8天),3个虾青素合成相关酶编码基因的转录水平在第3天高于对照组,Rubisco、PEPC、MDH活力较高;乙酸钠组雨生红球藻干重和虾青素产量分别为对照组的1.54和1.85倍(第8天),高光胁迫1 d后藻细胞部分变红,同时3个虾青素合成相关酶的基因表达量快速升高、Rubisco活力降低,而PEPC和MDH活力升高。综上,补充CO₂或乙酸钠均可显著促进雨生红球藻生长和虾青素积累,而高CO₂浓度培养藻的状态较好,乙酸钠则可促进虾青素的快速积累。本研究结果为今后利用雨生红球藻高效生产虾青素提供了理论参考。