多组学解析氯化镧对胶红酵母合成类胡萝卜素的调节效应

作     者：张红 温彤 王志红 赵鑫 吴昊 项鹏程 马勇 

作者机构：包头师范学院生态环境学院 

出 版 物：《生物工程学报》 (Chinese Journal of Biotechnology)

年 卷 期：2025年

核心收录：

学科分类：081702[工学-化学工艺] 081704[工学-应用化学] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 070303[理学-有机化学] 0703[理学-化学] 

基　　金：内蒙古自然科学基金项目(2022MS03018,2020MS03002) 内蒙古自治区高等学校科学技术研究项目(NJZY22022) 内蒙古自治区研究生教育教学改革项目(JGCG2023137) 包头师范学院高层次人才引进科研启动基金项目(BTTCRCQD2018-17) 

主　　题：多组学分析 稀土元素 胶红酵母 类胡萝卜素 Hormesis效应 

摘      要：在稀土元素的诱导下微生物的次级代谢产物合成可发生调节效应（hormesis effect），但其分子机制仍不明确。为了解析胶红酵母在氯化镧存在下调节效应的分子机理，本研究在胶红酵母发酵培养基中添加不同浓度的氯化镧并测定类胡萝卜素含量，发现出现调节效应时La3+促进和抑制效应浓度分别为0-100 mg/L、100-400 mg/L；在促进效应浓度下，有33个基因表达量及55个代谢物合成量上调，85个基因的表达量及123个代谢物合成量下调，其中类胡萝卜素合成相关基因除AL1外均表达上调，β-胡萝卜素、番茄红素、虾青素含量分别提高了10.74%、5.02%、3.22%；在抑制效应浓度下，有5个基因表达量及91个代谢物合成量上调，35个基因的表达量及138个代谢物合成量下调，β-胡萝卜素、番茄红素、虾青素含量分别下降了21.73%、34.81%、35.51%。综上可知，适宜浓度的稀土离子可以通过调节代谢途径的多种酶的酶活来调控次级代谢产物的合成进而产生调节效应。本研究不仅增进了对稀土元素在生物体内作用机制的理解，而且为稀土元素在农业、制药、医疗保健等领域的应用奠定了理论基础。