盐度对链带藻（Desmodesmus sp.）的生长及细胞代谢产物影响的研究

作     者：陈香兰 

作者单位：深圳大学 

学位级别：硕士

导师姓名：黎双飞

授予年度：2022年

学科分类：09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 

主      题：链带藻 盐胁迫 代谢产物 比较转录组学 

摘      要：链带藻（Desmodesmus ***）富含蛋白质、多糖、叶黄素和不饱和脂肪酸等生物活性物质,被视为一种有应用前景的原料。此外,链带藻是一种既可以在淡水中生长,又可以在海水中生长的真核微生物,因此研究不同盐度对链带藻活性物质合成的影响,对于定向合成和优化培养获得目标产物具有重要的意义。然而,目前关于盐度对链带藻的代谢产物影响的研究有限,并且缺乏关于链带藻盐胁迫相关应激信号通路和所涉及下游基因的研究。为探讨盐胁迫对链带藻代谢产物的影响,本研究对其生化成分和比较转录组进行了深入探索。主要结论如下:（1）链带藻在0‰盐度处理条件下有利于其生物量、叶绿素a和叶绿素b的积累,其含量分别达到1.08±0.17 g L、19.25±0.89 mg g和6.35±0.03 mg g。此外,0‰盐度处理下链带藻的α-亚麻酸含量高,高达28.29±1.6 mg g。（2）链带藻在0‰盐度培养条件下有利于蛋白质的积累,其含量高达395.80±8.79 mg g。由氨基酸评估可知,0‰盐度处理下链带藻氨基酸组分均衡,被认定为优质蛋白源。此外,0‰盐度组的链带藻有良好的清除DPPH、ABTS和O自由基的能力,具有抗氧化剂的作用。可见,链带藻在0‰盐度培养条件下具有被应用于食品/饲料添加剂领域的潜力。（3）链带藻在16‰盐度培养条件下,其总糖的含量得到了显著增加(356.14±1.29mg g)。此外,其纤维素和淀粉的含量都得到显著增加,最高含量分别达到151.30±3.27 mg g和19.55±0.32 mg g。总的来说,链带藻在16‰盐度培养条件下具有作为生物燃料生产原料的潜力。（4）通过差异表达基因分析表明,在16‰盐度培养条件下,链带藻参与光合作用（光捕获复合物,LHCs;光系统II放氧复合体,Psbs）、二氧化碳的固定（果糖-二磷酸醛缩酶,ALDO;果糖-1,6-双磷酸酶,PFK;磷酸甘油酸激酶,PGK）和叶绿素合成（粪卟啉原III氧化酶,CPOX;胆色素原合酶,Hem B）的重要基因显著下调,从而导致生物量积累减少。有趣的是,高盐胁迫下糖酵解/糖异生途径中关键酶己糖激酶（HK）和丙酮酸激酶（PK）基因上调表达,而磷酸甘油酸激酶（PGK）和果糖二磷酸醛缩酶（ALDO）基因下调表达,使得葡萄糖-6-磷酸后的糖酵解过程被打断,再加上葡萄糖腺苷酸转移酶（GLGC）、淀粉合酶（GLGA）和纤维素合酶（Ces A）基因表达上调,从而导致淀粉和纤维素的积累。盐胁迫刺激脂肪酸合成通路中3-酮脂酰辅酶A合酶（KCS）、长链-3羟基酰基辅酶A脱氢酶（PAS2）和硬脂酰辅酶A去饱和酶（Des C）基因上调表达,从而产生了更多不饱和脂肪酸（UFAs）来提高膜的流动性以减少高盐度下的细胞损伤。本研究主要了解代谢物合成如何随盐度变化,挖掘影响链带藻生长和相关代谢产物合成的关键基因,为进一步构建高产目标代谢物的基因工程藻株奠定理论基础。