產蝦青素的斜生柵藻藻種的培育
2014-05-04 10:45:12凌善鋒
湖北農業科學 2014年2期
凌善鋒
摘要：考察了亞硒酸鈉濃度對斜生柵藻（Scenedesmus obliquus）生物量的影響以及2.0 g/L亞硝基胍和不同紫外輻射照度脅迫對斜生柵藻中蝦青素含量的影響。結果表明，斜生柵藻生物量隨著亞硒酸鈉處理濃度的增加而增加，其藻內蝦青素含量隨著紫外輻射照度的增加而增加，關鍵詞：斜生柵藻（Scenedesmus obliquus）；生物量；育種；蝦青素含量
中圖分類號：Q945.1 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2014）02-0283-02
Cultivation of Algal Species of Scenedesmus obliquus Which Producing Astaxantin
LING Shan-feng
（College of Biological engineering， Jingchu University of Technology，Jingmen 448000，Hubei，China）
Abstract： Effects of concentration of sodium selenite on Scenedesmus obliquus biomass were studied. Effects of 2.0 g/L NTG and UV irradiance stress on onastaxanthin content of S. obliquus was investigated. The results showed that the biomass of Scenedesmus obliquus increased when the concentration of sodium selenite increased. The astaxanthin content of Scenedesmus obliquus increased when the UV-B irradiation dose of Scenedesmus obliquus increased. When UV-B irradiation was 0.6 W/m2，the astaxanthin content of Scenedesmus obliquus in the combined treatment group was 37.15 times higher than that of the control with the significant difference（P<0.05）.
Key words： Scenedesmus obliquus； biomass； breeding； astaxanthin content
細胞在48 h內生成并積累了蝦青素。肖媛等[2]報道了紫外輻射5 min 后可使雨生紅球藻細胞內的蝦青素含量顯著提高。此外，紫外線、激光復合誘變也可使雨生紅球藻中的蝦青素含量顯著提高，而且紫外線誘變株能在非高光脅迫條件下快速積累色素，表明突變株對光的敏感程度提高[8，9]。有“超級誘變劑”之稱的亞硝基胍是光合作用氧生成反應中電子傳遞的抑制劑[10]，曾被成功用來誘導雨生紅球藻建立突變體，濃度為2.5 g/L的亞硝基胍是誘導雨生紅球藻積累蝦青素的最適誘導劑量[11]。本試驗研究結果表明，在2.0 g/L的亞硝基胍脅迫下，斜生柵藻藻體內蝦青素含量隨著紫外輻射照度的增加而增加，0.6 W/m2紫外輻射照度使斜生柵藻內蝦青素含量比輻射照度為0提高37.15倍。由此說明紫外輻射和亞硝基胍組合脅迫是一種非常有效的方法，為下一步深入研究其機理奠定了基礎。
致謝：特別感謝蔡福歡、劉彥文、朱勇、韓梁、程淼同學在試驗過程中付出的辛勤勞動，以及朱德艷老師，袁啟力、張盛仁書記的協助。
參考文獻：
[1] 秦 山，劉國祥，胡征宇.斜生柵藻中蝦青素的積累過程及其光合活性變化[J].水生生物學報，2009，33（3）：509-515.
[2] 肖 媛，王高鴻，劉永定. UV-B 輻射對雨生紅球藻光合特性和蝦青素含量的影響及其響應[J]. 水生生物學報，2010，34（6）：1077-1082.
[3] IMAMOGLU E， DALAY M C， SUKAN F V. Semi-continuous cultivation of Haematococcus pluvialis for commercial production[J]. Applied Biochemistry and Biotechnology，2010，160（3）： 764-772.
[4] LU Y D， JIANG P， LIU S F， et al. Methyl jasmonate- or gibberellins A3-induced astaxanthin accumulation is associated with up-regulation of transcription of β-carotene ketolase genes （bkts） in microalga Haematococcus pluvialis[J]. Bioresource Technology，2010，101（16）：6468-6474.
[5] MONTANTI J， NGHIEM N P， JOHNSTON D B. Production of astaxanthin from cellulosic biomass sugars by mutants of the yeast Phaffia rhodozyma[J]. Applied Biochemistry and Biotechnology，2011，164（5）：655-665.
[6] SCHMIDT I， SCHEWE H， GASSEL S， et al. Biotechnological production of astaxanthin with Phaffia rhodozyma/Xanthophyllomyces dendrorhous[J]. Applied Microbiology and Biotechnology，2011，89（3）：555-571.
[7] BREITENBACH J， VISSER H， VERDOES J C， et al. Engineering of geranylgeranyl pyrophosphate synthase levels and physiological conditions for enhanced carotenoid and astaxanthin synthesis in Xanthophyllomyces dendrorhous[J]. Biotechnology Letters，2011，33（4）：755-761.
[8] 李旭媛，王 剛，費卓群，等.紫外-亞硝基胍復合誘變篩選高產淀粉酶菌株[J].中國生物制品學雜志，2012，25（11）：1543-1549.
[9] 莊惠如，陳必鏈，陳 榮，等.雨生紅球藻的紫外、激光復合誘變育種[J].激光生物學報，2001，10（2）：135-139.
[10] 葛菁萍，陳方博，王海曼，等.He-Ne激光和亞硝基胍復合誘變米曲霉提高其蛋白酶和淀粉酶酶活力[J].食品科學，2011， 32（11）：243-247.
[11] 陸開形，蔣霞敏，翟興文.亞硝基胍（NTG）對雨生紅球藻的誘變效應[J].海洋科學，2004，28（5）：49-52.
（責任編輯 呂海霞）
摘要：考察了亞硒酸鈉濃度對斜生柵藻（Scenedesmus obliquus）生物量的影響以及2.0 g/L亞硝基胍和不同紫外輻射照度脅迫對斜生柵藻中蝦青素含量的影響。結果表明，斜生柵藻生物量隨著亞硒酸鈉處理濃度的增加而增加，其藻內蝦青素含量隨著紫外輻射照度的增加而增加，關鍵詞：斜生柵藻（Scenedesmus obliquus）；生物量；育種；蝦青素含量
中圖分類號：Q945.1 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2014）02-0283-02
Cultivation of Algal Species of Scenedesmus obliquus Which Producing Astaxantin
LING Shan-feng
（College of Biological engineering， Jingchu University of Technology，Jingmen 448000，Hubei，China）
Abstract： Effects of concentration of sodium selenite on Scenedesmus obliquus biomass were studied. Effects of 2.0 g/L NTG and UV irradiance stress on onastaxanthin content of S. obliquus was investigated. The results showed that the biomass of Scenedesmus obliquus increased when the concentration of sodium selenite increased. The astaxanthin content of Scenedesmus obliquus increased when the UV-B irradiation dose of Scenedesmus obliquus increased. When UV-B irradiation was 0.6 W/m2，the astaxanthin content of Scenedesmus obliquus in the combined treatment group was 37.15 times higher than that of the control with the significant difference（P<0.05）.
Key words： Scenedesmus obliquus； biomass； breeding； astaxanthin content
細胞在48 h內生成并積累了蝦青素。肖媛等[2]報道了紫外輻射5 min 后可使雨生紅球藻細胞內的蝦青素含量顯著提高。此外，紫外線、激光復合誘變也可使雨生紅球藻中的蝦青素含量顯著提高，而且紫外線誘變株能在非高光脅迫條件下快速積累色素，表明突變株對光的敏感程度提高[8，9]。有“超級誘變劑”之稱的亞硝基胍是光合作用氧生成反應中電子傳遞的抑制劑[10]，曾被成功用來誘導雨生紅球藻建立突變體，濃度為2.5 g/L的亞硝基胍是誘導雨生紅球藻積累蝦青素的最適誘導劑量[11]。本試驗研究結果表明，在2.0 g/L的亞硝基胍脅迫下，斜生柵藻藻體內蝦青素含量隨著紫外輻射照度的增加而增加，0.6 W/m2紫外輻射照度使斜生柵藻內蝦青素含量比輻射照度為0提高37.15倍。由此說明紫外輻射和亞硝基胍組合脅迫是一種非常有效的方法，為下一步深入研究其機理奠定了基礎。
致謝：特別感謝蔡福歡、劉彥文、朱勇、韓梁、程淼同學在試驗過程中付出的辛勤勞動，以及朱德艷老師，袁啟力、張盛仁書記的協助。
參考文獻：
[1] 秦 山，劉國祥，胡征宇.斜生柵藻中蝦青素的積累過程及其光合活性變化[J].水生生物學報，2009，33（3）：509-515.
[2] 肖 媛，王高鴻，劉永定. UV-B 輻射對雨生紅球藻光合特性和蝦青素含量的影響及其響應[J]. 水生生物學報，2010，34（6）：1077-1082.
[3] IMAMOGLU E， DALAY M C， SUKAN F V. Semi-continuous cultivation of Haematococcus pluvialis for commercial production[J]. Applied Biochemistry and Biotechnology，2010，160（3）： 764-772.
[4] LU Y D， JIANG P， LIU S F， et al. Methyl jasmonate- or gibberellins A3-induced astaxanthin accumulation is associated with up-regulation of transcription of β-carotene ketolase genes （bkts） in microalga Haematococcus pluvialis[J]. Bioresource Technology，2010，101（16）：6468-6474.
[5] MONTANTI J， NGHIEM N P， JOHNSTON D B. Production of astaxanthin from cellulosic biomass sugars by mutants of the yeast Phaffia rhodozyma[J]. Applied Biochemistry and Biotechnology，2011，164（5）：655-665.
[6] SCHMIDT I， SCHEWE H， GASSEL S， et al. Biotechnological production of astaxanthin with Phaffia rhodozyma/Xanthophyllomyces dendrorhous[J]. Applied Microbiology and Biotechnology，2011，89（3）：555-571.
[7] BREITENBACH J， VISSER H， VERDOES J C， et al. Engineering of geranylgeranyl pyrophosphate synthase levels and physiological conditions for enhanced carotenoid and astaxanthin synthesis in Xanthophyllomyces dendrorhous[J]. Biotechnology Letters，2011，33（4）：755-761.
[8] 李旭媛，王 剛，費卓群，等.紫外-亞硝基胍復合誘變篩選高產淀粉酶菌株[J].中國生物制品學雜志，2012，25（11）：1543-1549.
[9] 莊惠如，陳必鏈，陳 榮，等.雨生紅球藻的紫外、激光復合誘變育種[J].激光生物學報，2001，10（2）：135-139.
[10] 葛菁萍，陳方博，王海曼，等.He-Ne激光和亞硝基胍復合誘變米曲霉提高其蛋白酶和淀粉酶酶活力[J].食品科學，2011， 32（11）：243-247.
[11] 陸開形，蔣霞敏，翟興文.亞硝基胍（NTG）對雨生紅球藻的誘變效應[J].海洋科學，2004，28（5）：49-52.
（責任編輯 呂海霞）
摘要：考察了亞硒酸鈉濃度對斜生柵藻（Scenedesmus obliquus）生物量的影響以及2.0 g/L亞硝基胍和不同紫外輻射照度脅迫對斜生柵藻中蝦青素含量的影響。結果表明，斜生柵藻生物量隨著亞硒酸鈉處理濃度的增加而增加，其藻內蝦青素含量隨著紫外輻射照度的增加而增加，關鍵詞：斜生柵藻（Scenedesmus obliquus）；生物量；育種；蝦青素含量
中圖分類號：Q945.1 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2014）02-0283-02
Cultivation of Algal Species of Scenedesmus obliquus Which Producing Astaxantin
LING Shan-feng
（College of Biological engineering， Jingchu University of Technology，Jingmen 448000，Hubei，China）
Abstract： Effects of concentration of sodium selenite on Scenedesmus obliquus biomass were studied. Effects of 2.0 g/L NTG and UV irradiance stress on onastaxanthin content of S. obliquus was investigated. The results showed that the biomass of Scenedesmus obliquus increased when the concentration of sodium selenite increased. The astaxanthin content of Scenedesmus obliquus increased when the UV-B irradiation dose of Scenedesmus obliquus increased. When UV-B irradiation was 0.6 W/m2，the astaxanthin content of Scenedesmus obliquus in the combined treatment group was 37.15 times higher than that of the control with the significant difference（P<0.05）.
Key words： Scenedesmus obliquus； biomass； breeding； astaxanthin content
細胞在48 h內生成并積累了蝦青素。肖媛等[2]報道了紫外輻射5 min 后可使雨生紅球藻細胞內的蝦青素含量顯著提高。此外，紫外線、激光復合誘變也可使雨生紅球藻中的蝦青素含量顯著提高，而且紫外線誘變株能在非高光脅迫條件下快速積累色素，表明突變株對光的敏感程度提高[8，9]。有“超級誘變劑”之稱的亞硝基胍是光合作用氧生成反應中電子傳遞的抑制劑[10]，曾被成功用來誘導雨生紅球藻建立突變體，濃度為2.5 g/L的亞硝基胍是誘導雨生紅球藻積累蝦青素的最適誘導劑量[11]。本試驗研究結果表明，在2.0 g/L的亞硝基胍脅迫下，斜生柵藻藻體內蝦青素含量隨著紫外輻射照度的增加而增加，0.6 W/m2紫外輻射照度使斜生柵藻內蝦青素含量比輻射照度為0提高37.15倍。由此說明紫外輻射和亞硝基胍組合脅迫是一種非常有效的方法，為下一步深入研究其機理奠定了基礎。
致謝：特別感謝蔡福歡、劉彥文、朱勇、韓梁、程淼同學在試驗過程中付出的辛勤勞動，以及朱德艷老師，袁啟力、張盛仁書記的協助。
參考文獻：
[1] 秦 山，劉國祥，胡征宇.斜生柵藻中蝦青素的積累過程及其光合活性變化[J].水生生物學報，2009，33（3）：509-515.
[2] 肖 媛，王高鴻，劉永定. UV-B 輻射對雨生紅球藻光合特性和蝦青素含量的影響及其響應[J]. 水生生物學報，2010，34（6）：1077-1082.
[3] IMAMOGLU E， DALAY M C， SUKAN F V. Semi-continuous cultivation of Haematococcus pluvialis for commercial production[J]. Applied Biochemistry and Biotechnology，2010，160（3）： 764-772.
[4] LU Y D， JIANG P， LIU S F， et al. Methyl jasmonate- or gibberellins A3-induced astaxanthin accumulation is associated with up-regulation of transcription of β-carotene ketolase genes （bkts） in microalga Haematococcus pluvialis[J]. Bioresource Technology，2010，101（16）：6468-6474.
[5] MONTANTI J， NGHIEM N P， JOHNSTON D B. Production of astaxanthin from cellulosic biomass sugars by mutants of the yeast Phaffia rhodozyma[J]. Applied Biochemistry and Biotechnology，2011，164（5）：655-665.
[6] SCHMIDT I， SCHEWE H， GASSEL S， et al. Biotechnological production of astaxanthin with Phaffia rhodozyma/Xanthophyllomyces dendrorhous[J]. Applied Microbiology and Biotechnology，2011，89（3）：555-571.
[7] BREITENBACH J， VISSER H， VERDOES J C， et al. Engineering of geranylgeranyl pyrophosphate synthase levels and physiological conditions for enhanced carotenoid and astaxanthin synthesis in Xanthophyllomyces dendrorhous[J]. Biotechnology Letters，2011，33（4）：755-761.
[8] 李旭媛，王 剛，費卓群，等.紫外-亞硝基胍復合誘變篩選高產淀粉酶菌株[J].中國生物制品學雜志，2012，25（11）：1543-1549.
[9] 莊惠如，陳必鏈，陳 榮，等.雨生紅球藻的紫外、激光復合誘變育種[J].激光生物學報，2001，10（2）：135-139.
[10] 葛菁萍，陳方博，王海曼，等.He-Ne激光和亞硝基胍復合誘變米曲霉提高其蛋白酶和淀粉酶酶活力[J].食品科學，2011， 32（11）：243-247.
[11] 陸開形，蔣霞敏，翟興文.亞硝基胍（NTG）對雨生紅球藻的誘變效應[J].海洋科學，2004，28（5）：49-52.
（責任編輯 呂海霞）
