JOURNAL OF LIGHT INDUSTRY

CN 41-1437/TS  ISSN 2096-1553

高糖胁迫对小球藻生长和类胡萝卜素合成的影响

刘晨 陈瑞升 王祯 杨红静 宋凯 魏进彬 韩露

刘晨, 陈瑞升, 王祯, 等. 高糖胁迫对小球藻生长和类胡萝卜素合成的影响[J]. 轻工学报, 2026, 41(3): 54-61. doi: 10.12187/2026.03.006
引用本文: 刘晨, 陈瑞升, 王祯, 等. 高糖胁迫对小球藻生长和类胡萝卜素合成的影响[J]. 轻工学报, 2026, 41(3): 54-61. doi: 10.12187/2026.03.006
LIU Chen, CHEN Ruisheng, WANG Zhen, et al. Effects of high glucose stress on growth and carotenoids synthesis of Chlorella vulgaris[J]. Journal of Light Industry, 2026, 41(3): 54-61. doi: 10.12187/2026.03.006
Citation: LIU Chen, CHEN Ruisheng, WANG Zhen, et al. Effects of high glucose stress on growth and carotenoids synthesis of Chlorella vulgaris[J]. Journal of Light Industry, 2026, 41(3): 54-61. doi: 10.12187/2026.03.006

高糖胁迫对小球藻生长和类胡萝卜素合成的影响

    作者简介: 刘晨(1987—),男,山东省齐河县人,甘肃烟草工业有限责任公司工程师,主要研究方向为烟草分子生物学与微生物学。E-mail:liuc11258@163.com;
    通讯作者: 韩露,hanlu@gslzcf.com
  • 基金项目: 甘肃省重点研发计划项目(22YF11GA292)
    中国烟草实业发展中心青年人才项目(ZYSYQ-2022-7)

  • 中图分类号: TS202.3

Effects of high glucose stress on growth and carotenoids synthesis of Chlorella vulgaris

    Corresponding author: HAN Lu, hanlu@gslzcf.com
  • Received Date: 2025-04-16
    Accepted Date: 2025-12-16

    CLC number: TS202.3

  • 摘要: 【目的】 减轻小球藻发酵过程中初始葡萄糖质量浓度对其生长及类胡萝卜素合成的抑制效应。【方法】 以生物量和类胡萝卜素产量为指标,采用紫外诱变联合葡萄糖质量浓度梯度胁迫定向驯化技术筛选耐高糖小球藻,从转录组水平分析高糖胁迫对小球藻生长的影响机制,并利用逆转录-定量聚合酶链反应(RT-qPCR)对分析结果进行验证。【结果】 定向驯化获得一株能耐受30 g/L葡萄糖质量浓度的小球藻菌株,其糖耐受性较普通小球藻提高了约50%,类胡萝卜素产量为5.38 mg/L;耐高糖小球藻的基因表达量FPKM值在区间分布上与对照组有明显差异,且二者表达模式的相似度较低;耐高糖小球藻中有4个与半胱氨酸/蛋氨酸代谢通路相关的上调差异表达基因(DEGs)使其细胞内的丙酸及其衍生物累积,进而抑制其生长,其中gene2.1.1.14、gene2.5.1.6和gene3.5.99.7的表达相较于对照组分别上调184.74倍、175.68倍和179.28倍。【结论】 紫外诱变联合梯度葡萄糖质量浓度胁迫的定向驯化策略可有效提升小球藻的糖耐受性,而半胱氨酸/蛋氨酸代谢通路的异常调控是高糖环境抑制小球藻生长的重要分子机制之一。
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  • 通讯作者:  韩露, hanlu@gslzcf.com
  • 收稿日期:  2025-04-16
  • 修回日期:  2025-12-16
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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刘晨, 陈瑞升, 王祯, 等. 高糖胁迫对小球藻生长和类胡萝卜素合成的影响[J]. 轻工学报, 2026, 41(3): 54-61. doi: 10.12187/2026.03.006
引用本文: 刘晨, 陈瑞升, 王祯, 等. 高糖胁迫对小球藻生长和类胡萝卜素合成的影响[J]. 轻工学报, 2026, 41(3): 54-61. doi: 10.12187/2026.03.006
LIU Chen, CHEN Ruisheng, WANG Zhen, et al. Effects of high glucose stress on growth and carotenoids synthesis of Chlorella vulgaris[J]. Journal of Light Industry, 2026, 41(3): 54-61. doi: 10.12187/2026.03.006
Citation: LIU Chen, CHEN Ruisheng, WANG Zhen, et al. Effects of high glucose stress on growth and carotenoids synthesis of Chlorella vulgaris[J]. Journal of Light Industry, 2026, 41(3): 54-61. doi: 10.12187/2026.03.006

高糖胁迫对小球藻生长和类胡萝卜素合成的影响

    作者简介:刘晨(1987—),男,山东省齐河县人,甘肃烟草工业有限责任公司工程师,主要研究方向为烟草分子生物学与微生物学。E-mail:liuc11258@163.com
    通讯作者: 韩露, hanlu@gslzcf.com
  • 1. 甘肃烟草工业有限责任公司, 甘肃 兰州 730050;
  • 2. 郑州轻工业大学 烟草科学与工程学院, 河南 郑州 450001
基金项目:  甘肃省重点研发计划项目(22YF11GA292)中国烟草实业发展中心青年人才项目(ZYSYQ-2022-7)

摘要: 【目的】 减轻小球藻发酵过程中初始葡萄糖质量浓度对其生长及类胡萝卜素合成的抑制效应。【方法】 以生物量和类胡萝卜素产量为指标,采用紫外诱变联合葡萄糖质量浓度梯度胁迫定向驯化技术筛选耐高糖小球藻,从转录组水平分析高糖胁迫对小球藻生长的影响机制,并利用逆转录-定量聚合酶链反应(RT-qPCR)对分析结果进行验证。【结果】 定向驯化获得一株能耐受30 g/L葡萄糖质量浓度的小球藻菌株,其糖耐受性较普通小球藻提高了约50%,类胡萝卜素产量为5.38 mg/L;耐高糖小球藻的基因表达量FPKM值在区间分布上与对照组有明显差异,且二者表达模式的相似度较低;耐高糖小球藻中有4个与半胱氨酸/蛋氨酸代谢通路相关的上调差异表达基因(DEGs)使其细胞内的丙酸及其衍生物累积,进而抑制其生长,其中gene2.1.1.14、gene2.5.1.6和gene3.5.99.7的表达相较于对照组分别上调184.74倍、175.68倍和179.28倍。【结论】 紫外诱变联合梯度葡萄糖质量浓度胁迫的定向驯化策略可有效提升小球藻的糖耐受性,而半胱氨酸/蛋氨酸代谢通路的异常调控是高糖环境抑制小球藻生长的重要分子机制之一。

English Abstract

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