利用海洋微拟球藻生产蜂王浆主效成分24-亚甲基胆固醇的研究*

用于生产生物燃料的微藻生物技术正处于十字路口,但仍在不断发展。微藻衍生的多产品技术的发展将大大提高经济可行性,特别是结合生产高附加值化合物。研究结果表明敲除海洋微拟球藻中的DWARF1 (DWF1)基因的突变株具有比野生型更高的色素含量和光合效率,并且还可以显著降低胆固醇积累(这可能是人类心血管疾病的主要危险因素),使其从原本占总甾醇 (TSs) 超过70%的含量减少至零。相比之下,其前体24-亚甲基胆固醇(一种对人类健康有益的蜂王浆的关键微量营养素)的产量则从零增加到60%以上。结合海洋微拟球藻中ω-3脂肪酸含量高的特点,我们预计在工业规模上开发该菌株将带来可观的利润。     

三角褐指藻基因枪转化体系的建立

三角褐指藻具有较高的脂肪酸含量,是一种很有潜力的生物柴油生产原料。此外,它是多不饱和脂肪酸尤其是二十碳五烯酸（EPA）重要的来源。合适转化体系的缺乏限制了通过基因工程手段对其进行改造。首次采用基因枪方法成功地将外源基因转入三角褐指藻,转化细胞经染色后呈现蓝色,表明外源报告基因β-糖苷酸酶( GUS ) 基因得到了成功的表达。同时还进行了转化参数等因素对转化效率影响的分析,优化了转化条件。结果显示最佳的转化条件为: 每60 μg钨粉包被1 μg质粒DNA,样品室真空度为27英寸汞柱,可裂膜为1500psi,受体与阻挡网距离6 cm。此外,转化载体采用了三角褐指藻内源基因fcp的启动子,实现了外源基因在细胞内的表达。通过5种基因工程中常用抗生素对三角褐指藻生长抑制的研究发现,三角褐指藻对卡那霉素、氨苄青霉素、链霉素和新霉素不敏感,500 mg/L 的卡那霉素、氨苄青霉素和新霉素,以及1000 mg/L 链霉素仍不能抑制其生长;三角褐指藻对氯霉素非常敏感,130 mg/L的氯霉素可以完全抑制其生长,其半抑制浓度为60 mg/L。这为基因工程手段改造三角褐指藻脂肪酸代谢相关途径奠定了基础。