微藻光合转化甲酸生产蛋白质的研究

Photosynthetic Conversion of Formate to Produce Protein by Microalgae

二维码有效期 120s

摘要蛋白质是重要的食品原料,其高质量稳定供应对提升人民生活水平和保证国家粮食战略安全至关重要.目前中国对蛋白质的进口依存度较高,急需高效的非粮来源高品质蛋白质的生产技术.近年来莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii,C.reinhardtii)作为一种显著增长的可食用蛋白质资源受到广泛关注,但其主要以乙酸为碳源进行异养发酵,无法利用其光合作用在绿色生物制造方面的优势.作者利用CO2清洁能源还原产物甲酸作为强化碳源,探索甲酸提高C.reinhardtii光合生产效率的可行性.基于HCOO-对光合活性的抑制作用,以叶绿素荧光动力学参数为依据,通过逐步提升培养基中HCOO-浓度,获得HCOO-耐受浓度达到 150 mmol/L的驯化藻株.在 50～150 mmol/L的HCOO-下,驯化藻株的光系统Ⅱ的最大量子产率(Fv/Fm)以及光合作用相关的多不饱和脂肪酸的质量分数维持稳定.在相同培养条件下,接近于乙酸添加的培养效率,蛋白质的质量分数为30%～35%,达到或超过常规衣藻乙酸发酵产品的蛋白质质量分数.该研究在人工光合杂化高效转化CO2 的背景下,提供了一种以甲酸为原料快速生产C.reinhardtii蛋白质的技术路线,也为绿色生物制造提供了一种新的技术选择.该研究所获得的高浓度HCOO-耐受藻株,为探索光合活性调控机制提供了理想的研究对象.