[發明專利]一種雨生紅球藻的培養方法及應用

在審

• 申請號: 202210086795.7
• 申請日: 2022-01-25
• 公開（公告）號: CN114480133A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 崔紅利;朱曉麗;李潤植;張豪杰
• 申請（專利權）人: 山西農業大學
• 主分類號: C12N1/12
• 分類號: C12N1/12;C12N1/38;C12P23/00;C12P7/6463
• 代理公司: 濟南竹森知識產權代理事務所(普通合伙) 37270
• 代理人: 朱家富

本發明提供了一種雨生紅球藻的培養方法及應用，具體為在常規的雨生紅球藻正常培養條件、高光脅迫條件、缺氮脅迫條件或高光和缺氮雙重脅迫條件下培養雨生紅球藻時，在培養基中添加酮戊二酸和/或酮戊二酸鈉鹽，經過培養獲得雨生紅球藻；添加OG或OG?2Na不但顯著解除HL、ND和HL?ND脅迫條件對雨生紅球藻生長的抑制作用，同時促進其生長；與此同時，添加OG或OG?2Na可顯著提高HL、ND和HL?ND脅迫條件下蝦青素的含量，最終顯著提高蝦青素的產率。

技術領域

本發明屬于生物發酵技術領域，具體涉及一種雨生紅球藻的培養方法及應用。

背景技術

雨生紅球藻(Haematococcus pluvialis)因能在強光、高溫等非生物脅迫條件下大量積累蝦青素而備受廣泛關注，更重要的是蝦青素被稱為“抗氧化劑之王”，具有良好的著色效果和重要的生物學功能，已被廣泛應用于水產養殖、食品工業及醫療衛生等領域，具有誘人的市場容量和開發潛力。雨生紅球藻是目前已知蝦青素含量最高的物種(可達細胞干重的4％)，是極為理想的天然蝦青素細胞制備工廠。然而，雨生紅球藻中蝦青素的積累機制很特別，是一個脅迫誘導的過程，即生物量積累與蝦青素積累是相矛盾的兩個階段，這種矛盾已成為利用雨生紅球藻高效生產蝦青素的限制因素。

高光和氮缺乏誘導條件可有效誘導雨生紅球藻中蝦青素的含量提高，但同時限制微藻的生長，并且高光條件能耗較高及氮缺乏誘導條件培養工藝需要通過更換缺氮培養基或需要較長的培養周期來消耗培養基中的氮含量等復雜措施。

中國文獻《雨生紅球藻中蝦青素的誘導機制的代謝組學研究》(蘇營雪，天津大學，碩士論文，2015年5月)，該文獻中記載了在幾種脅迫條件下雨生紅球藻中蝦青素含量的變化，并且分析了幾種脅迫條件下的雨生紅球藻代謝組學，該文獻只是采用代謝組學技術測定了高光(HL)和二價鐵離子耦合高光(Fe²⁺HL)和醋酸耦合二價鐵離子耦合高光(AcFe²⁺HL)等脅迫條件下蝦青素積累的變化與很多種代謝產物的變化。研究結果表明，在上述脅迫條件下，蝦青素的產率(mg/L)明顯升高，同時包括α-酮戊二酸(AKG)在內的9種化合物均呈現增加的趨勢，4種化合物呈現下降的趨勢以及7種化合物呈現相對平穩的趨勢。該文獻中闡述的是AKG與生物體內的三羧酸循環有關，同時與氮代謝也有關系。但是，由于雨生紅球藻中蝦青素合成調控的復雜性，AKG與蝦青素積累之間是否具有相關性，需要進行更多的研究工作，并且本領域技術人員無法預期AKG等中間代謝物對雨生紅球藻及蝦青素的影響效果。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供了一種雨生紅球藻的培養方法及應用。

本發明的技術方案如下：

酮戊二酸(OG)在提高雨生紅球藻生物量、蝦青素含量和/或油脂含量中的應用。

根據本發明優選的，酮戊二酸(OG)在高光脅迫條件、缺氮脅迫條件或高光和缺氮雙重脅迫條件下，提高雨生紅球藻生物量、蝦青素含量和/或油脂含量中的應用。

進一步優選的，酮戊二酸(OG)在培養雨生紅球藻的培養基中的終濃度為0.08-10.5mg/L。

進一步優選的，在高光脅迫條件下，酮戊二酸(OG)在培養雨生紅球藻的培養基中的終濃度為9.5-10.5mg/L；

在缺氮脅迫條件下，酮戊二酸(OG)在培養雨生紅球藻的培養基中的終濃度為0.08-0.12mg/L；

在高光和缺氮雙重脅迫條件下，酮戊二酸(OG)在培養雨生紅球藻的培養基中的終濃度為9.5-10.5mg/L。

更優選的，在高光脅迫條件下，酮戊二酸(OG)在培養雨生紅球藻的培養基中的終濃度為10mg/L；

在缺氮脅迫條件下，酮戊二酸(OG)在培養雨生紅球藻的培養基中的終濃度為0.1mg/L；