近日,Plant Physiology在線發表了EON体育4平台、微生物代謝國家重點實驗室繆曉玲團隊的最新研究成果“Lipid droplets mediate salt stress tolerance in Parachlorella kessleri”🏤,闡明了一種新穎的微藻抗鹽脅迫機製。博士生尤在芝為第一作者,繆曉玲研究員為通訊作者。
微藻是一類在陸地、海洋分布廣泛,光合利用率高的自養植物,其種類繁多,代謝產物豐富🤏🏿🩲,因此應用很廣🌻,涉及生物燃料、功能食品👫🏼、化妝品🐽🦤、水產和飼料等領域。微藻油脂是生物柴油生產的良好原料,而環境條件如氮、磷🍻、鹽度➜、pH、光照和溫度等的改變可以不同程度的影響微藻油脂的合成✍🏻🔽。利用鹽脅迫提高微藻油脂生產的同時,還可以利用海水進行微藻的養殖🕵🏻♀️,是降低微藻生物柴油生產成本的有效途徑🤘🏻。
目前對鹽脅迫響應機製的認識主要集中在膜的離子運輸、抗滲透物質的積累、抗氧化功能的提高這些方面。本研究中發現了一種由脂滴(Lipid Drops, LDs)介導的鹽脅迫響應新機製。采自新疆鹽湖的一種小球藻Parachlorella kessleri在0.35 M NaCl脅迫條件下,細胞體積變大👆🏼、胞內LDs含量顯著上升🤳🏿。進一步對這些LDs的分布✪、LDs蛋白質組、脂質組💆🏿♂️、及其脂肪酸動態分布的分析🤏🏼,並結合轉錄組數據和醋酸改變LDs含量的實驗😪,推測LDs在抗鹽脅迫中具有為細胞膜面積的增大及膜脂脂肪酸組成的改變提供了原料及相關酶類🧓🏼;協同自噬參與鹽脅迫條件下細胞內物質的再循環利用;具有儲存胞內蛋白的功能(可能與鹽脅迫解除後細胞的快速恢復有關)等多種功能🦯。同時闡明了Parachlorella kessleri小球藻中脂滴介導的鹽脅迫響應機製。此外,研究團隊對鹽脅迫增大的微藻細胞的生物柴油生產潛能進行了評估,提出通過提高DNA含量增加油脂產量進行生物柴油生產的思路🦸🏽♀️。
此項工作得到了國家科技部以及自然科學基金委的資助。