目前，以微藻为来源的油脂在生物燃料生产、环境问题和食品等领域受到越来越多的关注。微藻具有生长速度快、油脂含量高、脂肪酸组成可控等优点，是生产生物柴油的理想细胞工厂。然而，细胞生长和油脂积累之间的冲突很大程度限制了微藻生物柴油的商业化生产。

近日，深圳大学高等研究院陈峰教授的课题组在国际生物资源领域权威期刊《Bioresource Technology》（影响因子：6.669，中科院分区：一区）发表了一篇题目为“A novel fed-batch strategy enhances lipid and astaxanthin productivity without compromising biomass of Chromochloris zofingiensis”的研究论文。陈峰课题组的前期研究表明，类胡萝卜素（尤其是虾青素）是某些微藻细胞中的主要成分，属于高附加值产品。利用同时积累虾青素和油脂的藻种能够提高总体的生产收益，因此可以为利用微藻生产生物燃料提供更加经济和可行的方案。

课题组选取可同时生产虾青素与积累油脂的微藻Chromochloris zofingiensis为研究对象，探究其在不同条件下的代谢机理，并且进一步设计多样化的创新性流加培养策略，协同提高油脂和虾青素的产率。该研究结合流加培养、氮胁迫与高光胁迫等手段，有效提高细胞内碳可利用度和产物代谢路径活性。实验结果表明，该研究提出的流加策略可使油脂和虾青素的产率分别提高到457.1mgL-1d-1和2.0 mgL-1d-1。与此同时，代谢流分析显示：在该策略下，中心碳代谢为油脂的合成提供ATP、NADPH，并保证其碳可利用度。最终，研究结合靶向代谢物分析，证明该流加策略提高了油脂合成通路的前体含量，并提高了C16：0和C18：0合成的代谢速率。因此，全面了解碳可利用度与碳转化之间的关系，可以更加准确地设计培养策略以提高微藻产率。

（图：不同流加策略下微藻C. zofingiensis的代谢变化）

该研究论文的通讯作者为陈峰教授，第一作者为博士生孙翰，深圳大学为第一完成单位。该研究受广东省重点领域研发项目（No. 2018B020206001）和深圳市科学技术创新委员会资助（No. KQTD20180412181334790）。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.biortech.2020.123306