近日，中科院合肥物質(zhì)院智能機械研究所離子束研究中心黃青課題組在紅光促進(jìn)雨生紅球藻光合自養生長(cháng)及相關(guān)固碳機理方面取得研究進(jìn)展，相關(guān)研究成果發(fā)表在農林科學(xué)Top期刊Aquaculture上。

　　雨生紅球藻（H.pluvialis）是一種單細胞綠藻，因其可以大量積累蝦青素而被廣泛認知，目前也是自然界中天然蝦青素最好的生物來(lái)源。有研究表明利用紅光和白光的適當組合可以促進(jìn)雨生紅球藻的生長(cháng)并提高蝦青素產(chǎn)量，但是其中紅光在其中發(fā)揮作用的過(guò)程和機制并不清楚。

　　課題組研究人員發(fā)現，在對數生長(cháng)后期，通過(guò)將光照培養模式從白光切換到紅光，可以改善雨生紅球藻的自養生長(cháng)，并證實(shí)了紅光通過(guò)調節碳酸酐酶的活性，維持培養基的pH值穩定在8-9之間，促進(jìn)了光合作用的增強和CO2固定速率的提高（圖1所示）。進(jìn)一步探究機理，發(fā)現紅光可能通過(guò)光敏色素介導的COP1-SPA1復合體途徑對碳酸酐酶基因表達的轉錄因子進(jìn)行調控，上調了碳酸酐酶基因CAH1和CAH3的表達，進(jìn)而影響碳酸酐酶的活性（圖2所示）。

　　這項工作可以為微藻培養過(guò)程中更有效地利用光照實(shí)現光合自養以及在碳中和中的潛在實(shí)際應用提供指導。

　　李臘梅博士生為文章的第一作者，黃青研究員為通訊作者。該研究得到國家自然科學(xué)基金資助。

　　文章鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0044848623002363?dgcid=coauthor 

　　圖1 紅光照不同時(shí)間后對胞內碳酸酐酶活性和CO2固定效率的影響

　　A：雨生紅球藻細胞中碳酸酐酶的活性隨紅光培養時(shí)間的變化；B：白光轉換到紅光照培養后，藻細胞CO2固定效率的變化。

圖2 紅光促進(jìn)藻類(lèi)細胞自養生長(cháng)機制示意圖