高光诱导雨生红球藻产虾青素的转录组分析

• 作 者: 潘艳飞
• 出 处: 福建师范大学
• 发表日期: 2019年01期
• 关键词: 雨生红球藻 虾青素 转录组 高光 诱变

虾青素是一种类胡萝卜素含氧衍生物,天然虾青素具有很强的抗氧化性,在医药、保健品、化妆品,养殖等众多领域有着广泛的应用,雨生红球藻是天然虾青素的最好来源,利用雨生红球藻生产虾青素具有重要价值和广阔的发展前景,因此通过转录组挖掘与虾青素代谢相关的基因,提高雨生红球藻虾青素产量具有重要意义。本研究对FACHB712进行形态学与分子生物学鉴定,结果为雨生红球藻,通过涂布、划线法,毛细管显微分离法,再结合抗生素除菌方法,获得了无菌藻株,比较了液体、固-液双相保藏、低温甘油/二甲基亚砜保藏几种方法的保藏效果,固-液双相保藏效果最好,低温保藏最差,且低浓度保护剂保藏的细胞未能存活。光照、温度、氮、磷几种因素对雨生红球藻的胁迫结果显示,各胁迫因素均抑制了藻株的生长,甚至造成细胞的大量死亡,但对虾青素的积累具有明显促进作用。10000 Lux强光胁迫25 d,虾青素含量12.919 mg/g·dw,是对照组的22.80倍,25℃为虾青素积累的最适温度,最大值为7.183 mg/g·dw是对照组的8.87倍,氮、磷缺失胁迫,虾青素含量的最大值分别为7.419 mg/g·dw与4.780 mg/g·dw,同时期对照组的含量仅为0.638 mg/g·dw。对高光胁迫和对照组在不同时期的样品进行转录组测序,原始序列经质量评估、过滤、拼接等过程,得到41887个unigene,使用NR、NT、GO、KOG、eggNOG、Swiss Prot、UniProt_trembl数据库进行注释。对高光胁迫5 d和15 d进行差异表达分析,结果显示上调表达基因2609个,下调表达基因10259个,高光胁迫15 d和对照组15 d差异表达分析,得到上调表达基因4703个,下调表达基因17197个,并对差异表达基因进行GO和KEGG富集分析。最后挖掘出与虾青素代谢相关的关键酶基因和转录因子,选取13个差异表达基因进行qRT-PCR验证,结果与测序分析的一致。经ARTP诱变得到4株突变株A21、A31、A34和A35,与原始株相比虾青素含量分别提高了61.71%、54.68%、56.24%和51.22%。