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近年来,破囊壶菌作为脂肪酸生产的可持续和可再生来源,在世界范围内受到广泛关注。但目前破囊壶菌脂肪酸的生产效率仍然较低,限制了其工业生产。植物激素在信号传导及抗逆反应中发挥着重要作用。在培养基中添加植物激素,可调节微藻的生长及脂肪酸的合成过程,进而有效提高脂肪酸生产效率,但关于植物激素对破囊壶菌影响的研究则很少。本研究首先选取了赤霉素、吲哚乙酸、激动素、脱落酸和水杨酸等五种典型植物激素,测定了它们对两株破囊壶菌Schizochytriumsp.PKU#Mn4和Thraustochytriidaesp.PKU#SW8在M4和碳源优化培养基中生物量及油脂积累的影响,并对植物激素的浓度及添加时间进行了优化;然后,对氮源种类及浓度进行了优化,确定了适于脂肪酸生产的限氮培养基;最后,分析评价了这些植物激素在限氮条件下对两株破囊壶菌生物量及油脂产量的影响。
在0h添加激动素(5 mg/L)和吲哚乙酸(1 mg/L)使PKU#Mn4的生物量分别提高了31%和23%。然而,与对照组相比,脂肪酸的产量增加了32%和30%。吲哚乙酸(1 mg/L)对PKU#Sw8的生物量和脂肪酸产量的影响较其它植物激素显著,分别提高了1.07倍和1.34倍。添加植物激素的效果也显示出时间依赖性。在培养PKU#Mn4的第48h添加吲哚乙酸(1 mg/L)、在培养PKU#Sw8的24h添加激动素(0.1 mg/L),可以产生更高的生物量和脂肪酸产量。事实上,与0h试验结果相比,在48h添加吲哚乙酸和24h添加激动素使PKU#Mn4的生物量和脂肪酸产量分别增加20%和33%,使PKU#Sw8的生物量和脂肪酸产量分别增加51%和34%。为了进一步提高生物量和脂肪酸产量,我们以酵母提取物(0.5-1 g/L)和蛋白胨(0.5-1.5 g/L)为氮源,分析评价了氮优化条件下植物激素的添加效果。结果表明,激动素(4 mg/L)和酵母提取物(1 g/L)联合使用可提高PKU#Mn4菌株的生物量和脂肪酸产量,分别比不添加植物激素的M4优化培养基提高31%和30%。同时,酵母抽提物、蛋白胨和激动素(5 mg/L)联合使用可使PKU#Sw8菌株的生物量和脂肪酸产量分别提高29%和27%。本研究表明,添加植物激素是促进破囊壶菌生物量和脂肪酸生产的一个颇有前景的策略。
在0h添加激动素(5 mg/L)和吲哚乙酸(1 mg/L)使PKU#Mn4的生物量分别提高了31%和23%。然而,与对照组相比,脂肪酸的产量增加了32%和30%。吲哚乙酸(1 mg/L)对PKU#Sw8的生物量和脂肪酸产量的影响较其它植物激素显著,分别提高了1.07倍和1.34倍。添加植物激素的效果也显示出时间依赖性。在培养PKU#Mn4的第48h添加吲哚乙酸(1 mg/L)、在培养PKU#Sw8的24h添加激动素(0.1 mg/L),可以产生更高的生物量和脂肪酸产量。事实上,与0h试验结果相比,在48h添加吲哚乙酸和24h添加激动素使PKU#Mn4的生物量和脂肪酸产量分别增加20%和33%,使PKU#Sw8的生物量和脂肪酸产量分别增加51%和34%。为了进一步提高生物量和脂肪酸产量,我们以酵母提取物(0.5-1 g/L)和蛋白胨(0.5-1.5 g/L)为氮源,分析评价了氮优化条件下植物激素的添加效果。结果表明,激动素(4 mg/L)和酵母提取物(1 g/L)联合使用可提高PKU#Mn4菌株的生物量和脂肪酸产量,分别比不添加植物激素的M4优化培养基提高31%和30%。同时,酵母抽提物、蛋白胨和激动素(5 mg/L)联合使用可使PKU#Sw8菌株的生物量和脂肪酸产量分别提高29%和27%。本研究表明,添加植物激素是促进破囊壶菌生物量和脂肪酸生产的一个颇有前景的策略。