兩株海洋微藻甘油酯組學(xué)的研究.pdf

1、微藻在脅迫條件下可大量積累三酰甘油(TAG)，是生產(chǎn)生物柴油的潛在原料。極性甘油酯以提供?；蚨８视?DAG)的形式參與TAG的積累，對(duì)TAG積累具有重要貢獻(xiàn)。借助脂質(zhì)組學(xué)技術(shù)深入認(rèn)識(shí)極性甘油酯的代謝途徑及其與TAG積累的關(guān)系可為強(qiáng)化微藻TAG積累提供基礎(chǔ)信息:一方面，通過鑒定脂質(zhì)代謝中間產(chǎn)物，從化學(xué)生物學(xué)的角度發(fā)現(xiàn)并證實(shí)新的脂質(zhì)代謝途徑;另一方面，通過對(duì)中間產(chǎn)物的定量研究，獲得脂質(zhì)代謝響應(yīng)環(huán)境變化的規(guī)律。論文以海洋微藻微擬球藻（Na

2、nnochloropsis oceanica）和湛江等鞭金藻(Isochrysiszhangjiangensis)為研究對(duì)象，基于甘油酯組數(shù)據(jù)系統(tǒng)研究了氮、磷元素脅迫下細(xì)胞甘油酯分子的代謝響應(yīng)，認(rèn)識(shí)極性甘油酯的代謝途徑，并論述極性甘油酯在微藻TAG積累中的貢獻(xiàn)。
　　1.建立了微藻甘油酯組分析平臺(tái)。采用親水作用色譜/質(zhì)譜(HILIC/Q-trap)的母離子及中性丟失掃描對(duì)甘油酯的種類及分子進(jìn)行鑒定，反相色譜/質(zhì)譜(C8/Orbit

3、rap)的高精度快速M(fèi)Sn掃描對(duì)甘油酯分子酰基結(jié)構(gòu)進(jìn)行解析。實(shí)現(xiàn)了湛江等鞭金藻中的10類脂質(zhì)175個(gè)分子，微擬球藻中9類脂質(zhì)228個(gè)分子的定性定量分析，其中湛江等鞭金藻甘油酯分子庫為首次報(bào)道，而微擬球藻甘油酯分子庫比文獻(xiàn)報(bào)道新增172個(gè)分子，為目前該藻最大甘油酯分子庫。
　　2.利用氮限制下微擬球藻甘油酯組顯示的甘油酯?；卣骷按x差異，研究了微擬球藻中各類甘油酯的代謝功能及其在TAG積累中的作用，為基因工程改造提供靶點(diǎn)。結(jié)果顯示

4、:微擬球藻中磷脂酰膽堿(PC)作為C18∶1脂肪酸去飽和的載體，而磷脂PE和甜菜堿脂DGTS作為多不飽和脂肪酸EPA合成的載體，并分別以DAG和?；男问教峁〦PA合成含 EPA的單半乳糖甘油二酯(MGDG)分子。而在氮限制下，PC作為C16∶0和C18∶1?；鶐欤峁〤16∶0和C18∶1脂肪酸參與TAG合成。
　　3.利用甘油酯組學(xué)數(shù)據(jù)首次研究了微擬球藻在磷限制過程DGTS的代謝功能及磷恢復(fù)過程細(xì)胞磷脂PC的代謝重組過程。認(rèn)識(shí)

5、不同于氮脅迫的全局?jǐn)_動(dòng)，細(xì)胞在磷脅迫下所表現(xiàn)的新特征，為脅迫條件定向積累目標(biāo)物質(zhì)提供新知識(shí)。結(jié)果顯示:磷限制后微擬球藻主要利用DGTS調(diào)控進(jìn)行脂質(zhì)的重組，包括DGTS替代減少的磷脂，作為C18脂肪酸去飽和的載體;DGTS通過提供?；鵈PA的形式參與MGDG的合成。在磷回補(bǔ)培養(yǎng)過程中主要代謝過程為TAG水解，提供?；视凸羌艿孜锖铣闪字琍C。
　　4.微擬球藻中建立的脂質(zhì)代謝研究策略應(yīng)用于湛江等鞭金藻中甘油酯代謝功能及TAG積累機(jī)制

6、的研究。結(jié)果顯示:不同于微擬球藻，湛江等鞭金藻中MGDG作為C18脂肪酸去飽和反應(yīng)的主要載體。甜菜堿脂DGTS和DGCC可作為?；w，參與?；D(zhuǎn)移代謝。氮限制下，極性甘油酯MGDG作為C16∶0和C18∶1脂肪酸的?；鶐斓霓D(zhuǎn)運(yùn)C16∶0和C18∶1至TAG積累。通過對(duì)比湛江等鞭金藻及微擬球藻氮元素脅迫下TAG合成?；鶃碓吹牟町悾_定了從頭合成途徑是微藻積累高含量TAG的關(guān)鍵。這一結(jié)論將成為篩選利用光合固碳產(chǎn)油微藻的必要條件之一。