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分子农业与生物能源研究所李润植教授团队在油脂代谢工程方面取得新进展

近日,我校分子农业与生物能源研究所李润植教授团队在ACS Sustainable Chemistry & Engineering(IF=8.198, SCI 1区Top)发表了题为Glycinebetaine promotes photosynthesis, biomass accumulation and lipid production inNannochloropsis gaditanaunder nitrogen deprivation的研究论文。该研究以特色植物资源微拟球藻为研究对象,分析了外源甜菜碱在调节微拟球藻光合作用、生物量积累和油脂合成中的作用,为协同提高光合碳同化、生物量积累以及油脂产量提供了一种新的策略,并为甜菜碱在调控油脂合成中的作用提供了新的见解,同时为优质生物柴油的规模化与定制化制备奠定了基础,也为我省绿色、高效、可持续的“特”“优”现代农业转型发展注入了新动能。

生物柴油被认为是化石燃料的绿色替代品,而由于微藻具有光合效率高、生物量积累快、不与耕地竞争等优点,因此利用微藻生产生物柴油是替代化石燃料的一种可行性方案。微藻油脂积累量的增加可以进一步提高其在生物柴油生产中的利用价值,其中氮缺乏是诱导微藻油脂合成的有效策略之一。然而,缺氮会使光合作用碳同化能力降低、引起光抑制进而产生大量的活性氧等,最终导致微藻的生物量和油脂积累量降低。因此,亟需找到一种在光照缺氮条件下能够保护微藻细胞内代谢进而提高其油脂含量的方法。本研究发现通过外源添加甜菜碱能够提高缺氮条件下微拟球藻的光合碳同化、生物量积累及油脂产量。

甜菜碱促进微拟球藻氮缺乏条件下油脂积累的作用机理

我校农学院讲师张春辉为该论文的第一作者,农学院为第一单位,团队李润植教授,崔红利和季春丽副教授及硕士生冯悦(2020级专硕)和赵春超(2019级学硕)参与部分研究工作。本研究得到山西省高等学校科技创新项目(2020L0135)、山西省优秀博士来晋工作奖励(SXYBKY2019037)项目的资助。

文章链接:https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.1c05181

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