Page 107 - 《精细化工》2023年第1期

第 1 期 李玉芹，等: 富里酸诱导对三角褐指藻 EPA 合成积累的影响 ·99·

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花生四烯酸（C20:4）的 Δ -延长酶（Δ -ELOVL）和 降低了 ROS 和 MDA 水平，整体提升了藻细胞抗氧
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Δ -去饱和酶（Δ -FADS）以及催化花生四烯酸直接 化能力，有效阻止合成 EPA 的氧化分解；（2）富里
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转化为 EPA 的 Δ -去饱和酶（Δ -FADS）分别较对 酸作用上调了 EPA 通路 Δ -FADS 、 Δ -FADS 、
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照组上调 0.70、0.33 和 1.15 倍。实际上，ZHU 等 [12] Δ -FADS、Δ -ELOVL、Δ -FADS、Δ -FADS 关键
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和 THIYAGARAJAN 等 [41] 报道 ， Δ -FADS 、 酶活，为 EPA 合成积累提供前驱物和能量。以上富
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Δ -ELOVL 和 Δ -FADS 基因分别在三角褐指藻中过 里酸作用效果协同强化了三角褐指藻 EPA 合成效
表达可导致 EPA 含量增加 47.66%~58.00%。因此， 率，使 EPA 含量和产量分别达到 19.81 g/100 g 和
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富里酸通过上调 n-6 途径 Δ -FADS、Δ -ELOVL、 738.91 mg/L。然而，仍需考虑以多组学（转录组学、
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Δ -FADS 和 Δ -FADS 酶活，为 EPA 合成积累提供 蛋白组学、代谢组学联合）手段揭示富里酸诱导藻
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前驱物和能量。另一方面，n-3 通路中 Δ -去饱和酶 细胞富集油脂机制，也需评估采用富里酸诱导生产
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（Δ -FADS）在富里酸作用下较对照组也上调了 EPA 的经济安全性，以期进一步推进利用抗氧化剂
0.58 倍。根据 POLINER 等 [42] 在集胞藻中共表达 促微藻多不饱和脂肪酸积累工业规模化生产。
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Δ -FADS 和 Δ -FADS 能显著提高多不饱和脂肪酸 参考文献：
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含 量的报道 以及本研 究 n-3 通路 Δ -FADS 、
[1] GU W J, KAVANAGH J M, MCCLURE D D. Towards a sustainable
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Δ -ELOVL 和 Δ -FADS 基因的上调表达和 Δ -FADS supply of omega-3 fatty acids: Screening microalgae for scalable
的底物倾向顺序，可以推断富里酸作用提高了 α-亚 production of eicosapentaenoic acid (EPA)[J]. Algal Research, 2022,
61: 102564.
麻酸（C18:3）、十八碳四烯酸（C18:4）和二十碳四
[2] WANG Z Y, MOU J H, QIN Z H, et al. An auxin-like supermolecule
烯酸（C20:4）含量，增强了底物和能量流向 EPA to simultaneously enhance growth and cumulative eicosapentaenoic
合成路径。这与文献[2, 5]分别利用植物激素超分子 acid production in Phaeodactylum tricornutum[J]. Bioresource
Technology, 2022, 345: 126564.
类似物（SM）和 BHT 抗氧化剂诱导上调三角褐指
[3] UDAYAN A, SABAPATHY H, ARUMUGAM M. Stress hormones
藻多不饱和脂肪酸合成基因（D6、D5b、E5b、E6b、 mediated lipid accumulation and modulation of specific fatty acids in
D5a 和 FAD2 等）表达丰度，增强三角褐指藻 EPA Nannochloropsis oceanica CASA CC201[J]. Bioresource Technology,
2020, 310: 123437.
产量研究结果一致。因此，富里酸诱导三角褐指藻 [4] LIMA S, SCHULZE P S C, SCHULER L M, et al. Flashing light
EPA 产量提高的另一关键原因可能是其上调了微藻 emitting diodes (LEDs) induce proteins, polyunsaturated fatty acids
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胞内 EPA 通路 Δ -FADS、Δ -FADS、Δ -FADS、 and pigments in three microalgae[J]. Journal of Biotechnology, 2021,
325: 15-24.
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Δ -ELOVL、Δ -FADS、Δ -FADS 系列关键酶，为 [5] WANG X, BALAMURUGAN S, LIU S F, et al. Enhanced
EPA 合成积累提供前驱物和能量，从而强化了三角 polyunsaturated fatty acid production using food wastes and biofuels
byproducts by an evolved strain of Phaeodactylum tricornutum[J].
褐指藻 EPA 富集效率。 Bioresource Technology, 2020, 296: 122351.
[6] WU Z S, QIU S, ABBLEW A W, et al. Evaluation of nitrogen source,
concentration and feeding mode for co-production of fucoxanthin
and fatty acids in Phaeodactylum tricornutum[J]. Algal Research,
2022, 63: 102655.
[7] SINETOVA M A, SIDOROV R A, MEDVEDEVA A A, et al. Effect
of salt stress on physiological parameters of microalgae Vischeria
punctata strain IPPAS H-242, a superproducer of eicosapentaenoic
acid[J]. Journal of Biotechnology, 2021, 331: 63-73.
[8] KADALAG N L, PAWAR P R, PRAKASH G, et al. Co-cultivation
of Phaeodactylum tricornutum and Aurantiochytrium limacinum for
polyunsaturated omega-3 fatty acids production[J]. Bioresource

Technology, 2021, 346: 126544.
图 6 富里酸诱导对三角褐指藻胞内 EPA 合成关键调控 [9] LIU J, LIU M J, PAN Y F, et al. Metabolic engineering of the
酶的影响 oleaginous alga Nannochloropsis for enriching eicosapentaenoic acid
Fig. 6 Effects of fulvic acid on genes responsible for in triacylglycerol by combined pulling and pushing strategies[J].
EPA biosynthesis in P. tricornutum Metabolic Engineering, 2022, 69: 163-174.
[10] XIN Y, SHEN C, SHE Y T, et al. Biosynthesis of triacylglycerol
molecules with a tailored PUFA profile in industrial microalgae[J].
3 结论 Molecular Plant, 2019, 12: 474-488.
[11] CUI Y, THOMAS-HALL S R, SCHENK P M. Phaeodactylum
tricornutum microalgae as a rich source of omega-3 oil: Progress in
外源添加 20 mg/L 富里酸诱导三角褐指藻合成
lipid induction techniques towards industry adoption[J]. Food Chemistry,
积累 EPA 结果显示：（1）富里酸作用提高了三角褐 2019, 297: 124937.
指藻胞内抗氧化酶 POD、SOD、CAT 活性，增加了 [12] ZHU B H, TU C C, SHI H P, et al. Overexpression of endogenous
delta-6 fatty acid desaturase gene enhances eicosapentaenoic acid
总叶绿素、类胡萝卜素和总多酚抗氧化组分含量， accumulation in Phaeodactylum tricornutum[J]. Process Biochemistry,