在强光下,温和的渗透应激可为莱茵衣藻提供光保护

Plant Physiology and Biochemistry (IF=6.1) 2024-8-14

印度海得拉巴大学生命科学学院植物科学系 Rajagopal Subramanyam课题组

自养生物暴露在高光照强度下会严重影响其光合作用性能。如果再加上不可预测的气候变化,这些影响的致命性就会加剧。在这方面,我们的研究重点是以莱茵衣藻为模型系统,研究 2% 聚乙二醇(PEG)诱导的温和渗透胁迫与高光照条件的缓解效应。在不同光照强度的低 PEG 诱导的渗透胁迫下培养细胞,并通过生化和生物物理方法分析细胞的反应。值得注意的是,与未经 PEG 处理的细胞相比,在较低 PEG 浓度下生长的细胞在强光下表现出更优越的生长性能、更高的生物量和更强的光合效率。令人惊讶的是,它们的非光化学淬灭(NPQ)水平更低,这表明在 PEG 生长的样品中存在一种独特的光保护机制。圆二色性分析表明,在 PEG 生长的样品中,即使在强光下,超级复合物的宏观组织也很少受到破坏。蓝色原生聚丙烯酰胺凝胶电泳进一步证实了这一点,发现色素-蛋白质相互作用具有更高的稳定性。免疫印迹分析表明,PEG 生长细胞与非 PEG 生长细胞的核心反应中心蛋白差异极小。值得注意的是,这种保护机制在细胞壁缺陷突变体 CC503 中不存在。我们认为,观察到的部分光保护作用是由于 PEG 屏蔽了细胞壁。这一结果为在受光照强度波动影响的自然环境条件下提高藻类生物量生产带来了希望。

原文链接:Mild osmotic stress offers photoprotection in Chlamydomonas reinhardtii under high light

https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2024.109050

Related Posts

Infographic of a circular biosynthetic pathway centered on a golden crystal, with six steps: 微藻培养, 菌株优化, 岩藻黄质提取, 健康与化妆品应用, 代谢工程, 生物合成通路. Read More

深挖藻源活性物质!岩藻黄质合成研究赋能微藻高值产业化

伴随着大健康产业、美妆原料市场不断扩容,源自海藻的天然活性物质已经成为生物原料赛道的研究热点,岩藻黄质作为藻类独有的功能性类胡萝卜素,凭借抗氧化、修护等多重生物活性,广泛应用于膳食营养补充剂、护肤彩妆、保健食品等多个领域,市场需求量持续上涨,天然藻源原料的规模化生产也成为行业急需攻克的难题。 现如今代谢工程技术日渐成熟,科研人员依靠通路酶过量表达、上调合成前体供给等改造手段,已经初步提升微藻内部岩 […]…

Infographic of a lime cross-section with green arrows pointing to six labeled boxes in Chinese: 微藻 CCM, Rubisco酶, CO2富集, 相分离凝聚, 叶绿体改造, 固碳效率提升. Read More

复刻微藻 CCM 机制,相分离改造提升光合固碳效率

Rubisco 作为自然界储量最高的蛋白酶,是整个生物圈碳固定反应的核心载体,却受限于催化周转速率偏低、无法精准识别二氧化碳与氧气分子的先天缺陷,直接造成光合固碳效率大打折扣,成为长久以来束缚陆生作物光合产能提升、制约微藻固碳系统移植应用的关键卡点。自然界中的藻类、蓝藻等浮游生物经过长期演化,形成了完善的二氧化碳浓缩机制也就是 CCM 系统,依托羧酶体、蛋白核这类特殊细胞器结构包裹富集 Rubis […]…

图解:从盐湖资源到微藻蛋白产业的工艺链,涵盖盐湖养殖、浸粉加工、蛋白提取、精制纯化与产品应用的流程。右侧列示植物基食品等应用方向。)、(示意图)以盐湖资源为起点,展示多步骤转化直至产品化的路径。 Read More

杜氏盐藻蛋白提取工艺

当下全球大豆、畜禽等传统蛋白供给压力持续增大,不占耕地、耐盐碱的杜氏盐藻是极具潜力新型替代蛋白原料,且国内盐湖拥有规模化天然藻资源。本研究以青海盐湖杜氏盐藻藻粉为原料,采用碱溶酸沉法提取蛋白,先通过单因素试验锁定参数区间,再采用 Box-Behnken 响应面法精准优化提取条件;同步系统检测盐藻蛋白二级结构、氨基酸组成、持水持油、起泡乳化等关键功能指标。 最优提取工艺:pH 10.54、碱溶温度 51 ℃、碱溶时长 2.1 h、料液比 1∶206 (g/mL),蛋白提取率可达 52.98%;功能特性数据显示 50 ℃时蛋白持水、持油能力最优,0.6% 蛋白溶液起泡、乳化性能达到峰值;蛋白以 β…