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微藻生物工程
微藻是一類在陸地、海洋分布廣泛，營(yíng)養(yǎng)豐富、光合利用度高的自養(yǎng)植物，細(xì)胞代謝產(chǎn)生的多糖、蛋白質(zhì)、色素等，使其在食品、醫(yī)藥、基因工程、液體燃料等領(lǐng)域具有很好的開發(fā)前景。微藻是潛力很大的生物質(zhì)能源，微藻可直接利用陽(yáng)光、二氧化碳和含氮、磷等元素的簡(jiǎn)單營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)快速生長(zhǎng)，并在細(xì)胞內(nèi)合成大量油脂，其產(chǎn)油效率達(dá)20%~70%。它們的光合作用效率高，生長(zhǎng)周期短，適應(yīng)環(huán)境性強(qiáng)，為微藻能源產(chǎn)業(yè)提供了基礎(chǔ)。
圖1 微藻生物質(zhì)制備高附加值化學(xué)品、功能食品及燃料（Zeng et al.,Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2015）
本課題組在微藻領(lǐng)域的研究方向：
1. 高密度培養(yǎng)紫球藻生產(chǎn)花生四烯酸（ARA）
ARA 是屬于ω-6系列的一種人體必需的多不飽和脂肪酸(Polyunsaturated fatty acids，PUFAs)，具有廣泛的生物活性和重要的營(yíng)養(yǎng)作用。因此，在嬰幼兒保健食品、醫(yī)藥、化妝品、飼料等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。微藻作為海洋食物鏈中 PUFAs 的初級(jí)生產(chǎn)者，由于其蘊(yùn)量豐富、種類繁多，具有獨(dú)特的物理特性并且富含多種有開發(fā)價(jià)值的生物活性物質(zhì)，引起人們極大的研究興趣， 日漸成為人們獲取 ARA 的重要來(lái)源。本課題組通過(guò)高密度培養(yǎng)紫球藻，實(shí)現(xiàn)對(duì)全細(xì)胞的綜合高值化利用。
從廈門海域篩選獲得的生產(chǎn)ARA紫球藻（Porphyridium cruentum）為出發(fā)藻株，擬采用原生質(zhì)體融合和基因組重組技術(shù)進(jìn)一步選育高產(chǎn)ARA藻株， 設(shè)計(jì)適合該藻種生長(zhǎng)和 ARA 積累的高密度培養(yǎng)基，通過(guò)優(yōu)化代謝調(diào)控和培養(yǎng)工藝，解決海洋微生物的工程化放大問(wèn)題，使細(xì)胞達(dá)到較高的生長(zhǎng)速度以及高密度，進(jìn)而大大提高 ARA 含量和總油脂的產(chǎn)量。在國(guó)內(nèi)實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)高附加值的新資源功能性食品營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑ARA，降低ARA生產(chǎn)成本，對(duì)替代國(guó)外同類產(chǎn)品，開發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的微藻來(lái)源的功能性保健食品ARA。同時(shí)，紫球藻還含有豐富的藻紅蛋白及多糖，亦具有廣闊的應(yīng)用前景。
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