近日，中科院合肥物质院智能机械研究所离子束研究中心黄青课题组在红光促进雨生红球藻光合自养生长及相关固碳机理方面取得研究进展，相关研究成果发表在农林科学Top期刊Aquaculture上。
雨生红球藻（H.pluvialis）是一种单细胞绿藻，因其可以大量积累虾青素而被广泛认知，目前也是自然界中天然虾青素最好的生物来源。有研究表明利用红光和白光的适当组合可以促进雨生红球藻的生长并提高虾青素产量，但是其中红光在其中发挥作用的过程和机制并不清楚。
课题组研究人员发现，在对数生长后期，通过将光照培养模式从白光切换到红光，可以改善雨生红球藻的自养生长，并证实了红光通过调节碳酸酐酶的活性，维持培养基的pH值稳定在8-9之间，促进了光合作用的增强和CO2固定速率的提高（图1所示）。进一步探究机理，发现红光可能通过光敏色素介导的COP1-SPA1复合体途径对碳酸酐酶基因表达的转录因子进行调控，上调了碳酸酐酶基因CAH1和CAH3的表达，进而影响碳酸酐酶的活性（图2所示）。
这项工作可以为微藻培养过程中更有效地利用光照实现光合自养以及在碳中和中的潜在实际应用提供指导。
李腊梅博士生为文章的第一作者，黄青研究员为通讯作者。该研究得到国家自然科学基金资助。
文章链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0044848623002363?dgcid=coauthor
图1 红光照不同时间后对胞内碳酸酐酶活性和CO2固定效率的影响
A：雨生红球藻细胞中碳酸酐酶的活性随红光培养时间的变化；B：白光转换到红光照培养后，藻细胞CO2固定效率的变化。
图2 红光促进藻类细胞自养生长机制示意图
