产油微藻 Auxenochlorella protothecoides UTEX 2341对镉胁迫的生理响应及抗性机理

背景重金属镉(Cd)污染问题日益严峻。微藻是一种良好的生物吸附剂。目前研究多关注于微藻对Cd的去除率及吸附性能方面，对其抗Cd机理的研究比较少。 目的以产油微藻Auxenochlorella protothecoides UTEX 2341为材料，研究Cd胁迫对UTEX 2341生理性状、抗性机理及产油的影响。 方法测定微藻在0-5 mmol/L Cd胁迫下的生长产油情况，并进一步分析2 mmol/L Cd胁迫下藻体中色素、可溶性蛋白和油脂含量的变化，以及藻体亚显微结构、抗氧化酶和抗氧化剂、脂肪酸组分的改变情况。 结果Auxenochlorella protothecoides UTEX 2341能够耐受2 mmol/L Cd胁迫，虽然其生物量和叶绿素含量在Cd胁迫下略有降低，但油脂产量显著增加，胁迫168 h时为1.60 g/L，是对照的1.77倍。此外，高浓度Cd引起了胞内活性氧的积累。抗性机理分析表明高Cd胁迫显著抑制了微藻体内的抗氧化酶活性，但非酶抗氧化剂类胡萝卜素和还原性谷胱甘肽的含量显著增加，分别是对照的1.42倍和4.5倍，从而缓解高浓度Cd对微藻细胞造成的氧化损伤，减轻Cd的毒性。脂肪酸组分分析结果表明，Cd胁迫下油酸(C18:1)含量增加，且脂肪酸成分中C16-C18的含量达96%-98%，符合生物柴油的生产标准。 结论该研究为揭示微藻抗Cd的机理以及Cd胁迫下微藻柴油合成的调控机理提供了一定的研究基础。