光调控微藻生物合成：栅藻与小球藻的高价值生物质优化策略及其在营养保健与饲料中的应用

《Biomass and Bioenergy》：Maximizing high-value biomass in Scenedesmus and Chlorella: Exploring light-driven macromolecular storage for nutraceutical and feed applications

本综述系统探讨了在无菌（axenic）条件下，通过精确调控光照波长（红/绿/蓝）与强度（80-200 μE）及CO2供应（2%），优化栅藻（Scenedesmus）与小球藻（Chlorella）生物质产量与大分子（脂质、蛋白质）储存的策略。研究证实光照条件可显著影响脂质积累（如栅藻在150 μE下脂质含量达39.36%），其脂肪酸组成（油酸、棕榈酸等）凸显了在制药、营养保健及饲料领域的应用潜力，为高值微藻产业化提供了理论依据。

　　

亮点 (Highlight)

微藻菌株

栅藻（Scenedesmus）和小球藻（Chlorella vulgaris）来自那不勒斯大学ACUF菌种库。菌株在BBM培养基、无菌（axenic）条件下于25°C保存，持续机械振荡（150–160 rpm）并接受连续白光照射。BBM培养基组成包含10 ml NaNO₃溶液（25 g l^?1）、CaCl₂·2H₂O（2.5 g l^?1）、MgSO₄·7H₂O（7.5 g l^?1）、K₂HPO₄·3H₂O等。

80 μE白光、红光、绿光与蓝光下的生物质增殖

在初始光强度（80 μE）评估中，栅藻和小球藻表现出截然不同的生理响应。这种差异可部分归因于光感知机制，例如涉及光敏色素（红光）、隐花色素和向光素（蓝光）的光感受器，它们调控影响光合作用、细胞分裂和碳代谢的转录反应。在小球藻中，光感受器介导的光捕获复合物基因调控已被观察到……

结论 (Conclusion)

本研究结果突显了光照波长和强度对微藻培养的重要影响。在150 μmol m^?2 s^?1的蓝光和绿光下，栅藻的脂质储存达到峰值，超过30%，而生物质生产力在不同光照条件下保持稳定。相反，小球藻的脂质储存未检测到显著变化，脂质含量保持在6.87%以下。两种微藻的蛋白质储存趋势相似，较高光照……

作者贡献声明 (CRediT authorship contribution statement)

P. Scarponi： 撰写初稿、监督、方法论、数据整理、概念化。

F. Chiavolelli： 形式分析。

L. Arru： 形式分析。

L. Forti： 审阅编辑、监督、项目管理、资金获取、概念化。

资助 (Funding)

本研究由欧盟—下一代欧盟计划（Next Generation EU）使命4组成部分1，通过意大利大学与研究部（MUR）的PRIN 2022项目“从农业食品工业残留物生物技术合成有价值的脂质和脂肪酸衍生物”（BioLAR）资助，CUP E53D23009140006，拨款编号20223E9C8S。

致谢 (Acknowledgement)

特别感谢意大利那不勒斯费德里科二世大学藻类收藏中心（ACUF）为本研究提供了必需的藻类菌株。