马来西亚热带雨林新型高脂微藻Euglena gracilis SAB-3的分离鉴定及其生物燃料应用潜力研究

本研究针对微藻生物燃料生产面临的菌株选择瓶颈，从马来西亚Raja Musa森林保护区分离获得新型Euglena gracilis SAB-3菌株。该菌株在7天培养周期内展现出0.704 g L-1 day-1的生物量生产率与0.051 g L-1 day-1的脂质生产率，其ITS2分子鉴定为E. gracilis进化枝，为降低生物燃料生产成本提供了优质候选菌株。

　　

在全球能源需求激增与气候变化的双重压力下，寻找可持续的化石燃料替代品已成为当务之急。微藻生物燃料因其高效的光合作用能力和非竞争性土地利用特点备受关注，但商业化进程始终受限于生产成本过高这一瓶颈。其中，富含脂质的眼虫藻属(Euglena)虽已实现日本企业的工业化生产，但其核心菌株Euglena gracilis的脂质生产率仍难以满足经济性要求。这一困境背后，隐藏着自然界微生物资源开发不足的问题——现有工业菌株多源于温带地区，而对热带高日照环境适应菌株的挖掘严重欠缺。

马来西亚的热带雨林为这一问题的解决提供了独特契机。Raja Musa森林保护区内多样的水体环境（从pH 3.3的泥炭地到pH 11.6的稻田）孕育着可能具备特殊代谢能力的微生物群落。研究人员在此采集27份水样，通过显微观察在Kuala Selangor河样本中发现具有35-50 μm纺锤形绿色细胞的Euglena sp.混合群落。

为筛选高性能菌株，研究团队采用单细胞挑取技术获得24个分离株，其中生长最快的SAB系列菌株（SAB-1至SAB-4）进入深度评估。通过优化培养体系（CM培养基、10% CO₂、100 μmol photons m^-2 s^-1光照），发现SAB-3在7天培养周期内创下多项纪录：生物量含量4.930 g L^-1、生物量生产率0.704 g L^-1 day^-1，分别是参考菌株NIES-48的2.75倍和1.5倍。更关键的是，其1.091 day^-1的比生长速率突破了传统菌株的生长限制，大幅缩短生产周期。

分子鉴定揭示了SAB-3的"身份档案"。基于711 bp的ITS2（Internal Transcribed Spacer 2）序列构建的系统发育树显示，该菌株与德国SAG保藏中心的E. gracilis标准菌株聚为一支，bootstrap支持率达100%。这一发现不仅确认了其分类地位，更暗示热带环境可能塑造了该菌株独特的代谢网络——在相同培养条件下，其脂质含量（0.359 g L^-1）显著高于同源温带菌株。

关键技术方法包括：从马来西亚Raja Musa森林保护区三类生境采集水样；单细胞挑取技术结合CM培养基平板纯化；光生物反应器培养系统监测生长曲线；Folch法提取脂质并进行重量法定量；ITS2区域PCR扩增与系统发育分析。

研究结果部分显示：

1. 1.

   样本采集与形态鉴定：显微观察确认Kuala Selangor河样本中存在典型Euglena细胞形态，其活跃运动性与梭形结构区别于其他藻类。

   
2. 2.

   菌株分离与培养：SAB-3在测试管培养系统中呈现典型"S"型生长曲线，48小时即进入指数生长期，较NIES-48菌株提前24小时。

   
3. 3.

   生物量与脂质分析：SAB-3的冻干生物量呈现深绿色颗粒状，其7.3%的脂质含量虽略低于某些报道菌株，但结合生长速度优势使其单位时间脂质产出跃居首位。

   
4. 4.

   分子系统学分析：ITS2序列比对揭示SAB-3与E. gracilis SAG菌株的遗传相似性，为后续代谢工程改造提供分子基础。

   

这项发表于《Marine Biotechnology》的研究具有三重突破意义：首先，SAB-3菌株将微藻生物燃料的潜在生产效率提升至新高度；其次，证实热带微生物资源在解决能源问题中的特殊价值；最后，建立的从环境采样到工业评估的完整技术路线，为后续菌种开发提供范式。特别值得注意的是，该菌株在酸性(pH 3.5)培养条件下的卓越表现，使其可直接利用某些工业废水培养，进一步降低生产成本。未来研究可聚焦其将储能多糖paramylon转化为蜡酯的代谢机制，这可能是突破Euglena生物燃料经济性的最后关键。