腐植酸通过调控GABA、多胺和H2O2水平促进雨生红球藻停滞期虾青素积累的机制研究

本研究针对微藻抗氧化代谢物高效生产的需求，来自未知机构的研究团队探究了腐植酸(HA)对雨生红球藻(H. lacustris)生长及虾青素合成的调控机制。研究发现80 μM HA(HA80)能显著提升虾青素(5.39 mg L-1)、黄酮(15.64 mg g-1 DW)和多酚(55.64 mg g-1 DW)产量，同时激活多胺代谢和GABA支路调控ROS水平，为微藻高值代谢物生产提供了新策略。

　　

这项突破性研究揭示了腐植酸(HA)如何巧妙调控雨生红球藻(Haematococcus lacustris)的代谢网络。当藻细胞处于停滞生长期时，80 μM的HA(HA80)就像一把精准的代谢调节钥匙——它显著提升了虾青素(astaxanthin)产量至5.39 mg L^-1，同时让细胞集体"换装"进入红色不动孢子阶段。更有趣的是，HA80处理组中，多胺家族的腐胺(putrescine)和亚精胺(spermidine)含量飙升，而γ-氨基丁酸(GABA)和钙离子(Ca²⁺)则像退潮般下降。研究人员还发现，HA80像一位经验丰富的交通警察，通过激活琥珀酸脱氢酶(SDH)和三羧酸循环(TCA cycle)，同时启动GABA支路(GABA shunt)来维持细胞内活性氧(ROS)的平衡。这些发现不仅解释了HA浓度与细胞生长阶段的精妙关系，更展示了如何通过调控多胺代谢和抗氧化防御系统来优化微藻高值产物的生产。