乙酸为碳源产油酵母共培养提高脂质产量及转录组学分析

《Scientific Reports》：Enhanced lipid production from acetate by oleaginous yeast co-cultivation and transcriptomic characterization

摘要

微生物脂质是有前景的替代油脂来源，尤其适用于生物柴油生产，但其工业化应用受到高发酵成本和低脂质产量的限制。来源于有机废弃物的挥发性脂肪酸（VFAs）是微生物脂质生产的潜在低成本底物。本研究探讨了利用乙酸作为碳源进行产油酵母共培养以提高脂质产量。在单培养与共培养条件下评价了四株产油酵母菌株，其中产脂耶氏酵母（Yarrowia lipolytica）与光合丝色酵母（Rhodotorula glutinis）的组合在测试的组合中表现出最高的脂质生产能力。采用响应面法对培养参数进行优化，包括乙酸盐浓度、碳氮比和接种比例。在优化条件下，共培养的脂质浓度为1.04 ± 0.05 g/L，与产脂耶氏酵母单培养相比，干菌体重和脂质浓度分别提高了18.07%和26.83%；与光合丝色酵母单培养相比，分别提高了47.47%和30.00%。转录组分析揭示了产脂耶氏酵母中与脂质代谢相关基因表达的变化。与脂肪酸和甘油三酯合成相关的基因，包括HTD2、MECR、FAS1、FAS2、AGPAT1_2和DGAT1，转录丰度增加，而TGL3和TGL4表达降低。这些转录变化与共培养条件下脂质积累的增加相关，为产油酵母在共培养过程中的代谢响应提供了见解。