《Bioresource Technology》：Mixotrophic culture of
Chlorella sorokiniana enhances carotenoid and biostimulant production
编辑推荐：
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碳源和浓度调节了C. sorokiniana的生物刺激剂质量。
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低乳糖供应（1 gC/
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碳源和浓度调节了C. sorokiniana的生物刺激剂质量。
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低乳糖供应（1 gC/L）使生物量中的类胡萝卜素含量最大化。
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葡萄糖在1 gC/L浓度下产生了最高的生物量和生物刺激剂活性（GI 232%）
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较高的碳浓度使植物激素从IAA优势转变为JA优势。
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碳源和浓度调节了细胞在玻璃表面的粘附性。
引言
农业对可持续和环保替代品的迫切需求使得微藻作为生物基产品的来源越来越受到关注（Nur等人，2025年）。其中，具有抗氧化和生物刺激特性的化合物因其能够促进植物生长和增强抗逆性，同时减少对合成农用化学品的依赖而受到越来越多的关注（Gon?alves等人，2023年）。
像Chlorella属这样的微藻，特别是Chlorella sorokiniana，由于其快速生长、代谢灵活性（Treves等人，2017年）以及合成有价值的次级代谢产物的能力（包括类胡萝卜素、植物激素、多糖和微量营养素，Diprat等人，2020年；Georgiou等人，2025年）而被广泛研究。
这些生物活性化合物通过调节与细胞生长、伸长和抗逆性相关的基因表达来刺激植物的生理反应（Fang等人，2024年）。因此，C. sorokiniana已成为一种有前景的生物刺激剂，可用于增强植物发育和生产力（Kholssi等人，2019年）。
C. sorokiniana在混合营养条件下（同时进行光合作用和有机碳同化）的培养显示出显著提高生物量产量和促进生物活性分子合成的潜力（Cheirsilp和Torpee，2012年；Fang等人，2024年；Patel等人，2021年；Xie等人，2019年）。先前的研究表明，碳底物的类型和浓度可以影响微藻的关键生理过程（Azaman等人，2017年），如养分吸收、色素合成和代谢活性。然而，关于特定碳底物如何调节C. sorokiniana在混合营养条件下的类胡萝卜素含量和生物刺激特性，目前知之甚少。
除了对生物量和代谢产物生产力的影响外，培养基的组成也会影响细胞在表面的粘附性。生物污染，定义为微藻细胞在水生环境中不希望的粘附和积累，是光生物反应器（尤其是封闭式反应器）面临的一个主要挑战，因为它会降低光穿透率、生物量质量和过程效率（Soriano-Jerez等人，2024年）。一些作者观察到氮磷比率会影响Nannochloropsis gaditana（Soriano-Jerez等人，2021年）、Isochrysis galbana和Chlamydomonas reinhardtii（García-Abad等人，2022年）的细胞粘附性。然而，据我们所知，尽管不同碳底物对培养质量和生产力有潜在影响，但它们对C. sorokiniana在混合营养条件下的粘附性的影响仍评估不足。
本研究旨在评估五种碳底物（碳酸氢钠、葡萄糖、甘油、乳糖和脱脂牛奶）在相同碳基础上以三种浓度（1、2.5和5 g C·L?1）供应时，以及对C. sorokiniana>混合营养生长的影响。这些底物的选择范围从纯无机碳底物到成分复杂的食品工业基质，因此在碳供应上相互匹配，但在总体营养成分上不匹配。此外，还评估了微藻细胞在玻璃表面上的粘附性，并分析了生物量的植物激素谱及其与生物刺激响应的关系。通过使用Brassica rapa var. pekinensis进行种子发芽试验来评估生物刺激活性。
我们假设添加有机碳底物可以调节C. sorokiniana的生长行为和代谢谱，包括植物激素的产生和表面粘附性，而这些响应取决于底物的性质而不仅仅是提供的碳量。这项工作有助于优化培养策略，以提高C. sorokiniana>作为可持续植物生物刺激剂的生物技术潜力。
部分摘要
菌株和生物量处理
Chlorella sorokiniana来自西班牙阿尔梅里亚大学海洋微藻生物技术研究组（BIO-173）的微藻收藏。该菌株最初在250 mL Erlenmeyer烧瓶中进行混合营养培养，最终工作体积为150 mL，使用的是< />-Algal培养基（Camacho-Rodríguez等人，2013年）。在预培养过程中添加了抗生素组合（青霉素、链霉素和氯霉素，比例为10:5:1）。
碳底物对微藻生长的影响
C. sorokiniana的混合营养培养结果表明，根据所供应的碳底物和浓度，生物量积累存在显著差异（图1）。葡萄糖在所有三种浓度下都比无碳对照组增加了生物量，而其他底物的效果则取决于浓度：脱脂牛奶在2.5和5 g C·L?1时超过了对照组，甘油在1和2.5 g C·L?1时也是如此，而碳酸氢钠仅在1 g C·L?1时超过了对照组，而乳糖则低于对照组
结论
本研究表明，在混合营养培养过程中使用的碳底物是调整C. sorokiniana的生产力、代谢谱和生物刺激性能的关键因素。葡萄糖使生物量生产力最大化，而低乳糖补充（1 g C·L?1）产生的生物量类胡萝卜素含量最高，植物激素谱以IAA为主。脱脂牛奶在整个测试浓度范围内保持了IAA的产生，脱脂牛奶和葡萄糖都促进了种子发芽
CRediT作者贡献声明
M.K. Ojeda-Cruz：撰写——原始草稿、方法学、研究、数据分析、概念化。 L.G. Granda-Guaman：方法学、研究、数据分析。 I. Pérez-Martín：方法学、研究、数据分析。 Y. Soriano-Jerez：撰写——原始草稿、验证、方法学、研究、数据分析、数据管理、概念化。 E. Navarro-López：撰写——审阅与编辑、监督、数据分析。 A. Sánchez-Mirón：撰写——审阅与编辑。
资助
本研究得到了经济与竞争力部（项目PDC2022-133206-I100）、欧洲区域发展基金计划以及安达卢西亚自治区科学与技术部（PPITUAL，Junta de Andalucía-FEDER 2021–2027-Program: 54.A，技术和创新（MinCiencias）Bicentennial博士卓越基金BPIN 2020000100391）的资助。
利益冲突声明
作者声明没有已知的可能会影响本文所述工作的财务利益或个人关系。
致谢
本研究得到了经济与竞争力部（项目PDC2022-133206-I100）、欧洲区域发展基金计划以及安达卢西亚自治区科学与技术部（PPITUAL，Junta de Andalucía-FEDER 2021-2027-Program: 54.A，技术和创新（MinCiencias）Bicentennial博士卓越基金BPIN 2020000100391）的资助。
M.K. Ojeda-Cruz|L.G. Granda-Guaman|I. Pérez-Martín|Y. Soriano-Jerez|E. Navarro-López|A. Sánchez-Mirón|G.A. Pe?uela|M.C. Cerón-García
