窒素制限下でのオーキシンの補給により、Eustigmatos calaminaris バイオマス中のオレイン酸と MUFA 含有量が増加し、バイオディーゼル生産の可能性が示された

Scientific Reports volume 13、記事番号: 594 (2023) この記事を引用

824 アクセス

1 引用

メトリクスの詳細

微細藻類は脂質を蓄積する可能性があるため、バイオディーゼルの生産における使用に関して広く研究されています。 本研究は、土壌微細藻類ユースティグマトス・カラミナリスのさまざまなレベルの窒素ストレスとインドール-3に応答したバイオマス生産、生化学組成、中性脂質、糖脂質、リン脂質およびバイオディーゼル中の脂肪酸の蓄積および分布の変化の決定に焦点を当てた。・酢酸の補給。 最高の成長率、最高の脂質含有量、および毎日の脂質生産性は、IAA 補給による窒素制限を 25% までに制限したときに認められました。 NL の増加は栄養ストレスと関連していました。 窒素含有量(25% N)の減少およびIAAの添加により、GLおよびPLのレベルの増加が記録された。 ガスクロマトグラフィー/質量分析分析により、C16:0、C16:1、および C18:1 が E. calaminaris 脂質の主要な脂肪酸であることが実証されました。 リピドーム分析によって示されるように、窒素制限変異体における IAA の補給により、C18:1 および一価不飽和脂肪酸の TAG の含有量が増加しました。 今回の発見は、中性脂質の脂肪酸プロファイルを改善する潜在的な戦略と、バイオディーゼル用途における E. calaminaris の高い可能性を示しました。

脂質、特にトリアシルグリセリド (TAG) を合成および蓄積する能力を考慮すると、単細胞藻類のバイオマスはバイオディーゼル生産の有望な基質の 1 つです1。 脂質にはさまざまな生理機能があるため、藻類細胞中の脂質の含有量と組成は種や環境条件に応じて異なります。 次の脂質クラスは、その組成において区別されます:中性脂質 (NL) と極性脂質、すなわち糖脂質 (GL) とリン脂質 (PL)。 NL クラスは、主に細胞内の予備物質として機能するトリアシルグリセリドによって代表されます。 GL はチラコイドの基本成分であり、PL は細胞膜と細胞小器官の成分です2。 中性脂質または構造極性脂質の合成および蓄積の速度は、成長条件などに応じて変化します。 好ましい環境条件では、藻類は細胞膜内でリン脂質の形で脂質を合成します3。 環境中に存在するストレス因子は、藻類細胞の成長と代謝に変化を引き起こします。 最新の文献で示されているように、窒素欠乏は脂質の蓄積を促進します1,4。 とりわけストレス条件下での過剰な活性酸素種の形成により、脂質の蓄積は藻類の細胞分裂の阻害を伴います4。 オーキシンは植物ホルモンであり、その機能は活性酸素種の解毒に関連しています5。 インドール-3-酢酸オーキシンは、緑藻の成長と代謝の調節を高めることが報告されています6、7、8。 現在の文献では、窒素ストレス条件におけるインドール-3-酢酸が微細藻類の成長と細胞組成に及ぼす影響に関するデータが提供されています9。 しかし、窒素制限や外因性インドール-3-酢酸の補給に応じて脂肪酸プロファイル（中性脂質を特別に考慮した個々の脂質クラスの脂肪酸を含む）に誘発される変化に関する詳細なリピドミクス情報は存在しない。 注目すべきことに、バイオディーゼル生産のための原料の適合性は、個々の脂質クラスの量だけでなく、中性脂質の脂肪酸プロファイルにも影響されます。 Eustigmatophycean 微細藻類は、脂肪酸を生産する能力があるため、産業用途に有望な材料と考えられています 10。 Eustigmatophyceae綱に属するいくつかの種、例えば海洋性Nannochromopsis spp.は、モデル油性種とみなされ、広範囲に調査されている。 対照的に、土壌中に発生するユースティグマトス株に焦点を当てた研究はほとんどありません。 さらに、これらの藻類の生物工学的可能性はまだ調査されていません 11。 これまでのところ、ナンノクロロプシス属、トラキディスカスミヌトゥス属、ヴィシェリ属およびユースティグマトス・マグヌス属のユースチグマトフィセエ藻類は、脂質化合物を合成する能力の観点からのみ分析されている4、11、12、13。 Nannochromopsis spp.の広範な使用。 バイオテクノロジーの研究者らは、他のユースチグマト藻類も大きなバイオテクノロジーの可能性を特徴とする可能性があることを示唆しています。 Eustigmatos calaminaris (Eustigmatophyceae) は、カラミン鉱山の戦利品から単離された単細胞球状藻類であり、そのリピドミック プロファイルはこれまでのところまだ特徴付けられていません 14,15。