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《雨生红球藻虾青素合成关键酶基因bkt分子机制相关研究.》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、关于雨生红球藻虾青素合成关键酶基因bkt分子机制相关研究曾志勇、袁家铮、吴美婷、宋雪一、立项依据与研究内容1．项目的立项依据（1）研究目的与意义虾青素（astaxanthin,AST，3,3'-二羟基44'-二酮基-β胡萝卜素,分子式为C40H52O4）是一种具有极强抗氧化活性的类胡萝卜素，可作为脂溶性的色素,具有艳丽的红色和强的抗氧化性能。在食品工业中,不仅能有效起到保鲜、保色、保味、保质等作用,而且能为多类食品着色,增加食品的色泽美感。另外,动物实验表明虾青素有抑制肿瘤发生、增强免疫功能等多方面的生理作用。因此虾青素还可以运用于保健品，以提高机体
2、免疫能力和防癌抗癌为特点，运用于化妆品中还具有抗氧化，防衰老，抑制色素累积等优点。此外，虾青素进入动物体后可以不经修饰或生化转化而直接贮存于组织中，使一些水生动物的皮肤和肌肉出现健康而鲜艳的颜色，因此虾青素是鱼类饲料中的首选色素，虾青素还可以促进生长繁殖及家禽的产蛋率。总之，虾青素具有巨大的市场潜力和广泛的应用价值和商业前景。研究表明，虾青素是具有抗氧化活性的类胡萝卜素，与β-胡萝卜素、维生素E等相比，虾青素具有更强的生物活性，是属于对人体安全无害的物质。虾青素的抗氧化活性比β-胡萝卜素高约32倍，比维生素E高约100倍，虾青素已被认为是“超级抗氧化
3、剂”。目前国际市场的价格为每千克100美元，由于虾青素结构的特异性让它具备多种效用价值，因此全球每年有1亿美元以上的市场容量。目前生产虾青素的方法有两种，包括化学合成和生物提取。由于化学合成的虾青素比之天然虾青素在结构、功能、应用及安全性等方面都要略逊一筹，所以很多科研人员寻找高效的天然虾青素合成方法来弥补化学合成虾青素的不足。目前市场上虾青素的主要来源是雨生红球藻（Haematococcuspluvialis）。这种藻是天然虾青素产量最高的生物，在特定条件下，雨生红球藻可以积累占其干重1%~3%以上的虾青素，且所含虾青素的结构与养殖对象所需一致，被
4、公认为天然虾青素的最好生物来源。雨生红球藻是一种单细胞绿藻，在多种逆境胁迫条件下能够大量合成并迅速积累的次生代谢产物—虾青素。例如在强光、缺氮诱导或者ABA诱导等条件下，雨生红球藻合成虾青素。雨生红球藻虾青素的合成机制很特别，在弱光、氮磷丰富的环境中主要以绿色的游动细胞形式存在；而在不利于生存的条件(高光照、高温、高盐和营养盐饥饿)下则以不动细胞形式存在，并积累大量的类胡萝卜素，其中80%以上是虾青素。雨生红球藻虾青素合成的触发明显与环境胁迫因子相关，是研究绿藻在环境胁迫下如何进行基因表达调控极佳的实验材料，具有重要的学术价值。有研究证明在诱导条件下
5、雨生红球藻细胞内虾青素积累明显。在虾青素合成酶系基因中八氢番茄红素合成酶基因(psy)、八氢番茄红素脱氢酶基因(pds)在诱导条件下，mRNA水平在一段时间内持续升高，在诱导后期mRNA依然保持较高水平。胡萝卜素羟化酶基因(crtR-B)、胡萝卜素酮化酶基因(bkt)在诱导一段时间后mRNA水平升高后又略有下降,而番茄红素环化酶基因(lcy)则不受这些诱导条件的调控,一直处于较高水平的表达。虾青素合成基因表达模式的差异表明这些基因分子调控机制不尽相同。β-胡萝卜素酮化酶(BKT)是雨生红球藻虾青素合成途径中的关键酶，能够以β-胡萝卜素(β-Carot
6、ene)和玉米黄素(Zeaxanthin)为底物，形成角黄质(Canthanxanthin)和虾青素。其中β-胡萝卜素酮化酶基因（bkt）的转录活性与虾青素含量呈明显的线性关系，胁迫前，几乎检测不到任何bkt转录活性和虾青素；胁迫后，bkt的转录活性最多上升近百倍，虾青素也相应得到大量积累。参考文献陈兴才，黄伟光，欧阳琴.雨生红球藻中虾青素酯的皂化及游离虾青素的纯化分离.福州大学学报.2005,33(2):264-269张晓丽1,2，刘建国1,*.虾青素的抗氧化性及其在营养和医药应用方面的研究.食品科学.2006,27(01):258-262朱明军，
7、宗敏华，吴振强，梁世中.虾青素研究进展.食品工业科技.2000,21(2):79-81高桂玲，成家杨，马炯*.雨生红球藻和虾青素的研究.水产学报.2014,38(2):297-304章丽，龚一富*，刘晓丹，张文青.盐生杜氏藻β-胡萝卜素羟化酶基因(chyb)的克隆及表达分析.农业生物技术学报.2013,21(8):920-930梁成伟1,2，田李2，苏忠亮1，秦松2＊.诱导条件下雨生红球藻虾青素合成相关基因的表达特征分析.青岛科技大学学报（自然科学版）.2009,30(3):221-225檀琮萍1,2，梁成伟1,2，苏忠亮3，秦松1.雨生红球藻β-胡
8、萝卜素酮化酶基因克隆、分析及叶绿体表达载体构建.海洋通报.2007.26(1):35-40檀琮萍1,2，阎斌
