The invention discloses a research method for astaxanthin synthesis process of Haematococcus pluvialis based on infrared microscopy imaging technology, including the following steps: inoculation and cultivation of Haematococcus pluvialis; treatment of Haematococcus pluvialis strains by inhibitors; infrared spectrum acquisition of astaxanthin, beta carotene and lycopene standard products; External microscopic spectrum detection; comparison and analysis of infrared microscopic imaging. The present invention utilizes infrared microscopic spectral imaging technology, combines carotenoid synthesis inhibitors to treat Haematococcus pluvialis cells, and carries out high spatial resolution in situ observation of various components of algae cells during astaxanthin accumulation, so as to analyze the role of each component in astaxanthin synthesis pathway. The method of the invention has important significance for the study of the synthetic pathway of carotenoids in algae cells and the production of astaxanthin by large-scale cultivation of Haematococcus pluvialis.
【技术实现步骤摘要】
一种基于红外光谱显微成像技术的雨生红球藻虾青素合成过程研究方法
本专利技术涉及微藻代谢过程研究
,尤其涉及一种基于红外光谱显微成像技术的雨生红球藻虾青素合成过程研究方法。
技术介绍
雨生红球藻(Haematococcuspluvialis)是一种淡水生的单细胞绿藻,隶属绿藻门、团藻目、红球藻科、红球藻属。细胞为圆形到椭圆形,直径在20-40μm。在整个生命周期中它出现3种典型的细胞形态:绿色营养细胞、黄色中间期细胞和红色孢囊细胞。在合适的生长条件下,雨生红球藻以绿色游动细胞的形式存在进行快速生长,此时细胞内主要含有叶绿素a、叶绿素b以及初级类胡萝卜素,特别是β-胡萝卜素和叶黄素。在环境条件不利时(如强光照、高盐、营养缺乏、低温、干燥、辐射、活性氧诱生剂等),雨生红球藻以黄色和红色不动细胞为主并伴随着细胞体积的增大和细胞壁的加厚,此时细胞体内的光合速率下降并且各类代谢不平衡,导致碳水化合物的迅速积累,脂肪酸和类胡萝卜素含量增加,特别是虾青素迅速在细胞内积累。与细菌、酵母等其它微生物相比,雨生红球藻被认为是天然虾青素生产的最好来源。虾青素具有抗辐射和防紫外线的功能,可以预防心脑血管疾病、缓解机体疲劳、防癌抗癌等功效,还可以提高饲养动物的免疫力、促进繁殖能力、加快个体生长、预防疾病,它已经成为食(药)品、化妆品、动物和水产养殖的重要添加剂。天然虾青素产品日益受到消费者的青睐,并且已经实现了大规模商业化生产,然而由于国际市场上虾青素供不应求导致价格不断攀升,这就使得利用雨生红球藻进行天然虾青素的生产具备了广阔的市场前景。虽然雨生红球藻是天然虾青素的最好生物来 ...
【技术保护点】
1.一种基于红外光谱显微成像技术的雨生红球藻虾青素合成过程研究方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、雨生红球藻的接种和培养;S2、抑制剂对雨生红球藻株处理;S3、虾青素、β‑胡萝卜素和番茄红素标准品的红外光谱采集;S4、藻细胞红外显微光谱的检测;S5、显微红外光谱成像的比较和分析。
【技术特征摘要】
1.一种基于红外光谱显微成像技术的雨生红球藻虾青素合成过程研究方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、雨生红球藻的接种和培养;S2、抑制剂对雨生红球藻株处理;S3、虾青素、β-胡萝卜素和番茄红素标准品的红外光谱采集;S4、藻细胞红外显微光谱的检测;S5、显微红外光谱成像的比较和分析。2.根据权利要求1所述基于红外光谱显微成像技术的雨生红球藻虾青素合成过程研究方法,其特征在于,S1中雨生红球藻的接种和培养采用如下工艺:将雨生红球藻接种于无菌的BBM培养基中培养制得雨生红球藻株。3.根据权利要求2所述基于红外光谱显微成像技术的雨生红球藻虾青素合成过程研究方法,其特征在于,S1中雨生红球藻在无菌BBM培养基中的接种重量比为10-20%;优选地,培养条件为:光照强度2000-3000lx,温度23-26℃,光暗周期12h/12h,手摇频率2-3次/天。4.根据权利要求1所述基于红外光谱显微成像技术的雨生红球藻虾青素合成过程研究方法,其特征在于,S2中抑制剂对雨生红球藻株处理采用如下工艺:将抑制剂加入雨生红球藻株培养基中,在5500-6500lx的强光照条件进行2天、5天及10天的培养,诱导虾青素的积累。5.根据权利要求4所述基于红外光谱显微成像技术的雨生红球藻虾青素合成过程研究方法,其特征在于,S2中抑制剂为尼古丁和/或二苯胺;优选地,尼古丁在雨生红球藻株培养基中的浓度为60-90μM,二苯胺在雨生红球藻株培养基中的浓度为0.1-0.3mM。6.根据权利要求1所述基于红外光谱显微成像技术的雨生红球藻虾青素合成过程研究方法,其特征在于,S3中虾青素、β-胡萝卜素和番茄红素标准品的红外光谱采集采用如下工艺:将虾青素、β-胡萝卜素及番茄红素样品分别经红外光谱仪检测测得红外图谱;将红外...
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