常压室温等离子体诱变选育高产二十二碳六烯酸裂殖壶藻藻株

中国农业科学院北京畜牧兽医研究所卜登攀研究员研究团队发表在知名期刊《动物营养学报》上的一篇文章：常压室温等离子体诱变选育高产二十二碳六烯酸裂殖壶藻藻株。

裂殖壶藻是一种海洋微藻，富含二十二碳六烯酸（DHA）等长链不饱和脂肪酸。DHA是 ω-3多不饱和脂肪酸的一种，具有抗氧化、降血压以及预防心脑血管疾病的功能。饲粮中添加裂殖壶藻可显著提高犊牛生长性能，并一定程度上缓解犊牛腹泻，但自然界筛选的野生藻种无法满足工业生产的需要，因此获得一株富含 DHA 的裂殖壶藻生产藻株有重大研究和应用意义。传统紫外及化学诱变存在正向突变率低、诱变效果差等问题。因此，本研究采用常压室温等离子体（ARTP）作为诱变方法开展试验，ARTP是近年来新兴的一种诱变技术，它产生高能氦气等多种活性粒子诱发其产生基因突变，具有操作简便、高效安全、正向突变率高等优点，已得到了广泛应用。

本研究旨在通过诱变选育得到一株高产DHA的裂殖壶藻藻株，为进一步开发缓解幼龄动物腹泻的新型饲料奠定基础。使用裂殖壶藻原始藻株 ATCC20888，通过常压室温等离子体（ARTP）对藻株进行诱变，再进一步通过建立丙二酸、2，2'-联吡啶及丙二酸-2，2'-联吡啶复合筛选方法对诱变藻株进行快速筛选，对筛选突变藻株进行摇瓶发酵，利用磷酸香草醛法和高效气相色谱法对突变藻株的油脂、DHA产量快速检测，得到高产DHA的藻株。结果表明：丙二酸、2，2'-联吡啶及丙二酸-2，2'-联吡啶复合筛选均可以提高裂殖壶藻藻株的平均DHA 产量，较原始藻株分别提高了32.20%、25.01%和29.71%。通过丙二酸-2，2'-联吡啶复合筛选得到的诱变藻株I-F-9，其DHA含量（54.56%）及产量（10.88g/L）分别比原始菌株增加了74.62%和61.17%（P<0.05）。

​由此可见，通过ARTP选育的裂殖壶藻藻株I-F-9 较原始藻株 DHA 含量及产量均有显著提高，且其 DHA 产量处于目前同类研究前列。
 

文章精彩内容如下：

▲图2丨裂殖壶藻ARTP诱变致死率曲线

 

▲图4丨2,2'-联吡啶筛选裂殖壶藻藻株生物量、油脂产量、DHA产量测定

▲图5丨复合筛选裂殖壶藻藻株生物量、油脂产量、DHA产量测定

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常压室温等离子体诱变育种仪ARTP(Atmospheric Room Temperature Plasma)是一种全新的射频放电技术，该技术使用惰性气体放电，能够在常压室温条件下产生大量高能量的活性粒子；研究表明，活性粒子可以有效的用于细胞的遗传物质并导致DNA结构损伤，进而利用细胞自身高容错率的修复机制，产生大量的突变位点，最终获得大容量的基因突变库。

▲图丨常压室温等离子体诱变育种仪ARTP（来源：天木生物）

ARTP特点：

• 非转基因手段，突变性能更强、突变位点更丰富

• 专有氦气等离子体有变技术，能量高，基因损伤强度大

• 放电条件温和，活性粒子丰富，使用方便安全

• 易维护、运行费用低

• 应用范围广

应用领域：
原核生物（如细菌、放线菌等）、真核生物（如霉菌、酵母、藻类、高等真菌等）及植物细胞。
截止到2022年08月29日，中文文献404篇，英文文献167篇，专利230篇，学位论文165篇，共计966篇