Isolation and optimization of production of Astaxanthin from Antarctic yeast Rhodotorula sp. NJ298

Rhodotorula sp. NJ298 which could produce carotenoids was isolated from Antarctic sea ice. The major carotenoid was identified as astaxanthin by Liquid Chromatography/Mass Spectrometry (LC/MS), and its content accounted for 87.62% of total carotenoids (1,786 μg/g). High Performance Liquid Chromatogrephy (HPLC) analysis showed that the purity of the astaxanthin reached about 96.16% through a simple purification. Maximum astaxanthin production (1,908 μg/g) was obtained when the yeast was grown at 10 ℃ in seawater medium containing 5 g/L sodium acetate, 5 g/L peptone, 0.5 g/L NaCl, 0.01 g/L KH2PO4; 0.01 g/L MgSO4·7H2O and 0.001 g/L FeSO4·7H2O at pH 7.5.     

类胡萝卜素结构及在动植物中的功能与生理活性

类胡萝卜素广泛合成于所有光合生物与一些非光合原核生物、真菌和少数动物;在光合生物光合器官,类胡萝卜素与叶绿素一样,是光合成与光保护必需色素;在非光合器官,充当光保护剂、抗氧化剂、颜色引诱剂和植物激素合成的前体,有利于光合生物正常的生命活动;对大多数动物与人,类胡萝卜素是经食物链传递、积累,代谢改性,呈现复杂多样的结构,在机体内具有清除自由基、抗氧化、生成维生素A、调控细胞信号通路上调抗氧化酶等特性,以预防疾病促进健康;其颜色用于动物性引诱、伪装、光保护、种间与社会关系的识别等。     

类胡萝卜素介导的植物花色调控机制研究进展

花色是一种重要的花性状,对于有花植物的观赏园艺、生殖生态以及物种演化均具有非常关键的作用。有花植物花着色的关键决定因素是花色素的合成和沉积。类胡萝卜素作为一类重要的天然色素,不仅具有营养和药理特性,同时还是许多有花植物花着色的呈色色素。笔者对植物中的类胡萝卜素代谢途径及相关基因进行了梳理,并着重总结了类胡萝卜素代谢基因的表达及其转录调控对植物花着色的影响。当前,已知花中类胡萝卜素代谢基因的表达与类胡萝卜素积累及花着色紧密相关,但是关于这些基因在花中的转录调控机制研究还处于起步阶段。植物的花器官似乎采取了与叶、果实等其他器官完全不同的策略来精细调控类胡萝卜素的生物合成与积累,并且不同植物间尚未发现共通之处。笔者基于目前的研究进展,对未来类胡萝卜素介导的花着色调控机制研究进行了展望,认为随着高通量组学技术和现代分子生物学技术的迅猛发展,可尝试结合基因组、转录组、代谢组及最新的单细胞组学和空间组学等多组学技术和遗传转化及以CRISPR/Cas9为代表的基因组编辑技术,构建多种植物花着色过程中类胡萝卜素代谢的特异性分子调控网络,以期为进一步研究类胡萝卜素介导的花色变异与演化及花色育种提供有益参考。