近日，中科院合肥物質院智能機械研究所離子束研究中心黃青課題組在紅光促進雨生紅球藻光合自養生長及相關固碳機理方面取得研究進展，相關研究成果發表在農林科學Top期刊Aquaculture上。

　　雨生紅球藻（H.pluvialis）是一種單細胞綠藻，因其可以大量積累蝦青素而被廣泛認知，目前也是自然界中天然蝦青素最好的生物來源。有研究表明利用紅光和白光的適當組合可以促進雨生紅球藻的生長并提高蝦青素產量，但是其中紅光在其中發揮作用的過程和機制并不清楚。

　　課題組研究人員發現，在對數生長后期，通過將光照培養模式從白光切換到紅光，可以改善雨生紅球藻的自養生長，并證實了紅光通過調節碳酸酐酶的活性，維持培養基的pH值穩定在8-9之間，促進了光合作用的增強和CO2固定速率的提高（圖1所示）。進一步探究機理，發現紅光可能通過光敏色素介導的COP1-SPA1復合體途徑對碳酸酐酶基因表達的轉錄因子進行調控，上調了碳酸酐酶基因CAH1和CAH3的表達，進而影響碳酸酐酶的活性（圖2所示）。

　　這項工作可以為微藻培養過程中更有效地利用光照實現光合自養以及在碳中和中的潛在實際應用提供指導。

　　李臘梅博士生為文章的第一作者，黃青研究員為通訊作者。該研究得到國家自然科學基金資助。

　　文章鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0044848623002363?dgcid=coauthor 

　　圖1 紅光照不同時間后對胞內碳酸酐酶活性和CO2固定效率的影響

　　A：雨生紅球藻細胞中碳酸酐酶的活性隨紅光培養時間的變化；B：白光轉換到紅光照培養后，藻細胞CO2固定效率的變化。

圖2 紅光促進藻類細胞自養生長機制示意圖