[发明专利]雨生红球藻耐高温突变株及其应用

说明书

本发明涉及一种雨生红球藻Haematococcus pluvialis耐高温突变株，命名为YYAM001，以编号CGMCC No.45099保藏于中国普通微生物菌种保藏管理中心，保藏日2022年4月29日，保藏地址是北京市朝阳区北辰西路1号院3号。该突变株是以雨生红球藻Haematococcus Pluvialis 712的野生型为出发材料，采用常压室温等离子体诱变雨生红球藻，经高温反复筛选，获得的遗传性状稳定的单克隆耐高温藻种。该突变株在低温下短时间内增长速度显著高于野生型，在高温连续培养下同样优于野生型，在更高温度(34℃)时存活率远高于野生型。在m‑MCM培养基缺氮高盐胁迫条件下，细胞积累虾青素略高于野生型。该突变株在经过一年培养后，其耐高温性状、生长速度及色素积累能力稳定，说明其遗传特性稳定，可用作生产虾青素的优质藻种。

技术领域

本发明涉及微藻技术领域，具体涉及雨生红球藻Haematococcus Pluvialis耐高温突变株及其应用。

背景技术

虾青素是一种断链抗氧化剂。具有极强的抗氧化能力，可以清除二氧化氮、硫化物、二硫化物等，也可降低脂质过氧化作用，有效的抑制自由基引起的脂质过氧化作用。同时，有抑制肿瘤发生，增强免疫力，清除体内自由基等多方面的生理作用，对紫外线引起的皮肤癌有很好的治疗效果，对糖尿病引起的眼病也有防治作用，在保健品、医药、化妆品、食品添加剂以及水产养殖等方面具有广阔的应用前景。

虾青素存在三种异构体，3R,3'R和3R,3'S内消旋和3S,3'S，只有 3S,3'S构型的虾青素有较强的抗氧化活性。但截至目前为止，纯虾青素的价格居高不下，难以被更多群体所接触到。生产3S,3'S构型的微藻源代表性物种为雨生红球藻。雨生红球藻是一种单细胞淡水绿藻，该藻能大量积累虾青素，是公认的自然界中优质虾青素的理想型原料，是目前天然虾青素生产的主要工业来源。当藻类因收到营养缺乏、盐度增加或阳光过多等压力时，会产生虾青素。而以藻类为食的动物，会不同程度地表现一定的橙红色，即虾青素色素沉着，如鲑鱼、红鳟鱼、红鲷鱼、火烈鸟及部分甲壳类动物(虾、蟹等)。虾青素可用作于人类、动物和水产养殖消费的膳食补充剂。美国食品和药物管理局已批准虾青素作为食用色素(或颜色添加剂)用于动物和鱼类食品的特定用途。同时虾青素作为的天然抗氧化剂，其具有强力抗氧化活性，可以清除自由基，提高人体抗衰老能力。

目前市面上主流的雨生红球藻多通过露天式的培养池培养，但是露天培养池容易受到病虫害污染。此外，也有采用管道式光生物反应器培养的，极易受到外界环境影响，尤其是气温的影响导致产量较低。夏季气温炎热日晒过强，同时户外大规模培养容易滋生细菌，难以保证产品的稳定高质量输出。而采用纯异养发酵技术培养雨生红球藻可以保证其稳定高产。但雨生红球藻的光合自养的最适生长温度为25℃，在培养过程中温度过高会造成雨生红球藻形态由游动孢子变为静孢子，即细胞开始胁迫产生虾青素来抵抗不利环境，在该状态下藻类几乎不会增殖。为此不得不在培养过程中采用降温手段维持适宜温度，这将大大提高培养成本。例如专利CN105916993B及CN106480155B公开，通过30℃-40℃的藻液温度以胁迫雨生红球藻细胞中积累更多虾青素。然而，在该超高温胁迫条件下雨生红球藻立即转变为静孢子，不仅不能增殖还会让细胞数量大幅减少，虽然提高了单个细胞中虾青素的含量，但由于细胞数量骤减，导致总虾青素产量不高。为此，获得一种在高温下依然正常生长繁殖的耐高温藻株将有利于降低雨生红球藻的培养成本和藻源虾青素的生产成本。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种雨生红球藻耐高温突变株，其在34℃条件下的存活率远高于野生型，相较于野生型雨生红球藻具有显著的耐高温特性，可在高温培养环境下自养培养或异养培养，省去冷却降温设备和成本，有利于降低雨生红球藻的培养成本和藻源虾青素的生产成本，并能承受更高的胁迫温度以促进虾青素的积累。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：