微藻资源的研究和开发

然类胡萝卜素，在功能食品和医药等方面有广阔的应用前景，　可开发多种保健食品、医药产品和生物营养饲料［１６］。

参考文献［１］李浩明，高蓝．虾青素的结构功能及应用［Ｊ］．精细化工，２００３，２０（１）：３２－３８．［２］Ｔｅｒａｏ　Ｊ．　Ａｎｔｉｏｘｉｄａｎｔ　ａｃｔｉｖｉｔｙ　ｏｆ　β－ｃａｒｏｔｅｎｅ－ｒｅｌａｔｅｄ　ｃａｒｏ－ｔｅｎｏｉｄｓ　ｉｎ　ｓｏｌｕｔｉｏｎ［Ｊ］．　Ｌｉｐｉｄｓ，　１９８９，　２４：　６５９－６６１．［３］Ｌｅｅ　ＳＨ，　Ｍｉｎ　ＤＢ．　Ｅｆｆｅｃｔｓ，　ｑｕｅｎｃｈｉｎｇ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ　ａｎｄ　ｋｉ－ｎｅｔｉｃｓ　ｏｆ　ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄｓ　ｉｎ　ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌ－ｓｅｎｓｉｔｉｓｅｄ　ｐｈｏｔｏ－ｏｘｉ－ｄａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｏｙｂｅａｎ　ｏｉｌ［Ｊ］．　Ｊ　Ａｇｒｉｃ　Ｆｏｏｄ　Ｃｈｅｍ，　１９９０，　３８（８）：１６３０－１６３４．［４］Ｍｉｋｉ　Ｗ，　Ｈｏｓｏｄａ　Ｋ，　ｅｔ　ａｌ．　Ａｓｔａｘａｎｔｈｉｎ－ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ　ｄｒｉｎｋ［Ｐ］．Ｐａｔｅｎｔ　Ｎｏ　１０１５５４５９．　Ｊａｐａｎ，１９９８－０６－１６．［５］Ｃｏｒｏｎａ　Ｖ，　Ａｒａｃｒｉ　Ｂ，　ｅｔ　ａｌ．　Ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　ａ　ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄ　ｂｉｏｓｙｎ－ｔｈｅｓｉｓ　ｇｅｎｅ　ｐｒｏｍｏｔｅｒ　ｄｕｒｉｎｇ　ｐｌａｎｔ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ［Ｊ］．　Ｐｌａｎｔ　Ｊ，１９９６，　９（４）：　５０５－５１２．［６］Ｏｓｈｉｍａ　Ｓ，　Ｏｊｉｍａ　Ｆ，　ｅｔ　ａｌ．　Ｉｎｈｉｂｉｔｏｒｙ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｂｅｔａ－ｃａｒｏｔｅｎｅａｎｄ　ａｓｔａｘａｎｔｈｉｎ　ｏｎ　ｐｈｏｔｏｓｅｎｓｉｔｉｚｅｄ　ｏｘｉｄａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｐｈｏｓｐｈｏ－ｌｉｐｉｄ　ｂｉｌａｙｅｒｓ［Ｊ］．　Ｎｕｔｒ　Ｓｃｉ　Ｖｉｔａｍｉｎｎｏｌ，　１９９３，　３９（６）：　６０７－６１５．［７］Ｊｙｏｎｏｕｃｈｉ　Ｈ，　Ｓｕｎ　Ｓ，　ｅｔ　ａｌ．　Ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｖａｒｉｏｕｓ　ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄｓ　ｏｎｃｌｏｎｅｄ，　ｅｆｆｅｃｔｏｒ－　ｓｔａｇｅ　Ｔ－ｈｅｌｐｅｒ　ｃｅｌｌ　ａｃｔｉｖｉｔｙ［Ｊ］．　Ｎｕｔｒ　Ｃａｎｃｅｒ，１９９６，　２６（３）：　３１３－３２４．［８］Ｔａｎａｋａ　Ｔ，　Ｍｏｒｉｓｈｉｔａ　Ｙ，　ｅｔ　ａｌ．　Ｃｈｅｍｏｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ　ｏｆ　ｍｏｕｓｅｕｒｉｎａｒｙ　ｂｌａｄｄｅｒ　ｂｙ　ｔｈｅ　ｎａｔｕｒａｌｌｙ　ｏｃｃｕｒｒｉｎｇ　ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄａｓｔａｘａｎｔｈｉｎ［Ｊ］．　Ｃａｒｃｉｎｏｇｅｎｅｓｉｓ，　１９９４，　１５（１）：　１５－１９．［９］Ｓａｖｏｕｒｅ　Ｎ，　Ｂｒｉａｎｄ　Ｇ，　ｅｔ　ａｌ．　Ｖｉｔａｍｉｎ　Ａ　ｓｔａｔｕｓ　ａｎｄ　ｍｅｔａｂｏｌｉｓｍｏｆ　ｃｕｔａｎｃｏｕｓ　ｐｏｌｙａｍｉｎｅｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｈａｉｒｌｅｓｓ　ｍｏｕｓｅ　ａｆｔｅｒ　ＵＶｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ：ａｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｂｅｔａ－ｃａｒｏｔｅｎｅ　ａｎｄ　ａｓｔａｘａｎｔｈｉｎ［Ｊ］．　ＩｎｔＪ　Ｖｉｔａｍ　Ｎｕｔｒ　Ｒｅｓ，　１９９５，　６５（２）：　７９－８６．［１０］Ｔｏｒｒｉｓｓｅｎ　ＯＪ，　Ｃｈｒｉｓｔｉａｎｓｅｎ　Ｒ，　Ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ　ｆｏｒ　ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄｓｉｎ　ｆｉｓｈ　ｄｉｅｔｓ［Ｊ］．　Ｊ　Ａｐｐｌ　Ｉｃｈｔｈｙｏｌ，　１９９５，　１１：　２２５－２３０．［１１］Ｃｈｒｉｓｔｉａｎｓｅｎ　Ｐ，　Ｇｌｅｔｔｅ　Ｊ，　ｅｔ　ａｌ．　Ａｎｔｉｏｘｉｄａｎｔ　ｓｔａｔｉｓ　ａｎｄ　ｉｍｍｕ－ｎｉｔｙ　ｉｎ　Ａｔｌａｎｔｉｃ　ｓａｌｍｏｎ，　Ｓａｌｍｏ ｓａｌａｒ　Ｌ，　ｆｅｄ　ｓｅｍｉ－ｐｕｒｉｆｉｅｄｄｉｅｔｓ　ｗｉｔｈ　ａｎｄ　ｗｉｔｈｏｕｔ　ａｓｔａｘａｎｔｈｉｎ　ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ［Ｊ］．　ＪＦｉｓｈ　Ｄｉｓｅａｓｅｓ，　１９９５，　１８：　３１７．［１２］Ｂｊｅｒｋｅｎｇ　Ｂ，　Ｊｏｈｎｓｏｎ　Ｇ　．　Ｆｒｏｚｅｎ　ｓｔｏｒａｇｅ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｏｆ　ｒａｉｎｂｏｗｔｒｏｕｔ　（Ｏｎｃｏｒｋｙｎｃｈｕｓ　ｍｙｋｉｓｓ）　ａｓ　ａｆｆｅｃｔｅｄ　ｂｙ　ｏｘｙｇｅｎ，　ｉｌｌｕｍｉ－ｎａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｆｉｌｌｅｔ　ｐｉｇｍｅｎｔ［Ｊ］．　Ｊ　Ｆｏｏｄ　Ｓｃｉ，　１９９５，　６０（２）：　２８４－２９０．［１３］Ｔｓｏ　ＭＯ，　Ｌａｍ　ＴＴ．　Ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｒｅｔａｒｄｉｎｇ　ａｎｄ　ａｍｅｌｉｏｒａｔｉｎｇｃｅｎｔｒａｌ　ｎｅｒｖｏｕｓ　ｓｙｓｔｅｍ　ａｎｄ　ｅｙｅ　ｄａｍａｇｅ［Ｐ］．　Ｕ．Ｓ．　Ｐａｔｅｎｔ　Ｎｏ．５５２７５３３，　Ｕｎｉｔｅｄ　Ｓｔａｔｅｓ　ｏｆ　Ａｍｅｒｉｃａ，　１９９６．［１４］Ｂｅｎｎｅｄｓｅｎ　Ｍ，　Ｗａｎｇ　Ｘ，　ｅｔ　ａｌ．　Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｈ．　ｐｙｌｏｒｉ　ｉｎｆｅｃｔｅｄｍｉｃｅ　ｗｉｔｈ　ａｎｔｉｏｘｉｄａｎｔ　ａｓｔａｘａｎｔｈｉｎ　ｒｅｄｕｃｅｓ　ｇａｓｔｒｉｃｉｎｆｌａｍｍａｔｉｏｎ，　ｂａｃｔｅｒｉａｌ　ｌｏａｄ　ａｎｄ　ｍｏｄｕｌａｔｅｓ　ｃｙｔｏｋｉｎｅ　ｒｅｌｅａｓｅｂｙ　ｓｐｌｅｎｏｃｙｔｅｓ［Ｊ］．　Ｉｍｍｕｎｏｌ　Ｌｅｔ，　１９９９，　７０（３）：　１８５－１８９．［１５］Ｍｉｋｉ　Ｗ，　Ｈｏｓｏｄａ　Ｋ，　ｅｔ　ａｌ．　Ａｓｔａｘａｎｔｈｉｎ－ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ　ｄｒｉｎｋ．Ｐａｔｅｎｔ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｎｕｍｂｅｒ　１０１５５４５９［Ｐ］．　Ｊａｐａｎｅｓｅ　ＰａｔｅｎｔＯｆｆｉｃｅ，　Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎ　ｄａｔｅ：　１６　Ｊｕｎｅ，　１９９８．［１６］凌善峰．　虾青素的研究进展［Ｊ］．生物学通报，２００３，３８（１１）：４－５　．微藻资源的研究和开发薛彦斌１，崔效杰１，刘建国２（１．潍坊科技职业学院，山东寿光　２６２７００；２．中国科学院海洋研究所，山东青岛２６６０７１）摘要：从保持社会持续发展动能，有效利用水土资源，发展航天事业以及寻找应对地球生存环境演变对策的角度，论述开展微藻资源开发的必要性和重要性，综述了国内外微藻研发的概况。

关键词：微藻；生物活性物质；生物反应器；细胞工程培养中图分类号：Ｑ９４９．２文献标识码：Ａ文章编号：１６７２－９７９Ｘ（２００５）０９－００２０－０３Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ａｎｄ　ｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｍｉｃｒｏａｌｇａｅ　ｒｅｓｏｕｒｃｅＸＵＥ　Ｙａｎ－ｂｉｎ１，ＣＵＩ　Ｘｉａｏ－ｊｉｅ１，ＬＩＵ　Ｊｉａｎ－ｇｕｏ２（１　．Ｗｅｉｆａｎｇ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ　Ｃｏｌｌｅｇｅ，　Ｓｈｏｕｇｕａｎｇ　２６２７００，　Ｃｈｉｎａ；２　．　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｏｃｅａｎｏｌｏｓｇ，　Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ａｃａｄｅｍｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，　Ｑｉｎｇｄａｏ，　２６６０７１，Ｃｈｉｎａ）收稿日期：２００５－０５－０８作者简介：薛彦斌（１９５７－）男，博士，研究员。

主要研究方向为果蔬贮运保鲜及微藻资源开发。

藻类隶属植物的种类数以万计。

微藻能适应不同的光、温、盐、湿度和营养生境，因此，它们广泛分布于地球的每个角落，从热带、温带到寒带直至南北两极，从淡水湖泊到海水以及盐碱沼泽，从水表到大洋深处都有微藻存在和繁衍。

微藻可以开发出高附加值的生物活性成分；可以在荒芜土地如盐碱滩、沙漠和岩石丘陵地带，以至楼台房顶和各类水源上培养。

微藻资源将成为人类继发现微生物之后又一新的重要种质库、遗传信息库、生化物质库、再生药用资源库和特色产品博物馆。

１爱尔发生物技术平台的建立自然界中的微藻无法大量收集，需要通过产业工程生产微藻原料。

因此，微藻培养平台是将实验室技术转化成实际应用技术，孵化微藻产业的关键环节。

由潍坊科技职业学院和中国科学院海洋研究所于２００３年５月共同搭建的爱尔发生物技术平台，是微藻生物技术研究与应用的发展基地。

该平台集教学科研、成果孵化、技术展示、产业化示范等多种功能为一体。

该平台拟通过工程培养生产出微藻原料，将理论成果和生产实践相联系，并将实验室技术转化成实际应用技术。

２开展极端微藻研究的意义和途径２．１寻求适应机制、开拓生存空间当今人类要研究应对太空中各种极端环境对生命的挑战以发展航天事业；要研究应对地球上各类不适于生命活动的恶劣生态环境以及因生态平衡破坏带来的灾难性后果。

解决这些问题的重要手段之一就是研究各类极端生境中存在的野生生物种质，了解极端环境中的生命过程和生物适应不同胁迫环境的措施。

微藻是地球上最早诞生的重要生命类群，是某些极端环境下的幸存者和适应者，不少种类有数千万年甚至十亿年发展的演化。

环境的沧桑变化曾导致许多生物物种灭绝，却没有消灭最原始的生命类群——微藻类群。

相反，微藻家族日益壮大。

微藻强大的生命力使其家族在地球上广泛分布，包括终年被冰雪覆盖的南北两极，ｐＨ极高或很低的湖泊水潭、盐碱沼泽甚至盐度饱和卤水，在大洋深处、高山之巅以及火山口、地热温泉、干旱沙漠等对生命过程极为不利的极端环境中都有微藻繁衍生息。

经过亿万年长期生存斗争和物种演化，使微藻具有一系列非常独特的生命过程和特有的适应机制。

开展极端微藻及其适应机制和生命过程的研究，了解生物对不同胁迫因子的耐受极限，对于更好地开展仿生学研究，提高人类处理各种复杂环境的应变能力具有非常重要的意义。

国内外对极端环境微藻及其特殊适应机理的认识才刚刚起步。

在种质资源上，只零星采集到某些在极端环境中生活的藻种，如在高盐度甚至饱和盐溶液中生存的盐藻、在高ｐＨ环境（ｐＨ　１０～１１）中生存的螺旋藻、抗寒的雪藻等，这些在极端环境中的微藻种类只是“沧海一粟”。

在极端微藻抗逆机制方面，只局限于盐藻通过细胞体积变化和甘油代谢达到细胞内外快速渗透平衡以适应环境盐度的剧烈变化，以及提出盐藻在脂质小球中累积β－胡萝卜素，吸收光线并遮蔽光合膜系统，免遭强光损伤。

虽然普遍认为，逆境下微藻在形态、细胞类型甚至代谢途径上都发生改变并大量累积特殊的次生代谢产物，但是，对极端微藻具体的抗逆机制和生理代谢内容还很不清楚。

目前缺少专门的研究系统深入地开展微藻研究，在认知极端微藻的生化代谢规律和生命耐受极限方面还存在大量空白。

这就需要我们从典型胁迫极端逆境中采集、分离代表性极端微藻，尽可能多地从微藻细胞、亚细胞、生理和生化代谢过程、遗传信息以及生物大分子等不同侧面和层次，全方位地探讨极端微藻的特有生命过程、代谢耐受极限和特殊适应机制。

２．２寻求特异遗传信息和独特的生物活性产物各类极端环境微藻长期适应不同逆境如高光照、强紫外辐射、高温、寒冻、高盐、高酸碱度等，造成其遗传信息、生化组成、代谢途径等方面的多样性、复杂性和特殊性，有可能开发出人类需求的特殊基因和关键酶系统，以及结构特异、具有极高营养和药学价值的高附加值成分，如：新型萜类、氨基杂环、大环内酯、维生素、胡萝卜素及其衍生物、多不饱和脂肪酸、多糖及衍生物、核苷酸、特异蛋白和多肽等。