光促进小球藻葡萄糖转运的作用途径研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31802323
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    24.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1906.水产养殖学
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Transmembrane transport of glucose is the first step for its utilization by cells, which has great influence on cell growth. Numerous researches indicated that the cell growth and glucose uptake rate under light were much higher than that in heterotrophic culture. However, studies about the effect of light on the transport of glucose are rare. In our previous study, it was detected that light supply can enhance glucose utilization in Chlorella. Furthermore, the expression of hexose transport gene was significantly promoted by light supply. It is proposed that light may affect glucose transport via two possible pathways: i) ATP generated from photosynthetic electron transport can supply as energy for glucose transport; ii) light can promote glucose uptake via enhance the gene expression of glucose transport. Firstly, the methods of isotope labelling integrated with block electron flow in photosynthesis, and extra addition of ATP will be conducted to confirm the hypothesis that light can supply energy for glucose transport. Secondly, after cloning hexose uptake gene (HUP) and testing its function of glucose uptake, effect of light on HUP gene transcription and translation are investigated through the methods of qPCR and Western blot. This project illuminates the pathway of light promoting glucose transport in the mixotrophic culture of Chlorella and provides the theoretical foundation for the high-density cultivation of algal biomass using glucose.
葡萄糖的跨膜转运是细胞利用糖的第一步,对细胞的生长具有重要影响,众多研究显示小球藻在光下利用葡萄糖可获得比异养培养更高的生长和糖利用速率,但目前关于光影响小球藻葡萄糖转运过程的研究鲜有报道。我们在前期研究中发现光不仅可以促进小球藻对葡萄糖的摄取速率,还可以提高细胞己糖转运基因的表达水平。基于前期实验,本项目提出光可能同时通过两种途径影响小球藻的葡萄糖转运:①光合电子传递产生的ATP可以为糖转运提供能量;②光通过提高葡萄糖转运蛋白的表达水平促进细胞的糖转运。我们拟通过同位素标记结合光合电子传递阻断、外源ATP添加等实验阐明能量供应假说;通过克隆己糖转运基因(HUP)并对其葡萄糖转运功能进行验证,利用qPCR和Western blot在转录和翻译水平研究光对细胞己糖转运蛋白表达的影响,以阐明兼养培养中光对小球藻葡萄糖转运的影响途径。该研究可为高效利用葡萄糖进行微藻高密度培养提供理论指导。

结项摘要

光对小球藻兼养培养过程的葡萄糖利用具有显著影响,而葡萄糖的跨膜转运作为细胞利用糖的第一步,对细胞的葡萄糖利用速率具有重要影响。本项目针对光对葡萄糖转运过程的影响,首先,系统研究了不同光强和葡萄糖浓度下蛋白核小球藻的生长与代谢,发现低光强可以促进葡萄糖的利用,但是进一步增加光强葡萄糖的利用速率和利用效率显著降低。在高光强和高糖条件下,细胞的生长和糖的利用受到光的显著抑制,但是光合电子传递阻断剂的添加可以解除抑制作用,这表明光是通过光合作用间接影响糖的代谢,进而影响糖的摄取。另外,在光照条件下负责葡萄糖转运的己糖转运蛋白的表达水平与黑暗条件下无显著差异,但是阻断光合作用后其表达水平显著提高。综合上述结果,可以得出以下结论:小球藻兼养培养过程中,光可以通过光合产能和提高己糖转运蛋白的表达水平促进葡萄糖的转运,但是,与光对葡萄糖转运过程的影响相比,光对葡萄糖的胞内代谢的影响更大,光通过光合作用对糖的胞内代谢具有显著的抑制作用,进而抑制了葡萄糖的利用。因此,后续需进一步对光抑制葡萄糖的胞内代谢的机制进行深入研究。相关结果对于提高微藻兼养培养过程的能量和物质利用效率,降低生产成本具有重要意义。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(4)
Enhancing CO2 utilization by a physical absorption-based technique in microalgae culture
通过微藻培养中基于物理吸收的技术提高二氧化碳利用率
  • DOI:
    10.1007/s00449-021-02570-2
  • 发表时间:
    2021-04-16
  • 期刊:
    BIOPROCESS AND BIOSYSTEMS ENGINEERING
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    Sun, Zhong-Liang;Xin, Meng-Ru;Wang, Shi-Kai
  • 通讯作者:
    Wang, Shi-Kai
A symbiotic yeast to enhance heterotrophic and mixotrophic cultivation ofChlorella pyrenoidosausing sucrose as the carbon source
以蔗糖为碳源增强蛋白核小球藻异养和混合营养培养的共生酵母
  • DOI:
    10.1007/s00449-020-02409-2
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Bioprocess and Biosystems Engineering
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    Tian Yong-Ting;Wang Xu;Cui Yue-Hua;Wang Shi-Kai
  • 通讯作者:
    Wang Shi-Kai
Nutrient recovery from tofu whey wastewater for the economical production of docosahexaenoic acid by Schizochytrium sp. S31
从豆腐乳清废水中回收养分,用于裂殖壶菌经济生产二十二碳六烯酸。
  • DOI:
    10.1016/j.scitotenv.2019.136448
  • 发表时间:
    2020-03-25
  • 期刊:
    SCIENCE OF THE TOTAL ENVIRONMENT
  • 影响因子:
    9.8
  • 作者:
    Wang, Shi-Kai;Wang, Xu;Cui, Yue-Hua
  • 通讯作者:
    Cui, Yue-Hua

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
关闭
close
客服二维码