微藻生物固碳可利用温室气体CO₂合成油脂用于生物柴油生产，为实现碳中和与缓解能源危机提供绿色、可持续方案。但传统微藻生物固碳联产油脂的应用模式面临“生物量-油脂”不可兼得的困境：油脂积累所需的胁迫条件通常会抑制细胞生长和CO₂固定。因此，开发同步提升固碳速率、油脂含量的创新策略至关重要。

【SynBioCon】获悉，近日，华南理工大学食品科学与工程学院魏东教授课题组在国际顶级期刊《Renewable Energy》（Q1-TOP，2024 IF 9.1）发表了题为“Enhanced CO₂-to-lipid bioconversion in oleaginous Coccomyxa subellipsoidea by high light intensity: A comprehensive analysis of photosynthesis and carbon allocation”的研究论文。魏东教授为本文通讯作者，柳玉为第一作者，新加坡南洋理工大学陈维宁教授为本文共同作者。

光照是影响光自养微藻碳代谢的核心要素。本研究采用具备良好高光耐受性的极地微藻—亚椭圆胶球藻（Coccomyxa subellipsoidea C-169）为研究对象，在高光强（300 μmol/m²/s）下实现了CO₂高效定向转化为脂质，最终获得了生物量浓度10.00 g/L、固碳速率1.42 g/L/d、脂质含量51.84%干重和脂质产率401.75 mg/L/d的协同优化。

叶绿素荧光分析表明，高光强虽在初期抑制了光合活性，但通过激活高效非光化学淬灭（NPQ）发挥了光保护作用，从而增强了藻体的耐高光能力。

代谢组学分析表明，高光通过上调蛋白质与游离氨基酸降解，实现了氮和碳资源的循环再利用：既维持了基础细胞代谢，又将碳流定向诱导至乙酰辅酶A用于脂质合成。

此外，该藻株脂肪酸甲酯的特性满足中国、美国和欧盟生物柴油的参考标准。本研究为发展碳中和和生物燃料生产技术提供了重要理论依据和应用案例。

通讯作者简介：

魏东，华南理工大学食品科学与工程学院教授、博士生导师。主要研究方向为微藻生物技术。利用“组学”（Omics）分析技术，重点探索营养与环境因子对微藻的分子作用机制、微藻光合作用和光发酵过程中碳氮磷高效生物转化及代谢调控机制；着重开发微藻高密度（光）发酵技术及其在生物转化积累蛋白、油脂、生物活性物质（类胡萝卜素、多糖、藻胆蛋白）的调控技术，为微藻生物活性物质的开发、新蛋白-功能性油脂食品配料、环境修复和碳中和、三废（废水、废气、废渣）处理与资源化利用、生物饲料和生物能源的开发解决产业化关键技术。承担国家级、省部级、市级科研项目和企业委托项目40余项，发表论文173余篇、授权专利18件、专利转让6件。获中国化工学会科学技术奖（2022年度）二等奖一项。现任中国藻业协会理事、中国海洋与湖沼学会海洋生物技术分会理事和藻类分会理事。国际生物工程期刊Frontiers in Marine Science副编辑（Associate Editor for Marine Biotechnology and Bioproducts）、Synthetic Biology and Engineering编委，30个SCI国际期刊审稿人。