分批补硒对钝顶螺旋藻的生理调控机制及有机硒高效富集策略研究

《Algal Research》：Impact of batch selenium on Spirulina platensis: growth, enrichment, and metabolism

本研究发现时间程序化分批补硒（总浓度800 mg/L）可有效平衡钝顶螺旋藻（Spirulina platensis）的生长抑制与硒富集矛盾。当初始补硒量≤100 mg/L时促进藻体生长，Se-100组获得最高有机硒产量（736.67 μg/g DCW）和转化效率（98.89%），其中硒蛋白（selenoproteins）占比37.27%，硒代蛋氨酸（SeMet）通过甲基转移酶介导的转化途径成为优势硒氨基酸。研究为高值硒强化螺旋藻的工业化生产提供了优化方案。

　　

^Highlight

^{硒批次添加对钝顶螺旋藻生长的影响}

早期研究证实硒对钝顶螺旋藻生长存在"低促高抑"的双重浓度效应，严重限制其硒生物富集潜力。如图1a所示，低硒补充（≤100 mg/L）通过提升胞内酶活性和代谢功能，对藻体产生轻微促生长作用，培养10天后生物量维持在0.92 g/L。值得注意的是，对光系统II（PSII）的抑制效应与初始硒浓度呈剂量依赖性相关。

^结论

本研究证实分批补硒策略显著提升钝顶螺旋藻有机硒转化效率和生物富集量。Se-100组实现有机硒积累峰值，硒蛋白为主要存在形式（占有机硒总量35.49%）。硒胁迫促进代谢通路重构，通过硒代半胱氨酸（SeCys）转化和蛋氨酸代谢激活，形成硒代蛋氨酸（SeMet）主导的硒氨基酸谱。临界阈值分析确定200 mg/L为引发氧化损伤的拐点浓度，此时藻体通过协同抗氧化响应将丙二醛（MDA）水平降低39.51%。该研究为工业化生产高附加值硒强化螺旋藻提供了理论依据和实践方案。