近日，我所生物技术研究部生物分子高分辨分离分析及代谢组学研究组（1808组）刘心昱研究员与许国旺研究员团队与大连理工大学生物工程学院赵宗保教授团队合作，在微生物油脂研究方面取得新进展。研究团队构建了产油酵母的高覆盖脂质组学分析流程，并结合转录组学技术，揭示了圆红冬孢酵母（Rhodosporidium toruloides）在氮限制条件下油脂积累与组成变化的动态规律，为微生物油脂的定向生产和品质调控提供了新思路。
微生物油脂是具有应用潜力的可持续油脂来源，可用于食品、生物燃料等领域。圆红冬孢酵母具有较强的油脂合成能力，但现有研究主要关注总油脂产量和总脂肪酸含量，对不同培养阶段脂质分子组成的变化仍缺乏系统认识。
针对这一问题，研究团队基于液相色谱质谱联用技术（LC-MS）建立了高覆盖脂质组学分析方法，将定量结构—保留关系模型与双数据库质谱匹配两种正交鉴定策略相结合，提升了产油酵母脂质鉴定的覆盖度与可信度。研究团队从圆红冬孢酵母中鉴定并定量了26个亚类的1206种脂质，覆盖度约为常规脂质组学分析的2至3倍，实现了微生物储能脂质与结构脂质的精细表征。
利用上述脂质组学方法，研究团队解析了圆红冬孢酵母在氮限制培养过程中的油脂动态变化。研究发现，油脂形成呈现两个阶段：前期以三酰甘油（TAG）快速积累为主，在144小时达到峰值；随后进入组成重塑阶段，主要TAG和甘油二酯（DAG）分子种含量下降，多不饱和脂质相对富集。与常见食用油比较发现，48至168小时获得的微生物油在脂肪酸组成等指标上与棕榈油较为接近，而216小时的油脂不饱和程度明显提高，表现出不同的组成特征和潜在营养价值。这些发现表明，通过调节培养时间，有望实现微生物油脂产量与组成的差异化调控。
进一步结合转录组分析，研究团队发现，油脂积累与组成重塑分别关联不同的脂质代谢调控模块，为理解微生物油脂形成机制提供了分子层面的线索。该研究将高覆盖脂质组学与转录组学相结合，为微生物油脂的品质评价及定制化生产提供了新的研究依据。
相关工作以“Multi-omics analysis revealed oil accumulation and compositional remodeling in Rhodosporidium toruloides under nitrogen limitation”为题，发表在《食品化学》（Food Chemistry）上。该工作的第一作者为我所于迪副研究员和东北大学黄其田副教授。该工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、辽宁省自然科学基金、大连市科技人才创新支持计划等项目的资助。（文/图 于迪）
