蓝藻作为独特的光合原核生物，具有将阳光、海水和二氧化碳直接转化为多种生物基产品的非凡能力。目前，对蓝藻生长速率的评价主要基于对菌株分离培养后细胞数量或生物量积累的耗时耗力的监测，这是蓝藻工业化应用的重大瓶颈。

单细胞精度新筛选方法大大加速蓝藻分析

中国科学院青岛生物能源与过程技术研究所(QIBEBT)的研究人员开发了一种革命性的蓝藻快速生长筛选方法，称为“iCyanVS”。

该方法使用独创的拉曼激活细胞分选装置(RACS-Seq)，无需细胞分离(通常需要约 20 天)和培养(通常需要约 5 天)。相反，它成功地从混合突变体库中识别并分离出在高盐环境中生长强劲的工程蓝藻单细胞，该过程涉及约 12 小时的13 C 标记和 10 分钟的测量。

研究结果发表在《合成与系统生物技术》杂志上。

使用H 13 CO 3 -培养 12 小时后，利用13 C 标记的单细胞拉曼光谱，研究人员在单细胞水平上准确测量了关键的代谢表型，包括生长速率和碳固定速率，而无需细胞增殖。

与 RACS-Seq 集成使研究人员能够在令人印象深刻的 10 分钟内测量高盐条件下 135 个蓝藻单细胞的碳固定率和生长率。

随后使用全液相 RACS-Seq 芯片实现了 11 个高性能单细胞的基因分型。研究小组发现了一种与快速生长表型相关的基因型，其特征是关键的全局基因转录因子 rpoD1 的过度表达。

此外，研究人员发现，过表达全局基因转录因子rpoD1的突变菌株在高盐条件下的生长速度比野生型高44%。

“与传统方法需要20天的纯培养和另外5天的生长曲线监测来筛选高生长率蓝藻突变体相比，iCyanVS策略在关键工业表型的筛选和基因组追踪方面实现了前所未有的效率。”栾教授说。国栋，该研究的通讯作者。

“iCyanVS 提供了一个强大的工具，可以快速筛选具有所需工业特性的菌株。这项创新为蓝藻生物技术的未来及其在可持续生物基产品开发中的应用带来了巨大的希望，”该论文的另一位通讯作者陆雪峰教授说。研究。

“除了RACS-Seq之外，我们还将iCyanVS技术集成到流式拉曼激活细胞分选仪(FlowRACS)中，进一步简化了快速生长或高固碳能力的光合细胞工厂的高通量筛选，”该研究的共同通讯作者徐健教授说。