2025年3月18日，华中科技大学生命学院谢尚县教授团队在国际著名期刊Journal of Advanced Research上发表了题为“Discovery of mannose as an alternative non-nutrient-deficient regulator of lipid accumulation in microalgae”的研究论文。该研究首次发现，甘露糖可作为新型诱导剂，通过非营养胁迫途径，灵活且持续地诱导微藻在不同环境条件和生长状态下高效积累油脂。研究团队还揭示了其中的代谢和调控机制。这些发现为通过发酵工程和基因工程提升微藻油脂合成效率奠定了基础，对推进微藻生物技术的发展具有重要意义。

微藻油脂是一种极具潜力的生物燃料原料。目前，营养胁迫（尤其是氮饥饿）是诱导微藻油脂积累的常用方法。然而，营养缺乏会抑制微藻生长，并导致大量营养胁迫相关基因表达发生变化，从而掩盖了脂质合成的基因调控机制。因此，开发一种不依赖营养胁迫的方法来调控微藻脂质积累，对于深入理解脂质合成机制至关重要。

谢尚县教授团队在研究木质纤维素的不同单元组分对微藻Chlorella sorokiniana生长产油的影响时，意外发现甘露糖具有独特的作用，可使微藻油脂含量显著提升80.1%。进一步研究表明，甘露糖并非作为碳源，而是作为诱导剂发挥作用。通过不同环境及不同生长状态下添加甘露糖的实验，研究团队证明了其诱导效果灵活、持续且不依赖于营养胁迫。通过细胞成分及转录组分析，研究团队揭示了甘露糖诱导与氮饥饿截然不同的代谢调节模式。甘露糖通过上调卡尔文循环、糖酵解、三羧酸循环和淀粉降解途径相关基因，增强了微藻胞内碳流。同时，甘露糖通过上调脂质合成途径和下调脂质降解途径，将碳流重新导向脂质合成，从而显著提升微藻油脂积累。

甘露糖诱导作用的发现及诱导效果探索

甘露糖诱导下相对于氮饥饿代谢差异调节模式示意图

华中科技大学生命科学与技术学院博士生刘鹏扬、博士后艾远航和美国加州大学圣巴巴拉分校博士后李木子为该论文的共同第一作者，我院谢尚县教授及武昌首义学院孙素副教授为该论文的共同通讯作者。

该论文是谢尚县教授团队在生物质高值转化研究领域的又一重要进展。近年来，谢尚县教授团队一直专注于深入挖掘生物基产品的微生物转化机制，构建生物质到生物能源、生物材料、生物医药等高值物质的多元转化平台，在Nature Communications、Trends in Biotechnology、Advanced Science、Biomaterials、Green Chemistry、Environmental Microbiology、Applied and Environmental Microbiology等期刊发表了一系列重要成果。

该研究得到了国家重点研发计划（2023YFC3403500）项目的支持。